CN113215477A - 一种低碳排放冷轧基料钢带的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低碳排放冷轧基料钢带的制备方法，工艺路线为顶底复吹转炉冶炼、转炉出钢渣洗去夹杂、板坯连铸以及热连轧生产一种低碳、低硅含硼冷轧深冲基带钢卷的方法，属于钢铁冶金领域。本方法制备的材料，采用低碳、低硅成分设计，省略了LF精炼工序，通过转炉出钢过程脱氧去夹杂，连铸，保障了硼的回收率，提高了钢材的性能稳定性。由于略去了LF精炼工序，降低了钢中的氮含量，提高了带钢的质量在生产过程中也不存在电极消耗，降低了电耗和二氧化碳排放量，为含硼低碳、低硅冷轧基料钢带的转炉冶炼、板坯连铸提供了一种新方法。

Description

一种低碳排放冷轧基料钢带的制备方法
技术领域
本发明涉及一种低碳排放冷轧基料钢带的制备方法，工艺路线为顶底复吹转炉冶炼、转炉出钢渣洗去夹杂、板坯连铸以及热连轧生产一种低碳、低硅含硼冷轧深冲基带钢卷的方法，属于钢铁冶金领域。
技术背景
冷轧用钢基带，炼钢的生产方法，通常是铁水预处理脱硫、转炉冶炼、LF精炼或RH真空处理、板坯连铸制备符合规格要求的板坯，然后经过热连轧生产出符合冷轧需求的钢卷(基带)。
Figure RE-GDA0003118006470000011
文献检索显示，钢铁冶金行业内含硼钢的冶炼方法必须经过LF处理，有些还需要经VD或RH真空处理再加入硼铁进行合金化，以提高硼的收得率，鞍钢采用钢中加入钛固氮的方法来解决但氮含量高导致钢卷硬化难题。
而对于低碳、低硅、低锰含量的冷轧基带用钢，由于硅、锰含量极低，硅锰脱氧弱化，只能采用铝脱氧，因此对于铝脱氧产生的Al2O3夹杂或者以Al2O3为主钙、镁的氧化物复合夹杂是影响产品质量的主要因素，甚至影响板坯连铸的顺行，其次由于对于低碳、低硅、低锰含量的冷轧基带用钢硼在钢中极易氧化，需要LF精炼造还原渣才能生产，但LF精炼处理过程造成钢水增氮又影响冷轧基料的力学性能和冷冲压成形性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低碳排放冷轧基料钢带的制备方法，达到以现有炼钢技术不能达到的低成本、低二氧化碳排放的冷轧基带生产目的。
本发明采用的技术方案是：一种低碳排放冷轧基料钢带的制备方法，包括：
1.工艺流程：铁水脱硫预处理、120t顶底复吹转炉冶炼，转炉出钢脱氧合金化、去夹杂、板坯连铸、1750热连轧工艺生产；
2.钢的成分设计：钢的成分组成为：C：0.04～0.08wt％，Si：≤0.030wt％，Mn：0.15～0.25wt％，P：≤0.018wt％，S：≤0.012wt％，Al：0.020～0.035wt％，N：≤0.0035wt％，B：0.0010～0.0018wt％，余量为铁及杂质；
3.渣洗料的组成及制备方法：渣洗料的制备：渣洗料为烧结合成渣，合成渣组成：预熔渣按CaO：Al2O3的质量百分比比值为1.4～1.6配比混匀后进行烧结而成，烧结预熔渣再与活性石灰、萤石、合成渣按30％、5％、65％的质量百分比混合，混合料粒度不大于5mm，作为转炉出钢过程中的渣洗料；
4.钢包管理：为了精准控制连铸过程的钢水温降，钢包连铸完毕立即烘烤，钢包内壁温度不小于800℃，不允许使用新钢包或新的大修钢包，周转钢包3个；
