CN115558736A - 一种提高if钢钢水洁净度的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种提高IF钢钢水洁净度的方法，涉及钢铁冶炼技术领域。该方法包括以下步骤：S1、铁水预处理：将铁水进行脱硫处理，得脱硫铁水；S2、转炉冶炼：将废钢材添加至步骤S1制得的脱硫铁水中，制得钢水；S3、预脱氧：将碳粉添加至步骤S2制得的钢水中，制得预脱氧钢水；S4、RH脱碳：将步骤S3制得的预脱氧钢水进行RH脱碳，制得IF钢钢水；所述废钢与所述脱硫铁水的质量比在1:4以上。本发明的方法对铁水先进行脱硫处理，降低了铁水中的含硫量；再将废钢添加至脱硫铁水中，实现了废钢的重复利用；同时还降低了铁水的单耗量，降低了生产成本。

Description

一种提高IF钢钢水洁净度的方法
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种提高IF钢钢水洁净度的方法。
背景技术
IF钢又称无间隙原子钢，具有极优异的深冲性能，在汽车、家电等工业上得到了广泛应用。为了进一步提升IF钢的深冲性能，提升IF钢的品质；需要对IF钢中C、S和N元素进行严格的控制；同时，为了获得良好的表面质量，要求钢中不能含有大型的团簇状夹杂物，尤其是直径较大(20μm以上)的夹杂物，因为这类夹杂物在冷轧过程中极易形成冷轧表面缺陷，而导致钢板不合格。且在IF钢生产过程中，铁水脱氧产生的Al2O3夹杂物很难完全去除，在连铸过程中，容易再次聚集长大，在水口处结瘤，造成水口堵塞，影响生产的稳定，同时降低钢材的内部洁净度。
相关技术中公开了一种提高IF钢洁净度的方法，该方法包括以下步骤：
a、转炉工序：钢水碳控制在0.05wt％～0.08wt％；降低转炉终点下渣量，确保钢包净空400mm～600mm；
b、LF炉精炼：LF进站加入1kg/t～3kg/t的活性石灰和0.3kg/t～1.0kg/t的CaC进行埋弧加热；
c、RH精炼：RH脱碳处理4min～8min时，向真空室内加入钢水深脱碳剂；合金化结束后，分批次向真空室内加入钢水夹杂物去除剂；
d、板坯连铸：连铸过程采用铝酸钙系中间包覆盖剂，即得C含量≤0.002wt％的高洁净度IF钢。该方法的操作过程复杂且很难在低成本的情况下降低含氧量。
因此，本发明提供了一种提高IF钢钢水洁净度的方法，该方法降低了IF钢的含氧量且生产成本低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种提高IF钢钢水洁净度的方法，以解决上述背景技术中提出的问题和缺陷的至少一个方面。
具体如下：本发明提供了一种提高IF钢钢水洁净度的方法，包括以下步骤：
S1、铁水预处理；
将铁水进行脱硫处理，得脱硫铁水；
S2、转炉冶炼：
将废钢材添加至步骤S1制得的脱硫铁水中，制得钢水；
S3、预脱氧：
将碳粉添加至步骤S2制得的钢水中，制得预脱氧钢水；
S4、RH脱碳：
将步骤S3制得的预脱氧钢水进行RH脱碳，制得IF钢钢水；
所述废钢与所述脱硫铁水的质量比在1:4以上。
根据本发明方法技术方案中的一种技术方案，至少具备如下有益效果：
本发明的方法对铁水先进行脱硫处理，降低了铁水中的含硫量；再将废钢添加至脱硫铁水中，实现了废钢的重复利用；同时还降低了铁水的单耗量，降低了生产成本；在转炉冶炼后，加入碳粉进行预脱氧，实现了钢水中氧含量的精准控制；且本发明在RH脱碳过程中并不需要加入铝，减少了RH的处理时间；而相关技术中在RH脱碳过程中加铝会破坏真空度，从而延长了RH处理时间；同时本发明还减少RH脱碳阶段加铝进行预脱氧，所带来的Al2O3增加的问题；提高了钢水洁净度，降低了浇铸过程中结瘤和堵塞的风险(过多的Al2O3在浇铸过程中，在水口处结瘤，造成水口堵塞)，同时还降低了铝块消耗，节约了生产成本。
根据本发明的一些实施方式，所述脱硫铁水中硫的质量分数在0.0015％以下。
根据本发明的一些实施方式，所述脱硫后进行扒渣处理。
根据本发明的一些实施方式，所述预处理为KR脱硫。
根据本发明的一些实施方式，所述废钢中硫含量≤0.04％。
