CN105861913B

CN105861913B - 中板坯连铸生产700MPa铁素体马氏体双相钢的方法

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Publication number: CN105861913B
Application number: CN201610372239.0A
Authority: CN
Inventors: 李经哲; 吕浩; 张洪波; 李梦英; 马德刚; 周泉林; 段云祥; 吴艳青; 冯慧霄; 李波; 王建兴; 王健; 范志业; 李鹏; 周航
Original assignee: Tangshan Iron and Steel Group Co Ltd
Current assignee: Tangshan Iron and Steel Group Co Ltd
Priority date: 2016-05-31
Filing date: 2016-05-31
Publication date: 2017-07-11
Anticipated expiration: 2036-05-31
Also published as: CN105861913A

Abstract

本发明公开了一种中板坯连铸生产700MPa铁素体马氏体双相钢的方法，包括下述步骤：铁水脱硫→脱磷转炉冶炼→脱碳转炉冶炼→LF处理→RH脱气处理→中板坯连铸。本发明采用双联转炉相配套的中板坯连铸工艺生产700MPa铁素体马氏体双相钢，通过控制各工序工艺参数，来生产满足要求的连铸坯，热轧生产优质热轧卷板，经冷轧最终生产优质连退产品。

Description

中板坯连铸生产700MPa铁素体马氏体双相钢的方法

技术领域

本发明涉及一种中板坯连铸生产700MPa铁素体马氏体双相钢的方法，属于钢铁冶炼技术领域。

背景技术

近几年，随着中国汽车产业的迅猛发展，节能环保成为现代汽车发展的必然趋势，其中一个重要措施就是汽车重量轻量化，使用高强度双相钢来代替常规用钢已经在国内各大企业纷纷进行研发，铁素体马氏体双相钢正是其中的一种，该双相钢是在其固溶组织中马氏体含量达到35-50%，其余为铁素体。目前700MPa铁素体马氏体双相钢的成份已能控制在 [N] 0.0040%、[S] 0.005%、[P] 0.018% T[O] 0.0030%，铸坯偏析达到B0.5级以下的的水平。700MPa铁素体马氏体双相钢生产工艺主要有： A：高炉→铁水脱硫→转炉→LF→RH脱气处理→连铸 B：高炉→转炉→LF→RH脱气处理→连铸。本领域公认的是：700MPa铁素体、马氏体双相钢炼钢的主要难点在于控制铸坯偏析的问题，而在中板坯连铸机控制铸坯偏析主要采取低过热度、轻压下、电磁搅拌三项措施，如在无电磁搅拌只采取低过热度及轻压下的条件下来控制700MPa高品质双相钢铸坯偏析难度较大，低过热度的控制主要依赖钢包蓄热温降来进行控制，如果转炉公称容量较小，整个炼钢工序的过程钢水温降不易准确控制，导致钢水在浇铸过程中过热度控制偏高，不能对中包温度有效而精确的控制，另外钢水中的[S]及[P]也对铸坯偏析有一定的影响，如何最大限度降低钢水中的[S]、[P]也是炼钢的一项难点。

发明内容

本发明提供一种中板坯连铸生产700MPa铁素体马氏体双相钢的方法，采用100吨双联转炉相配套的中板坯连铸工艺生产700MPa铁素体马氏体双相钢，通过控制各工序工艺参数，来生产满足要求的连铸坯，热轧生产优质热轧卷板，经冷轧最终生产优质连退产品。

本发明所采取的技术方案是：

中板坯连铸生产700MPa铁素体马氏体双相钢的方法，包括下述步骤：铁水脱硫→100t脱磷转炉冶炼→100t脱碳转炉冶炼→LF处理→RH脱气处理→中板坯连铸；

其中，铁水脱硫，为铁水包喷吹镁粉及石灰脱硫后，将渣子扒净，入炉铁水[S]≤0.006%；

脱磷转炉冶炼，终渣碱度为1.3-1.8；半钢水控制成分质量百分比[C]:3.6-4.0%，[S]≤0.007%，[P]≤0.040%；终点温度1310-1360℃，终渣（FeO）质量百分比≤12%，出钢时间≤7分钟；