5.制备方法：[1]铁水脱硫预处理：脱硫后铁水硫含量不大于0.003％，铁水温度大于1280℃；[2]转炉冶炼：装入铁水约100吨/炉，废钢25～30吨/炉，活性石灰3吨/炉，菱镁矿1吨/炉，转炉吹氧强度2.8～3.2Nm3/t.min，吹炼4钟以后，根据转炉内钢水温度每炉钢加入氧化铁冷固结球团冷却剂500～1500吨进行降温脱磷；转炉出钢碳不大于0.060％；磷不大于0.015％；硫不大于0.010％；钢水温度1665～1675℃，转炉出钢采用滑板挡渣；[3]转炉出钢：转炉采用滑板挡渣出钢，每炉钢下渣量控制在260～320kg，合金在出钢过程加入，在转炉出钢量达到四分之一时，吨钢加入1.75kg/t的烧结锰球，烧结锰球，锰含量大于95％，然后100～150kg的铝铁，铝铁加入的同时每炉钢加入300kg的渣洗料，根据炉渣流动性,每炉钢加入50～220kg的活性石灰，石灰粒度不大于5mm，出钢结束，在钢包顶渣中加入150～200kg的炉渣改质促进剂，促进剂主要成分见下表，出钢过程钢水温降35～45℃，转炉吹炼终点至吹氩站钢包钢水温度之间的差值；
钢包顶渣改质促进剂主要成分
Figure RE-GDA0003118006470000031
[4]转炉出钢结束，对钢包钢水底吹氩强搅拌，同时定氧，根据钢中的氧含量喂入铝线，铝的回收率按40％计算，钢中铝含量大于0.035％；持续强搅拌时间 10～12min，渣中的FeO和MnO之和≤1.5％，质量百分比；
[5]钢包底吹氩强搅拌结束,钢包内喂入350～400m的钙铁线，为了防止钢水增硅严禁使用硅钙线，进行钙处理，钙线喂入速度3.5～4m/s，设定钙处理过程中钢水温降不大于15℃；
[6]钙处理结束后对钢水进行软吹，钢包底吹氩弱搅拌，以钢水有翻动但不裸露为宜：钢水被钢包顶渣覆盖保护，软吹时间控制在8～10min。通过软吹氩气尾气泡裹挟、带动、促使夹杂物上浮去除；
[7]弱搅拌后加入硼铁，其中硼含量为14％，钢水重量按120吨计算，硼铁加入量为每炉钢15～17kg，加入后吹氩弱搅拌时间4min，硼的回收率可以达到 88～93％。连铸上钢温度，连浇炉1585～1590℃，中包开浇炉1600～1605℃；
[8]板坯连铸，连铸板坯厚度250mm，宽度1260mm，连铸钢水通过的各连接部位全部采用氩气封闭保护浇铸，每炉钢恒拉速连铸，拉速控制在1.5～ 1.55m/min。由于低碳、低锰，板坯中心偏析可忽略不计；
[9]采用1750热连轧轧机轧制厚度为1.80mm～3.0mm的热轧卷，板坯热装轧制，板坯入加热炉温度650℃～720℃，板坯从加热炉出炉温度1180～1210℃，粗轧出口温度1150～1180℃，精轧终轧温度865-880℃，设计目标终轧温度870℃，卷取温度632～640℃。
采用本方法生产的10炉钢，从熔炼品成分及材料氧氮分析结果见“试验钢熔炼成品成分”；热连轧轧制成钢卷的材料力学性能，材料组织、晶粒度，钢中的非金属夹杂物分析结果见“轧后钢材性能、组织以及钢材纯净度”。钢中的碳含量不大于0.060％、硅含量最大值为0.030％。钢材检测，氧含量不大于 0.0040％，氮含量最大值为0.0033％，硼含量控制在0.0012～0.0016％。显示，不经LF精炼处理生产低碳、低硅、低氮、含硼冷轧基料是完全可行的。
试验钢熔炼成品成分
Figure RE-GDA0003118006470000041
轧后钢材性能、组织以及钢材纯净度
Figure RE-GDA0003118006470000042
本方法制备的材料，采用低碳、低硅成分设计，省略了LF精炼工序，通过转炉出钢过程脱氧去夹杂，连铸，保障了硼的回收率，提高了钢材的性能稳定性。由于略去了LF精炼工序，降低了钢中的氮含量，提高了带钢的质量在生产过程中也不存在电极消耗，降低了电耗和二氧化碳排放量，为含硼低碳、低硅冷轧基料钢带的转炉冶炼、板坯连铸提供了一种新方法。
具体实施方式
本发明采用的技术方案是：一种低碳排放冷轧基料钢带的制备方法，包括：
1.工艺流程：铁水脱硫预处理、120t顶底复吹转炉冶炼，转炉出钢脱氧合金化、去夹杂、板坯连铸、1750热连轧工艺生产；
2.钢的成分设计：钢的成分组成为：C：0.04～0.08wt％，Si：≤0.030wt％，Mn：0.15～0.25wt％，P：≤0.018wt％，S：≤0.012wt％，Al：0.020～0.035wt％，N：≤0.0035wt％，B：0.0010～0.0018wt％，余量为铁及杂质；
