CN105886701B - 高品质超低碳if钢的生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高品质超低碳IF钢的生产工艺，其包括高炉铁水、DeS预处理脱硫、DeP脱磷、DeC脱碳、RH真空处理和CC常规板坯连铸工序；所述DeP脱磷工序：终点温度≥1330℃，控制终点半钢成分的质量百分比为：C 3.40～3.60%、S≤0.010%、P≤0.040%；所述DeC脱碳工序，采用不倒炉直出，控制终点钢水成分的质量百分比：C 0.025～0.040%、S≤0.011%、P≤0.010%，终点温度1680～1700℃；所述RH真空处理工序，采用真空机械泵调整真空度；所述CC常规板坯连铸工序，中间包使用无碳镁质耐材，拉速控制为1.1～1.4m/min。本方法生产出无任何缺陷的连铸坯，热轧生产优质热轧卷板，经冷轧最终生产优质连退和镀锌产品。

Description

高品质超低碳IF钢的生产工艺
技术领域
本发明属于钢铁冶炼领域，尤其是一种高品质超低碳IF钢的生产工艺。
背景技术
IF钢(Interstitial Free Steel)，又叫无间隙原子钢，因其具有优异的深冲性能、具有超低碳、微合金化、钢质纯净的特点，同时具有高塑性应变比、高伸长率、高硬化指标、较低的屈强比，以及优异的非时效性，因此被誉为第3代超深冲用钢，在汽车工业和家电行业得到广泛应用。其本质是在钢中加入Ti和Nb.形成Ti和Nb的含氮化合物，从而得到无间隙原子的洁净铁素体钢，即为超低碳无间隙原子钢。
近几年，随着汽车工业的迅猛发展，IF钢的需求量急剧增加。国内各大钢铁企业纷纷加大IF钢的研发力度，目前IF钢的成分已能控制在[C]0.002％、[N]0.002％、[S]0.001％、T[O]0.002％的水平。常见的IF钢生产工艺有两种：A：铁水脱硫→顶底复吹转炉→RH真空处理→连铸；B：铁水脱硫→顶底复吹转炉→LF精炼→RH真空处理→连铸。采用上述生产工艺，会带来如下问题：一是采用容量较小的100t转炉，使得生产过程中的温降速率大，造成RH精炼补氧升温，增加钢水夹杂物生成的几率；二是转炉脱P困难，生产周期长，与常规板坯连铸机节奏不对称，造成拉速波动，结晶器液位波动大，容易发生结晶器卷渣，对板卷表面质量带来不利的影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种产品质量好的高品质超低碳IF钢的生产工艺。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：其包括高炉铁水、DeS预处理脱硫、DeP脱磷、DeC脱碳、RH真空处理和CC常规板坯连铸工序；所述DeP脱磷工序：终点温度≥1330℃，控制终点半钢成分的质量百分比为：C 3.40～3.60％、S≤0.010％、P≤0.040％；所述DeC脱碳工序，采用不倒炉直出，控制终点钢水成分的质量百分比：C 0.025～0.040％、S≤0.011％、P≤0.010％，终点温度1680～1700℃；所述RH真空处理工序，采用真空机械泵调整真空度；所述CC常规板坯连铸工序，中间包使用无碳镁质耐材，拉速控制为1.1～1.4m/min。
本发明所述DeP脱磷工序：终渣碱度为1.8～2.0，出钢时间≤7分钟。
本发明所述DeC脱碳工序：终渣碱度为3.2～3.6，大包温度1660～1680℃，一次命中终点P；终点温度1680～1700℃，终点氧位550～800ppm，终渣FeO质量百分比≤20％，出钢时间≥3分钟。
本发明所述RH真空处理工序：进站温度1635～1650℃，进站氧位550～700ppm；出站化学成分质量百分比：C≤0.0030％、Mn 0.10～0.20％、S≤0.012％、P≤0.013％、Si≤0.03％、Als 0.020～0.050％、Ti 0.055～0.070％；出站温度1600～1620℃。
本发明所述CC常规板坯连铸工序：中间包钢水温度1555～1575℃；中间包采用挡渣墙或挡渣堰，中间包烘烤温度≥1100℃、烘烤时间≥4h；使用无碳双层覆盖剂，二次冷却采用强冷却方式，同时保证拉矫温度≥800℃。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本发明采用DeS-DeP-DeC-RH-CC工艺来生产超低碳IF钢，通过控制脱磷炉终点的碳含量、磷含量和半钢温度， 控制脱碳炉的不倒炉直出，减少过程温降，采用真空机械泵快、准、稳控制碳含量，稳定生产节奏，恒拉速等工艺措施来生产满足要求，生产无任何缺陷的连铸坯，热轧生产优质热轧卷板，经冷轧最终生产优质连退和镀锌产品。