脱碳转炉冶炼，终渣碱度为3.2-3.6；钢水控制成分质量百分比[C]:0.03-0.04%，[S]≤0.008%，[P]≤0.008%；终点温度1680-1700℃，终渣(FeO)质量百分比≤20%，出钢时间≥3分钟；

LF处理：钢水控制成分质量百分比[C]:0.08-0.10%，[Mn]：1.90-2.00%，[Si]：1.10-1.20%，[S]≤0.003%，[P]≤0.015%：

RH脱气处理，进站温度1630-1650℃，脱气和成分微调；出站化学成分质量百分比：[C]:0.08-0.10%，[Mn]：1.90-2.00%，[Si]：1.10-1.20%，[S]≤0.003%，[P]≤0.015%：[Als]:0.032-0.050%，出站温度根据铸坯断面及连浇炉次而定；

中板坯连铸：中间包钢水温度 1531-1546℃；中间包采用挡渣墙、挡渣堰，中间包烘烤温度≥1100℃，烘烤时间≥3小时，中间包使用镁质耐材,铝碳质上水口、铝碳质塞棒和浸入式水口；使用无碳低硅覆盖剂，结晶器使用高碱度、低粘度包晶钢保护渣，二次冷却采用与动态轻压下相结合的冷却模式，同时保证拉矫温度≥900℃；中包钢水氧、氮含量质量数控制为T[O]≤25ppm、[N]≤40ppm，过热度控制在20-30℃。

预处理与LF脱硫相结合，保证LF出站[S]≤0.003%,双联转炉冶炼保证脱磷效果，脱碳转炉终点P控制在0.008%以内。采用滑板前挡、挡渣锥与滑板后挡，下渣厚度≤30mm；脱碳转炉采用硅锰合金配锰、配硅，硅铁配硅；石灰加入量3.5-4.5公斤/吨钢；出钢钢水1/3时开始加料，采用先若后强的加料顺序：石灰→硅铁→硅锰合金→铝铁；出钢3/4前加完合金和造渣材料，出钢完毕加入铝铁脱氧。

中板坯连铸，无电磁搅拌，采用动态轻压下，钢包到中间包采用长水口加氩气密封保护钢水，拉速1.2-1.5m/min。

本发明的连铸坯可以经热轧生产热轧卷板，经冷轧最终生产连退产品；

本发明生产工艺控制稳定，连铸坯偏析达到B0.5级以下。

在中板坯连铸机生产700MPa铁素体、马氏体双相钢，要做到连铸工艺顺行，避免中包液位波动过大对工艺过程和产品质量的影响，对脱磷、脱碳转炉终点控制、LF窄成分控制、RH脱气处理、整个过程温度控制以及连铸轻压下使用提出更高的要求，也就是必须对整个流程各工艺关键点进行精准控制，才能生产出满足要求的无缺陷连铸坯。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明采用双联转炉相配套的中板坯连铸工艺生产700MPa铁素体马氏体双相钢，通过控制各工序工艺参数，避免中包液位波动过大对工艺过程和产品质量的影响，对脱磷、脱碳转炉终点控制、LF窄成分控制、RH脱气处理，来生产满足要求的连铸坯，经热轧生产优质热轧卷板，经冷轧最终生产优质连退产品。

附图说明：

图1为实施例1的连铸坯侵蚀后低倍样中心位置偏析图；

图2为实施例2的连铸坯侵蚀后低倍样中心位置偏析图；

图3为实施例3的连铸坯侵蚀后低倍样中心位置偏析图；

图4为实施例4的连铸坯侵蚀后低倍样中心位置偏析图；

图5为实施例5的连铸坯侵蚀后低倍样中心位置偏析图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步地说明；

