CN115747614A - 镀锡基板用钢的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种镀锡基板用钢的生产方法，涉及金属生产技术领域。本方法包括KR法预处理、转炉、出钢、喂铝线脱氧处理、钢包精炼炉浅处理、连铸等工序。本方法的出钢过程不采用铝脱氧炉后喂线方式进行脱氧，降低了出钢过程吸氮量，实现对氮含量的有效控制。LF浅处理造渣实现了对炉渣组分的调整，保证炉渣吸附夹杂的能力，通过造渣软吹加快夹杂物上浮去除，降低了钢中全氧含量和夹杂物水平。本发明实现了在无RH真空设备，仅通过LF精炼处理的条件下，钢带成品全氧含量≤0.0030wt%，氮含量≤0.0035wt%，各类夹杂物等级≤1级，无20um以上尺寸夹杂物。
Description
技术领域
本发明涉及金属生产技术领域，尤其涉及一种镀锡基板用钢的生产方法。
背景技术
由于需镀层处理，且镀锡板规格较薄（一般厚度为0.12~0.55mm），与普通产品相比，镀锡基板对夹杂、氧氮和表面质量以及版型要求更高。镀锡板全氧一般控制在30ppm以下，氮含量要求50ppm以下，一般控制在40ppm以下，非金属夹杂物颗粒一般控制在50μm以下。
国内主要钢铁企业镀锡板生产工艺多采用RH法(RH-vacuum degassing)进行真空处理，以使夹杂物控制在较低水平。一般生产流程为：铁水预处理→转炉→RH真空脱气处理→连铸，有效控制钢水氮含量以及夹杂物尺寸和含量。部分企业则是采用铁水预处理→转炉→钢包精炼炉(LF炉，Ladle Furnace)白渣钙处理→连铸工艺。采用LF精练技术处理过程中，电弧高温电离下容易增氮，使得MR系列用钢仅通过LF处理生产变得困难。钢中氮含量的增加，将导致其冲压加工性能变坏，同时固溶氮是造成镀锡板成品时效的主要原因，特别是对于平整后的应变时效作用，氮的影响尤其大，因此要求氮含量尽量低，含量一般要小于0.0050wt%，对软质镀锡板来说，钢中的氮含量应控制在0.0040wt%以下。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种镀锡基板用钢的生产方法，以解决上述问题。
基于上述目的，本发明提供了一种镀锡基板用钢的生产方法，按照以下步骤进行：
S1、采用KR法（Kambara Reactor）对铁水进行脱硫处理，并对铁水进行前扒渣和后扒渣处理，控制铁水带渣量＜0.2wt%，铁水硫含量≤0.010wt%。
S2、将铁水装入转炉，转炉底全程吹氩，控制出钢温度1600~1630℃，终点碳含量0.05~0.07wt%。
S3、出钢：加入白灰800kg/炉和渣洗料300kg/炉，出钢时间≥4min。
S4、将钢包送至吹氩站进行喂铝线脱氧处理，喂线速度≥4.5m/s，加入复合脱氧剂200kg/炉，再加入造渣剂200kg/炉，软吹2~3分钟。
S5、将钢包送入钢包精炼炉浅处理工序，加入白灰400~700kg/炉，精炼渣400~800kg/炉，复合脱氧剂200kg/炉调整渣态，加入铝粉50~100kg/炉脱氧调渣。
S6、对钢包精炼炉中的合金进行成分调整和温度调整后出站软吹，软吹时间大于10min。
S7、连铸：浇铸过程中中间包保持满液面状态，中间包液面加无碳低硅覆盖剂，长水口采用密封圈+吹氩全程保护浇注，完成镀锡基板用钢的生产。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本方法的出钢过程不采用铝脱氧炉后喂线方式进行脱氧，降低了出钢过程吸氮量，实现对氮含量的有效控制。LF浅处理造渣实现了对炉渣组分的调整，保证炉渣吸附夹杂的能力，通过造渣软吹加快夹杂物上浮去除，降低了钢中全氧含量和夹杂物水平。本发明实现了在无RH真空设备，仅通过LF精炼处理的条件下，钢带成品全氧含量≤0.0030wt%，氮含量≤0.0035wt%，各类夹杂物等级≤1级，无20um以上尺寸夹杂物。