具体实施方式
本高品质超低碳IF钢的生产工艺的工艺流程为：高炉铁水→DeS预处理脱硫→DeP脱磷→DeC脱碳→RH真空处理→CC常规板坯连铸；采用100t转炉生产，各工序的工艺条件如下所述：
(1)DeS预处理脱硫工序：铁水包内的铁水按比例喷吹石灰和镁粉后，将渣子扒净，入转炉铁水(出站铁水)S≤0.003％。
(2)DeP脱磷工序：终渣碱度为1.8～2.0；半钢控制成分质量百分比C3.40～3.60％、S≤0.010％、P≤0.040％；终点温度≥1330℃，出钢时间≤7分钟；采用挡渣标挡渣，下渣厚度≤80mm。
(3)DeC脱碳工序：终渣碱度为3.2～3.6；不倒炉直出，大包温度1660～1680℃，较常规出钢温度低20℃，一次命中终点P，钢水控制成分质量百分比C0.025～0.040％、S≤0.011％、P≤0.010％；终点温度1680～1700℃，终点氧位550～800ppm，终渣FeO质量百分比≤20％，出钢时间≥3分钟。
采用滑板+挡渣标双挡渣，下渣厚度≤50mm；石灰加入量2.2～3.0kg/t钢，改质剂加入量1.2～1.5kg/t钢，萤石0.3～0.8kg/t钢；出钢钢水1/5时开始加料，加料顺序依次石灰、萤石、改质剂；出钢3/4前加完合金和造渣材料。
(4)RH真空处理工序：进站温度1635～1650℃，进站氧位550～700ppm，脱碳、脱氧和微合金化；出站化学成分质量百分比：C≤0.0030％、Mn 0.10～0.20％、S≤0.012％、P≤0.013％、Si≤0.03％、Als 0.020～0.050％、Ti 0.055～0.070％， 出站温度1600～1620℃。
采用真空机械泵调整真空度，过程变化幅度平缓，利于钢水中碳氧的稳定反应。脱碳期真空度≤1.2mbar、氩气环流60Nm3/h、时间12～15min；合金化真空度1.5mbar、氩气环流量50Nm3/h；静循环时间≥8min；吹氧期真空度40～80mbar、氩气环流量50Nm3/h。
(5)CC常规板坯连铸工序：中间包钢水温度1555～1575℃；中间包采用挡渣墙、挡渣堰，中间包烘烤温度≥1100℃，烘烤时间≥4小时，中间包使用无碳镁质耐材,无碳铝质吹氩上水口、吹氩塞棒和浸入式水口；使用无碳双层覆盖剂，结晶器使用无碳、低碱度、高粘度保护渣，二次冷却采用强冷却方式，同时保证拉矫温度≥800℃；拉速控制为1.1～1.4m/min。
(6)上述DeC脱碳、RH真空处理和CC常规板坯连铸工序中，中包钢水氧、氮含量质量数均控制为T[O]≤20ppm、[N]≤35ppm。
(7)连铸坯经热轧成热轧卷板，热轧卷板再经冷轧，得到超低碳IF钢钢板。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1－10：本高品质超低碳IF钢的生产工艺采用下述具体工艺。
1、实施例中采用的设备为：DeP脱磷炉100t，DeC脱碳炉100t，RH精炼100t；CC常规板坯连铸：连铸坯宽1280mm，厚200mm。
2、具体操作步骤和各工序工艺参数控制如下：
(1)DeS预处理脱硫工序：a.铁水温度1315～1362℃，S 0.016～0.035％、P 0.113～0.124％；
b.吹炼过程以脱硫为主要目标，石灰与镁粉的质量配比为5.5:1；
c.使用捞渣机捞渣，铁水表层无渣，铁水裸露面≥90％；
d.出站S≤0.003wt％，温度1295～1348℃。
(2)DeP脱磷工序：a.铁水温度1295～1322℃，S 0.001～0.002％、P 0.113～0.124％；
b.装入量：铁水108～115t，废钢5～15t；
c.吹炼过程以脱磷为主要目标，要求全程化渣，过程加入抑渣剂防止喷溅；
d.采用挡渣标挡渣，钢流圆整；出钢(半钢)主要成分以及具体工艺见表1。
表1：半钢成分(wt％)和工艺参数
(3)DeC脱碳工序：a.半钢温度1325～1366℃，S 0.004～0.007％，P 0.034～0.039％；
b.装入量：半钢110～115t，废钢0～5t；
c.吹炼过程以脱碳、脱磷为主要目标，要求全程化渣，炉温平稳上升；
d.不倒炉直出，一次命中终点P；终点钢水成分含量及温度、氧位见表2；
f.采用挡渣标+滑板双挡渣；出钢时，钢流圆整，出钢使用周转、洁净的无碳钢包；出钢钢水1/5时开始加料，加料顺序：石灰→萤石→改质剂，出钢3/4前加完合金和造渣材料；本工序具体的工艺参数见表3。
表2：DeC脱碳工序终点成分(wt％)及温度、氧位
表3：DeC脱碳工序的工艺参数
(4)RH真空处理工序：a.开启机械真空泵(螺杆泵、罗茨泵)，预抽真空；
b.钢包进站，测温；