在实施例中，中板坯连铸生产双相钢的工艺流程为：铁水脱硫→脱磷转炉冶炼→脱碳转炉冶炼→LF处理→RH脱气处理→中板坯连铸

实施例1-5中的转炉100t，RH精炼100t，中板坯连铸（无电磁搅拌）：连铸坯宽800-1550mm，厚200mm，采用动态轻压下，生产钢种GFL780HX。

实施例1-5中具体操作步骤和各工序工艺参数控制如下：

（1）铁水脱硫

铁水包喷吹镁粉及石灰脱硫后，将渣子扒净，入炉铁水[S]≤0.006%；

（2）脱磷转炉冶炼

a.铁水温度1350℃、[S]=0.007%、[P]=0.150%，吹炼过程底吹全程氮气；

b.吹炼过程以脱磷为主要目标，要求前期平稳化渣，炉温平稳上升；

c.吹炼后期供氧采用氧氮混合，从而不仅减少喷溅、还起到保碳的目的；

d.终渣碱度为1.3-1.8；半钢水控制成分质量百分比[C]:3.6-4.0%，[S]≤0.007%，[P]≤0.040%；终点温度1310-1360℃，终渣（FeO）质量百分比≤12%，出钢时间≤7分钟。采用挡渣机挡渣，下渣厚度≤50mm，出钢过程无需加入任何物料。

（3）脱碳转炉冶炼

a.铁水温度1380℃、[C]=3.6%、[S]=0.007%、[P]=0.040%；

b.吹炼过程以脱碳、终点控制为主要目标，要求全程化渣，炉温平稳上升；

c.终渣碱度R为3.2-3.6，钢水成分（质量百分比）[C]:0.03-0.04%，[S]≤0.008%，[P]≤0.008%；终渣(FeO)质量百分比≤20%;

终点温度：1680-1700℃，拉碳后底吹静吹140秒，静吹时底吹流量0.17m³/t*min，吹炼过程底吹氮氩切换为30%。

d. 出钢使用连用、洁净的精炼加盖钢包；

e.采用滑板前挡、挡渣锥及滑板后挡，下渣厚度≤30mm；

f.出钢时间≥3分钟，钢流圆整。

g.硅锰合金加入量为3000kg/炉，硅铁加入量为850kg/炉；石灰加入量3.5-4.0公斤/吨钢；出钢钢水1/3时开始加料，加料顺序为石灰→硅铁→硅锰合金→铝铁；出钢3/4前加完造渣材料和合金，出钢完毕加入铝铁脱氧。

（4）LF窄成分控制工序

a. 钢包进站，加造渣料并测温，温度1600℃；取样分析成分；

b.根据炉渣氧化性及钢水Als含量，进行一次补铝，要求Als目标：400-500ppm

c.锰铁合金根据进站[C]含量进行选择，如[C]≤0.08%，加入高碳锰铁配锰，[C]＞0.08%，加入中碳锰铁或硅锰合金，使用硅铁配硅。元素合金化顺序Mn→Si→C

d.LF出站[S]控制在0.001%，出站[P]控制在0.013、0.014%。

f.钢水控制成分质量百分比[C]:0.08-0.10%，[Mn]：1.90-2.00%，[Si]：1.10-1.20%，[S]≤0.003%，[P]≤0.015%；

（5）RH脱气处理工序

a. 钢包进站，测温，温度1630-1650℃；

b. 开启真空泵，循环至15分钟，最高真空度1.2mPa，测温取样分析成分；

c. 根据取样分析结果，对钢水中[C]、[Mn]、[Si]元素进行微调整；

d.出站温度：由于转炉公称容量小，将生产断面及钢包蓄热情况与出站温度进行分类，RH则通过循环时间来进行调节温度，RH出站温度见表1，RH出站化学成分见表2：

表1 RH出站温度

断面，mm	第一包,℃	第2-3炉,℃	第4-10炉,℃	第11炉后,℃
					≤1050	1595-1605	1580-1590	1575-1585	1570-1580
1051-1150	1595-1605	1580-1590	1575-1585	1570-1580
					1151-1300	1595-1605	1575-1585	1570-1580	1565-1575
≥1301	1595-1605	1575-1585	1570-1580	1565-1575