根据本发明的一些实施方式，步骤S2中所述钢水的温度为1660℃～1700℃。
根据本发明的一些实施方式，步骤S2中所述钢水的氧质量含量为400ppm～1500ppm。
根据本发明的一些实施方式，步骤S2中所述钢水的氧质量含量为600ppm～1500ppm。
根据本发明的一些实施方式，步骤S2中所述钢水的碳质量分数为0.02％～0.05％。
通过将钢水氧元素和碳元素的质量分数控制在上述范围；实现了对转炉提供给RH钢水的温度、氧含量、碳含量的稳定性的控制，减少了后期在RH过程中进行大量吹氧、或者吹氧加铝升温操作带来的Al2O3的增加，提高了IF钢钢水洁净度(减少Al2O3的产生；降低了水口结瘤和堵塞的风险，降低了表面夹杂导致的质量风险)。
根据本发明的一些实施方式，步骤S3中所述碳粉的添加量由以下方式确定：
C-0.05％≤1.33×(A+B)≤C-0.03％；
其中，A为所述碳粉中碳的质量分数；
B为步骤S2中所述钢水中碳的质量分数；
C为步骤S2中所述钢水中氧的质量分数。
式中1.33为氧原子与碳原子的相对原子质量比；0.03％为脱碳后的氧质量含量的下限；0.05％为脱碳后的氧质量含量的上限。
根据本发明的一些实施方式，步骤S4中所述RH脱碳的真空度在1000Pa以下。
加快脱碳速度，减少脱碳时间以及温降。
根据本发明的一些实施方式，当所述IF钢钢水目标碳含量在30ppm～60ppm时，RH脱碳过程中真空度为600Pa～1000Pa。
根据本发明的一些实施方式，当所述IF钢钢水目标C含量＜30ppm时，RH脱碳过程中真空度在133Pa以下。
根据本发明的一些实施方式，步骤S4中所述RH脱碳的时间在20min以内。
将RH脱碳时间控制在上述范围，以免时间过长导致过程温降加大，降低过热度，加大卷渣机率。
根据本发明的一些实施方式，当IF钢钢水目标碳含量在30ppm～60ppm时，RH脱碳时间在14min以内。
根据本发明的一些实施方式，当IF钢钢水目标C含量＜30ppm时，RH脱碳时间为15min～20min。
根据本发明的一些实施方式，步骤S4中所述IF钢钢水中氧含量为0.03％～0.05％。
根据脱碳终点碳、氧含量的要求，确定脱碳的时间以及脱碳的真空度，减少蒸汽消耗，同时以最佳循环时间处理，减少处理时间过长导致的温降加大，造成过热度低或吹氧升温带来的卷渣风险。
根据本发明的一些实施方式，所述RH脱碳过程中循环氩气流量为180NL/min～200NL/min。
根据本发明的一些实施方式，所述RH脱碳过程中循环氩气流量为190NL/min。
根据本发明的一些实施方式，所述废钢材中磷元素的质量分数在0.035％以下。
根据本发明的一些实施方式，所述废钢材中硫元素的质量分数在0.04％以下。
根据本发明的一些实施方式，所述废钢材中难氧化的合金元素的质量分数在0.05％以下。
根据本发明的一些实施方式，所述难氧化的合金元素包括铜或砷中的至少一种。
根据本发明的一些实施方式，所述废钢材中还包括铁元素。
本发明至少具备如下有益效果：
本发明的方法在低铁水单耗条件下，转炉出钢后加入碳粉预脱氧，从而控制了RH脱碳结束后钢水中剩余氧含量在0.04％±0.01％，减少了脱碳期处理时间(相关技术中在RH脱碳过程中加铝破坏真空度，从而延长RH脱碳处理时间)；同时减少了相关技术中在RH脱碳阶段加铝进行预脱氧操作，而带来的Al2O3增加的影响，提高了IF钢钢水洁净度(不会增加产生Al2O3；降低了水口结瘤和堵塞的风险(过多的Al2O3在浇铸过程中，在水口处结瘤，造成水口堵塞))；同时降低了铝块消耗，节约了成本。
具体实施方式
以下将结合实施例对本发明的构思及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。
本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
本发明实施方式中的提高IF钢钢水洁净度的方法，由以下步骤组成：
S1、铁水预处理；
将铁水进行脱硫处理，得脱硫铁水；