3.渣洗料的组成及制备方法：渣洗料的制备：渣洗料为烧结合成渣，合成渣组成：预熔渣按CaO：Al2O3的质量百分比比值为1.4～1.6配比混匀后进行烧结而成，烧结预熔渣再与活性石灰、萤石、合成渣按30％、5％、65％的质量百分比混合，混合料粒度不大于5mm，作为转炉出钢过程中的渣洗料；
4.钢包管理：为了精准控制连铸过程的钢水温降，钢包连铸完毕立即烘烤，钢包内壁温度不小于800℃，不允许使用新钢包或新的大修钢包，周转钢包3个；
5.制备方法：[1]铁水脱硫预处理：脱硫后铁水硫含量不大于0.003％，铁水温度大于1280℃；[2]转炉冶炼：装入铁水约100吨/炉，废钢25～30吨/炉，活性石灰3吨/炉，菱镁矿1吨/炉，转炉吹氧强度2.8～3.2Nm3/t.min，吹炼4钟以后，根据转炉内钢水温度每炉钢加入氧化铁冷固结球团冷却剂500～1500吨进行降温脱磷；转炉出钢碳不大于0.060％；磷不大于0.015％；硫不大于0.010％；钢水温度1665～1675℃，转炉出钢采用滑板挡渣；[3]转炉出钢：转炉采用滑板挡渣出钢，每炉钢下渣量控制在260～320kg，合金在出钢过程加入，在转炉出钢量达到四分之一时，吨钢加入1.75kg/t的烧结锰球烧结锰球，锰含量大于95％，然后100～150kg的铝铁，铝铁加入的同时每炉钢加入300kg的渣洗料，根据炉渣流动性,每炉钢加入50～220kg的活性石灰，石灰粒度不大于5mm，出钢结束，在钢包顶渣中加入150～200kg的炉渣改质促进剂，促进剂主要成分见表1。出钢过程钢水温降35～45℃，转炉吹炼终点至吹氩站钢包钢水温度之间的差值；
钢包顶渣改质促进剂主要成分％
Figure RE-GDA0003118006470000061
[4]转炉出钢结束，对钢包钢水底吹氩强搅拌，同时定氧，根据钢中的氧含量喂入铝线，铝的回收率按40％计算，钢中铝含量大于0.035％；持续强搅拌时间 10～12min，渣中的FeO和MnO之和≤1.5％，质量百分比；
[5]钢包底吹氩强搅拌结束,钢包内喂入350～400m的钙铁线，为了防止钢水增硅严禁使用硅钙线，进行钙处理，钙线喂入速度3.5～4m/s，设定钙处理过程中钢水温降不大于15℃；
[6]钙处理结束后对钢水进行软吹，钢包底吹氩弱搅拌，以钢水有翻动但不裸露为宜：钢水被钢包顶渣覆盖保护，软吹时间控制在8～10min。通过软吹氩气尾气泡裹挟、带动、促使夹杂物上浮去除；
[7]弱搅拌后加入硼铁，其中硼含量为14％，钢水重量按120吨计算，硼铁加入量为每炉钢15～17kg，加入后吹氩弱搅拌时间4min，硼的回收率可以达到 88～93％。连铸上钢温度，连浇炉1585～1590℃，中包开浇炉1600～1605℃；
[8]板坯连铸，连铸板坯厚度250mm，宽度1260mm，连铸钢水通过的各连接部位全部采用氩气封闭保护浇铸，每炉钢恒拉速连铸，拉速控制在1.5～ 1.55m/min。由于低碳、低锰，板坯中心偏析可忽略不计；
[9]采用1750热连轧轧机轧制厚度为1.80mm～3.0mm的热轧卷，板坯热装轧制，板坯入加热炉温度650℃～720℃，板坯从加热炉出炉温度1180～1210℃，粗轧出口温度1150～1180℃，精轧终轧温度865-880℃，设计目标终轧温度870℃，卷取温度632～640℃。

Claims (4)

1.一种低碳排放冷轧基料钢带的制备方法，其特征在于包括：
1.工艺流程：铁水脱硫预处理、120t顶底复吹转炉冶炼，转炉出钢脱氧合金化、去夹杂、板坯连铸、1750热连轧工艺生产；
2.钢的成分设计：钢的成分组成为：C：0.04～0.08 wt%，Si：≤0.030wt %，Mn：0.15～0.25wt%，P：≤0.018wt%，S：≤0.012wt%，Al：0.020～0.035wt%，N：≤0.0035wt%，B：0.0010～0.0018wt%，余量为铁及杂质；