表2 RH出站化学成分 %

GFL780HX钢种	C	Mn	S	P	Si	Als	N	H
									实施例1	0.091	1.935	0.003	0.014	1.164	0.050	0.0025	0.0002
实施例2	0.084	1.947	0.001	0.014	1.20	0.046	0.0026	0.0003
									实施例3	0.080	2.00	0.001	0.013	1.186	0.046	0.0023	0.0001
实施例4	0.095	1.91	0.001	0.014	1.10	0.045	0.003	0.0003
									实施例5	0.010	1.90	0.001	0.014	1.177	0.032	0.0025	0.0002

（6）中板坯连铸工序

a.中间包钢水温度1531-1546℃，钢包到中间包采用长水口加氩气密封保护钢水，长水口处钢水不能裸露；钢包向中间包浇注钢水时，不能下渣；中间包采用挡渣墙、挡渣堰，中间包烘烤温度≥1100℃，烘烤时间≥3小时；

b.中包使用镁质耐材,无碳铝质吹氩上水口和吹氩塞棒，使用无碳低硅覆盖剂；

c. 结晶器使用高碱度、低粘度包晶钢保护渣，使用镁质耐材,铝碳质上水口、铝碳质塞棒和浸入式水口；

d.连铸拉速为按照断面进行分类，具体分类见表3；

表3 连铸拉速分类表

断面，mm	拉速，m/min
		≤1050	1.40-1.50
1051-1150	1.30-1.40
		1151-1300	1.20-1.30
≥1301	1.20-1.30

e．二冷采用与动态轻压下相结合的冷却模式, 同时保证拉矫温度≥900℃。

按上述工艺生产的GFL780HX钢最终产品化学成份如表4：

表4 GFL780HX钢产品化学成份（%）

GFL780HX钢种	C	Mn	S	P	Si	Als	N	O
									实施例1	0.09	1.96	0.001	0.014	1.16	0.054	0.0025	0.0015
实施例2	0.09	1.97	0.001	0.014	1.2	0.044	0.0033	0.0012
									实施例3	0.09	1.96	0.001	0.014	1.2	0.042	0.0025	0.0010
实施例4	0.1	1.93	0.001	0.015	1.16	0.038	0.0035	0.0015
									实施例5	0.1	1.93	0.001	0.013	1.2	0.041	0.0034	0.0014

f. 中包钢水氧、氮含量质量数控制为T[O]≤25ppm、[N]≤40ppm，过热度控制在20-30℃中包温度及过热度控制数据见表5：

表5 GFL780HX钢中包温度及过热度（℃）

钢种	开浇10分钟	开浇20分钟	开浇30分钟	过热度
					实施例1	1540	1538	1535	30
实施例2	1539	1532	1532	26
					实施例3	1532	1531	1529	23
实施例4	1530	1536	1539	27
					实施例5	1532	1530	1539	20

g.中心偏析控制

为检测应用该方法后的铸坯宏观偏析情况，将实施例1-5的产品取样进行检测分析，取连铸坯低倍样，低倍样在连铸出坯后使用火焰切割机进行切割，低倍样取样尺寸大小及侵蚀方法按照GB226-1991 《钢的低倍组织及缺陷酸蚀检测方法》执行，评级标准按照YB/T4003-1997 《连铸钢板坯低倍组织缺陷评级图》进行评价。