将高炉冶炼好的铁水进KR脱硫站进行铁水预脱硫，控制脱硫后铁水中的S≤0.0015％(质量分数)，并在脱硫后进行扒渣处理；
S2、转炉冶炼：
将废钢材添加至步骤S1制得的脱硫铁水中，制得钢水；
其中废钢材与脱硫铁水的质量比为1:4以上。
本步骤制得的钢水经过TSO测试，测试结果如下：
温度为1660℃～1700℃，终点氧为600ppm～1500ppm(质量分数)，终点碳为0.02％～0.05％(质量分数)。
S3、预脱氧：
将碳粉添加至步骤S2制得的钢水中，制得预脱氧钢水；
在出钢过程中，向钢包中加入碳粉。
步骤S3中所述碳粉的添加量由以下方式确定：
C-0.05％≤1.33×(A+B)≤C-0.03％；
其中，A为碳粉中碳的质量分数；
B为步骤S2中钢水中碳的质量分数；
C为步骤S2中钢水中氧的质量分数。
S4、RH脱碳：
将步骤S3制得的预脱氧钢水进行RH脱碳，制得IF钢钢水；
循环氩气流量为190NL/min。
当IF钢钢水目标碳含量在30ppm～60ppm时，RH脱碳过程中真空度为600Pa～1000Pa，脱碳时间在14min以内；
当IF钢钢水目标C含量＜30ppm时，RH脱碳过程中真空度在133Pa以下，脱碳时间为15min～20min。
以下通过实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
本实施例为一种提高IF钢钢水洁净度的方法，由以下步骤组成：
S1、铁水预处理；
将铁水进行脱硫处理，得脱硫铁水；
将高炉冶炼好的铁水运进KR脱硫站，添加足够的脱硫剂进行搅拌，进行铁水预脱硫，脱硫后铁水中的S的质量含量＜0.0015％，并在脱硫后进行扒渣处理；
S2、转炉冶炼：
将废钢材添加至步骤S1制得的脱硫铁水中，制得钢水；
其中废钢占总装入量的质量比例为21.4％，废钢主要成分为铁，其余磷≤0.035％，硫≤0.04％，难以氧化的合金元素(铜和砷)≤0.05％，确保脱硫铁水加入废钢后不会因上述元素超标导致判废。
本步骤制得的钢水经过TSO测试，测试结果如下：
温度为1680℃，终点氧为967ppm(质量分数)，终点碳为0.0248％(质量分数)。
S3、预脱氧：
将碳粉添加至步骤S2制得的220吨钢水中，制得预脱氧钢水；
在出钢过程中，向钢包中加入含碳量＞95％的碳粉36kg。
S4、RH脱碳：
将步骤S3制得的预脱氧钢水进行RH脱碳，制得IF钢钢水；
RH脱碳过程中极限真空度81Pa，循环氩气流量为190NL/min；RH脱碳时间为17min。
本实施例中IF钢钢水中氧的质量分数为0.0363％；碳的质量分数为19ppm。
实施例2
本实施例为一种提高IF钢钢水洁净度的方法，由以下步骤组成：
S1、铁水预处理；
将铁水进行脱硫处理，得脱硫铁水；
将高炉冶炼好的铁水运进KR脱硫站，添加足够的脱硫剂进行搅拌，进行铁水预脱硫，脱硫后铁水中的S含量＜0.0015％，并在脱硫后进行扒渣处理；
S2、转炉冶炼：
将废钢材添加至步骤S1制得的脱硫铁水中，制得钢水；
其中废钢占总装入量的质量比例为22.3％，废钢主要成分为铁，其余磷≤0.035％，硫≤0.04％，难以氧化的合金元素(铜和砷)≤0.05％，确保脱硫铁水加入废钢后不会因上述元素超标导致判废。
本步骤制得的钢水经过TSO测试，测试结果如下：
温度为1668℃，终点氧为1126ppm(质量分数)，终点碳为0.0322％(质量分数)。
S3、预脱氧：
将碳粉添加至步骤S2制得的217吨钢水中，制得预脱氧钢水；
在出钢过程中，向钢包中加入碳粉45kg。
S4、RH脱碳：
将步骤S3制得的预脱氧钢水进行RH脱碳，制得IF钢钢水；
RH脱碳过程中真空度为700Pa，循环氩气流量为190NL/min；RH脱碳时间为12min。
本实施例中IF钢钢水中氧的质量分数为0.0419％；碳的质量分数为39ppm。
实施例3
本实施例为一种提高IF钢钢水洁净度的方法，由以下步骤组成：
S1、铁水预处理；
将高炉冶炼好的铁水运进KR脱硫站，添加足够的脱硫剂进行搅拌，进行铁水预脱硫，脱硫后铁水中的S含量＜0.0015％，并在脱硫后进行扒渣处理；
S2、转炉冶炼：