c.开启真空主阀，脱碳期真空度≤1.2mbar、氩气环流60Nm3/h、时间12～15min；合金化真空度1.5mbar、氩气环流量50Nm3/h；静循环时间≥8min；吹氧期真空度40～80mbar、氩气环流量50Nm3/h；
d.测温定氧，加入Ti含量70％的钛铁1.0kg/t钢，测温取样出站；
e.出站温度：开浇1618～1620℃、连浇包次1600～1610℃；RH出站化学成分见表4。
表4：RH出站化学成分(wt％)
(5)CC常规板坯连铸工序：a.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，严禁下渣；
b.中包使用无碳镁质耐材，无碳铝质吹氩上水口和吹氩塞棒，使用无碳双层覆盖剂；
c.结晶器使用无碳、低碱度、高粘度保护渣，结构和材质优化的浸入式水口；
d.二冷采用C1强冷却方式。
本工序的工艺参数见表5；所得IF钢产品的化学成分见表6。
表5：CC常规板坯连铸工序的工艺参数
表6：IF钢产品化学成份(wt％)
实施例 C Mn S P Si Als Ti
1 0.0021 0.15 0.008 0.010 0.01 0.027 0.059
2 0.0018 0.14 0.007 0.008 0.01 0.031 0.050
3 0.0030 0.15 0.007 0.010 0.01 0.050 0.069
4 0.0016 0.14 0.006 0.006 0.02 0.035 0.064
5 0.0028 0.20 0.006 0.008 0.01 0.042 0.070
6 0.0019 0.15 0.006 0.008 0.03 0.031 0.060
7 0.0022 0.14 0.012 0.006 0.01 0.034 0.062
8 0.0021 0.13 0.008 0.013 0.018 0.020 0.060
9 0.0019 0.10 0.006 0.009 0.01 0.029 0.062
10 0.0022 0.14 0.007 0.009 0.01 0.036 0.062
3、本发明各实施例生产连铸坯低倍检验没有出现中心裂纹、中心疏松和中心偏析等缺陷，铸坯表面及皮下没有夹渣缺陷；热轧板卷表面质量优良；所得IF钢产品的性能见表7。
表7：IF钢产品性能分布
实施例 抗拉Rm，Mpa 屈服Rp0.2，Mpa 延伸率(A50)
1 303 244 45.2
2 305 246 45.5
3 299 236 47.0
4 307 249 44.1
5 300 240 44.8
6 310 251 44.5
7 306 244 44.9
8 295 240 48.0
9 296 246 49.0
10 315 255 43.9

Claims (3)

1.一种高品质超低碳IF钢的生产工艺，其特征在于：其包括高炉铁水、DeS预处理脱硫、DeP脱磷、DeC脱碳、RH真空处理和CC常规板坯连铸工序；所述DeP脱磷工序：终点温度≥1330℃，控制终点半钢成分的质量百分比为：C 3.40～3.60%、S≤0.010%、P≤0.040%，终渣碱度为1.8～2.0，出钢时间≤7分钟；所述DeC脱碳工序，采用不倒炉直出，控制终点钢水成分的质量百分比：C 0.025～0.040%、S≤0.011%、P≤0.010%，终点温度1680～1700℃，终渣碱度为3.2～3.6，大包温度1660～1680℃，一次命中终点P；终点温度1680～1700℃，终点氧位550～800ppm，终渣FeO质量百分比≤20%，出钢时间≥3分钟；所述RH真空处理工序，采用真空机械泵调整真空度；所述CC常规板坯连铸工序，中间包使用无碳镁质耐材，拉速控制为1.1～1.4m/min。
2.根据权利要求1所述的高品质超低碳IF钢的生产工艺，其特征在于，所述RH真空处理工序：进站温度1635～1650℃，进站氧位550～700ppm；出站化学成分质量百分比：C≤0.0030%、Mn 0.10～0.20%、S≤0.012%、P≤0.013%、Si≤0.03%、Als 0.020～0.050%、Ti0.055～0.070%；出站温度1600～1620℃。
3.根据权利要求1或2所述的高品质超低碳IF钢的生产工艺，其特征在于，所述CC常规板坯连铸工序：中间包钢水温度 1555～1575℃；中间包采用挡渣墙或挡渣堰，中间包烘烤温度≥1100℃、烘烤时间≥4h；使用无碳双层覆盖剂，二次冷却采用强冷却方式，同时保证拉矫温度≥800℃。
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