实施例1 钢种GFL780HX 拉速1.4m/min，生产断面：1015×200mm，过热度30℃，侵蚀后低倍样中心位置偏析如图1，属于C1.0级。

实施例2 钢种GFL780HX 拉速1.2m/min，生产断面：1285×200mm，过热度26℃，侵蚀后低倍样中心位置宏观偏析如图2，属于B0.5级。

实施例3钢种GFL780HX 拉速1.2m/min，生产断面：1220×200mm，过热度23℃，侵蚀后低倍样中心位置宏观偏析如图3，属于C1.0级。

实施例4 钢种GFL780HX 拉速1.3m/min，生产断面：1400×200mm，过热度27℃，侵蚀后低倍样中心位置宏观偏析如图4，属于B0.5级。

实施例5 钢种GFL780HX 拉速1.4m/min，生产断面：1015×200mm，过热度20℃，侵蚀后低倍样中心位置宏观偏析如图5，属于C0.5级。

从实施例1-5的连铸坯低倍检验结果来看，连铸坯没有出现中心裂纹和中心疏松，中心偏析达到B0.5级以下，铸坯表面及皮下没有夹渣缺陷；热轧板卷表面质量优良。

Claims

1.一种中板坯连铸生产700MPa铁素体马氏体双相钢的方法，其特征在于：包括下述步骤：铁水脱硫→脱磷转炉冶炼→脱碳转炉冶炼→LF处理→RH脱气处理→中板坯连铸；

所述铁水脱硫：为铁水包喷吹镁粉及石灰脱硫后，将渣子扒净，入炉铁水[S]≤0.006%；

所述脱磷转炉冶炼:终渣碱度为1.3-1.8；半钢水控制成分质量百分比[C]:3.6-4.0%，[S]≤0.007%，[P]≤0.040%；终点温度1310-1360℃，终渣FeO质量百分比≤12%，出钢时间≤7分钟；

所述脱碳转炉冶炼：终渣碱度为3.2-3.6；钢水控制成分质量百分比[C]:0.03-0.04%，[S]≤0.008%，[P]≤0.008%；终点温度1680-1700℃，终渣FeO质量百分比≤20%，出钢时间≥3分钟；

所述LF处理：钢水控制成分质量百分比[C]:0.08-0.10%，[Mn]：1.90-2.00%，[Si]：1.10-1.20%，[S]≤0.003%，[P]≤0.015%：

所述RH脱气处理：进站温度1630-1650℃，脱气和成分微调；出站化学成分质量百分比：[C]:0.08-0.10%，[Mn]：1.90-2.00%，[Si]：1.10-1.20%，[S]≤0.003%，[P]≤0.015%：[Als]:0.032-0.050%，出站温度根据铸坯断面及连浇炉次而定；

所述中板坯连铸：中间包钢水温度 1531-1546℃；中间包采用挡渣墙、挡渣堰，中间包烘烤温度≥1100℃，烘烤时间≥3小时，中间包使用镁质耐材,铝碳质上水口、铝碳质塞棒和浸入式水口；使用无碳低硅覆盖剂，结晶器使用高碱度、低粘度包晶钢保护渣；中包钢水氧、氮含量质量数控制为T[O]≤25ppm、[N]≤40ppm，过热度控制在20-30℃。

2.根据权利要求１所述的中板坯连铸生产700MPa铁素体马氏体双相钢的方法，其特征在于所述脱碳转炉冶炼，终点P控制在0.008%以内，采用滑板前挡、挡渣锥与滑板后挡，下渣厚度≤30mm；脱碳转炉采用硅锰合金配锰、配硅，硅铁配硅；石灰加入量3.5-4.5公斤/吨钢；出钢钢水1/3时开始加料，采用先弱后强的加料顺序：石灰→硅铁→硅锰合金→铝铁；出钢3/4前加完合金和造渣材料，出钢完毕加入铝铁脱氧。

3.根据权利要求1所述的中板坯连铸生产700MPa铁素体马氏体双相钢的方法，其特征在于所述中板坯连铸，无电磁搅拌，采用动态轻压下，钢包到中间包采用长水口加氩气密封保护钢水，拉速1.2-1.5m/min。

4.根据权利要求1所述的中板坯连铸生产700MPa铁素体马氏体双相钢的方法，其特征在于所述中板坯连铸工序中二次冷却采用与动态轻压下相结合的冷却模式，同时保证拉矫温度≥900℃。