将废钢材添加至步骤S1制得的脱硫铁水中，制得钢水；
其中废钢材与脱硫铁水的质量比为1:4，废钢主要成分为铁，其余磷≤0.035％，硫≤0.04％，难以氧化的合金元素(铜和砷)≤0.05％，确保脱硫铁水加入废钢后不会因上述元素超标导致判废。
本步骤制得的钢水经过TSO测试，测试结果如下：
温度为1669℃，终点氧为869ppm(质量分数)，终点碳为0.0216％(质量分数)。
S3、预脱氧：
将碳粉添加至步骤S2制得的213吨钢水中，制得预脱氧钢水；
在出钢过程中，向钢包中加入碳粉20kg。
S4、RH脱碳：
将步骤S3制得的预脱氧钢水进行RH脱碳，制得IF钢钢水；
RH脱碳过程中极限真空度72Pa，循环氩气流量为190NL/min；RH脱碳时间为20min。
本实施例中IF钢钢水中氧的质量分数为0.0397％；碳的质量分数为12ppm。
本发明实施例1～3中，根据转炉终点测量的钢水温度、碳含量和氧含量情况，在出钢过程中向钢水中增碳的方式来调控钢水中的氧含量，从而控制在RH脱碳过程中因钢水氧含量过高加入铝脱氧的情况，在节约铝脱氧剂成本的同时还有效降低Al2O3的产生，从而减少了冷轧板表面质量缺陷的产生。
综上所述，本发明的方法对铁水先进行脱硫处理，降低了铁水中的含硫量；再将废钢添加至脱硫铁水中，实现了废钢的重复利用；同时还降低了铁水的单耗量，降低了生产成本；在转炉冶炼后，加入碳粉进行预脱氧，实现了钢水中氧含量的精准控制；且本发明在RH脱碳过程中并不需要加入铝，减少了RH的处理时间；而相关技术中在RH脱碳过程中加铝会破坏真空度，从而延长了RH处理时间；同时本发明还减少RH脱碳阶段加铝进行预脱氧，所带来的Al2O3增加的问题；提高了钢水洁净度，降低了浇铸过程中结瘤和堵塞的风险(过多的Al2O3在浇铸过程中，在水口处结瘤，造成水口堵塞)，同时还降低了铝块消耗，节约了生产成本。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种提高IF钢钢水洁净度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、铁水预处理；
将铁水进行脱硫处理，得脱硫铁水；
S2、转炉冶炼：
将废钢材添加至步骤S1制得的脱硫铁水中，制得钢水；
S3、预脱氧：
将碳粉添加至步骤S2制得的钢水中，制得预脱氧钢水；
S4、RH脱碳：
将步骤S3制得的预脱氧钢水进行RH脱碳，制得IF钢钢水；
所述废钢与所述脱硫铁水的质量比在1:4以上。
2.根据权利要求1所述的提高IF钢钢水洁净度的方法，其特征在于，所述脱硫铁水中硫的质量含量在0.0015％以下。
3.根据权利要求1所述的提高IF钢钢水洁净度的方法，其特征在于，所述废钢中硫含量≤0.04％。
4.根据权利要求1所述的提高IF钢钢水洁净度的方法，其特征在于，步骤S2中所述钢水的温度为1660℃～1700℃。
5.根据权利要求1所述的提高IF钢钢水洁净度的方法，其特征在于，步骤S2中所述钢水的氧质量含量为400ppm～1500ppm。
6.根据权利要求1所述的提高IF钢钢水洁净度的方法，其特征在于，步骤S2中所述钢水的碳质量含量为0.02％～0.05％。
7.根据权利要求1至6任一项所述的提高IF钢钢水洁净度的方法，其特征在于，步骤S3中所述碳粉的添加量由以下方式确定：
C-0.05％≤1.33×(A+B)≤C-0.03％；
其中，A为所述碳粉中碳的质量分数；
B为步骤S2中所述钢水中碳的质量分数；
C为步骤S2中所述钢水中氧的质量分数。
8.根据权利要求1至6任一项所述的提高IF钢钢水洁净度的方法，其特征在于，步骤S4中所述RH脱碳的真空度在1000Pa以下。
9.根据权利要求1至6任一项所述的提高IF钢钢水洁净度的方法，其特征在于，步骤S4中所述RH脱碳的时间在20min以内。
10.根据权利要求1至6任一项所述的提高IF钢钢水洁净度的方法，其特征在于，步骤S4中所述IF钢钢水中氧含量为0.03％～0.05％。
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