3.渣洗料的组成及制备方法：渣洗料的制备：渣洗料为烧结合成渣，合成渣组成：预熔渣按CaO：Al2O3的质量百分比比值为1.4～1.6配比混匀后进行烧结而成，烧结预熔渣再与活性石灰、萤石、合成渣按30%、5%、65%的质量百分比混合，混合料粒度不大于5mm，作为转炉出钢过程中的渣洗料；
4.钢包管理：为了精准控制连铸过程的钢水温降，钢包连铸完毕立即烘烤，钢包内壁温度不小于800℃，不允许使用新钢包或新的大修钢包，周转钢包3个；
5.制备方法：[1]铁水脱硫预处理：脱硫后铁水硫含量不大于0.003%，铁水温度大于1280℃；[2]转炉冶炼：装入铁水约100吨/炉，废钢25～30吨/炉，活性石灰3吨/炉，菱镁矿1吨/炉，转炉吹氧强度2.8～3.2Nm3/t.min，吹炼4钟以后，根据转炉内钢水温度每炉钢加入氧化铁冷固结球团冷却剂500～1500吨进行降温脱磷；转炉出钢碳不大于0.060%；磷不大于0.015%；硫不大于0.010%；钢水温度1665～1675℃，转炉出钢采用滑板挡渣；[3]转炉出钢：转炉采用滑板挡渣出钢，每炉钢下渣量控制在260～320kg，合金在出钢过程加入，在转炉出钢量达到四分之一时，吨钢加入1.75kg/t的烧结锰球烧结锰球，锰含量大于95%，然后加入100～150kg的铝铁，铝铁加入的同时每炉钢加入300 kg的渣洗料，根据炉渣流动性,每炉钢加入50～220 kg的活性石灰，石灰粒度不大于5mm，出钢结束，在钢包顶渣中加入150～200kg的炉渣改质促进剂，促进剂主要成分见下表，出钢过程钢水温降35～45℃，转炉吹炼终点至吹氩站钢包钢水温度之间的差值；
成分 CaO Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub> SiO<sub>2</sub> CaF<sub>2</sub> MgO S Al 含量% 35 30 ≤5 5 ≤4% ＜0.01% 30
钢包顶渣改质促进剂主要成分%
[4]转炉出钢结束，对钢包钢水底吹氩强搅拌，同时定氧，根据钢中的氧含量喂入铝线，铝的回收率按40%计算，钢中铝含量大于0.035%；持续强搅拌时间10～12min，渣中的FeO和MnO之和≤1.5%，质量百分比；
[5]钢包底吹氩强搅拌结束,钢包内喂入350～400m的钙铁线，为了防止钢水增硅严禁使用硅钙线，进行钙处理，钙线喂入速度3.5～4m/s，设定钙处理过程中钢水温降不大于15℃；
[6]钙处理结束后对钢水进行软吹，钢包底吹氩弱搅拌，以钢水有翻动但不裸露为宜：钢水被钢包顶渣覆盖保护，软吹时间控制在8～10min。
2.通过软吹氩气尾气泡裹挟、带动、促使夹杂物上浮去除；
[7]弱搅拌后加入硼铁，其中硼含量为14%，钢水重量按120吨计算，硼铁加入量为每炉钢15～17kg，加入后吹氩弱搅拌时间4 min，硼的回收率可以达到88～93%。
3.连铸上钢温度，连浇炉1585～1590℃，中包开浇炉1600～1605℃；
[8]板坯连铸，连铸板坯厚度250 mm，宽度1260 mm，连铸钢水通过的各连接部位全部采用氩气封闭保护浇铸，每炉钢恒拉速连铸，拉速控制在1.5～1.55m/min。
4.由于低碳、低锰，板坯中心偏析可忽略不计；
[9]采用1750热连轧轧机轧制厚度为1.80mm～3.0mm的热轧卷，板坯热装轧制，板坯入加热炉温度650℃～720℃，板坯从加热炉出炉温度1180～1210℃，粗轧出口温度1150～1180℃，精轧终轧温度865-880℃，设计目标终轧温度870℃，卷取温度632～640℃。
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