进一步地，镀锡基板用钢的主要化学成分及其具体质量百分比为：C：0.06~0.08%，Si≤0.02%，Mn：0.33~0.37%，S ≤ 0.015%、P ≤ 0.018%、AlS：0.03~0.05%，且O≤0.0030%，N≤0.0035%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
进一步地，S1中脱硫处理的搅拌时间为8~10min，脱硫剂加入量800~1300kg/炉。
进一步地，S3出钢过程之前还包括：开启氩气，对钢包内的空气进行置换。
进一步地，S5中精炼渣的主要化学成分及其具体质量百分比为：SiO2：4~6%，CaO：45~55%，MgO：6~10%，Al2O3：25~32%，TFe：1~5%，MnO：2~6%，R：8~12%。
进一步地，S7中的中间包过热度为15~30℃。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进一步详细说明。
本发明提出的一种镀锡基板用钢的生产方法，镀锡基板用钢的主要化学成分及其具体质量百分比为：C：0.06~0.08%，Si≤0.02%，Mn：0.33~0.37%，S≤0.015%，P≤0.018%，AlS：0.03~0.05%，且O≤0.0030%，N≤0.0035%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。生产方法按照以下步骤进行：
S1、采用KR法对高炉铁水进行脱硫处理，其中，控制搅拌时间为8~10min，脱硫剂加入量800~1300kg/炉。并且，需要对铁水进行前扒渣和后扒渣处理，保证进入转炉的铁水带渣量小于0.2wt%，入炉铁水硫含量小于等于0.010wt%，保证终点硫含量控制相对较低水平，实现对A类夹杂物控制。
S2、将脱硫后的铁水装入转炉，转炉底全程吹氩气，控制终点钢水氮含量。转炉控制过程化渣，采用锥形氧枪吹氧和顶底复吹转炉吹炼，并使用副枪及二级设备控制吹炼，保证终点成分温度双命中，控制出钢温度在1600~1630℃之间，终点碳含量0.05~0.07wt%，保证终点氧含量控制水平相对低。
S3、通过出钢口将转炉中的铁水通入钢包内。出钢前钢包提前开启氩气，实现钢包内氩气置换，减少钢水吸氮。不使用大修包、小修包及备包，降低出钢温度，同时减少耐火材料对钢液的污染。转炉控制出钢口使用次数，出钢口不在前30炉或后20炉生产。
出钢过程仅加入中碳锰铁和增碳剂进行成分调整，出钢过程不使用铝粒脱氧，有效控制低氧势下钢水吸氮。控制出钢时间≥4min，优选的，控制出钢时间为4分30秒到6分钟之间。同时维护出钢口形状不散流，保证钢流圆滑，减少出钢过程钢流吸氮。出钢过程下渣检测配合挡渣锥进行挡渣，减少出钢下渣量，降低钢包顶渣氧化性，降低钢水二次氧化的机率。出钢过程加入白灰800kg/炉和渣洗料300kg/炉提前造渣，加速炉后及精炼成渣，提高夹杂物去除效果。
S4、在吹氩站采取喂铝线工艺脱氧，调整钢液AlS含量到钢种内控目标上限（过程严禁钢液大翻）。喂铝线时软吹避开吹氩孔，喂线速度≥4.5m/s，喂线后控制吹氩流量，适当增大氩气流量1~2分钟，加入复合脱氧剂调渣200kg/炉，调整钢包顶渣氧化性，加快成渣。再加入200kg/炉加入低碱度造渣剂调整炉渣碱度，软吹2~3分钟测温取样后离站。
S5、LF炉精炼，采取LF炉浅处理工艺，加入白灰400~700kg/炉，精炼渣400~800kg/炉，复合脱氧剂200kg/炉调整渣态，加入铝粉50~100kg/炉微脱氧调渣，不进行造白渣和钙处理，在控制成本的基础上，保证渣态较为合理，达到精炼造渣吸附夹杂的目的。其中，精炼渣的主要化学成分及其具体质量百分比为：SiO2：4%~6%，CaO：45%~55%，MgO：6%~10%，Al2O3：25%~32%，TFe：1%~5%，MnO：2%~6%，R：8%~12%。
S6、LF进行合金微调，保证成分精度，并进行温度调整，保证连铸中包温度稳定。LF出站软吹10min以上，进一步提高钢水纯净度，并保证钢水可浇性。
S7、连铸采用全程保护浇注。使用大容量中间包和气幕挡墙，提高中间包冶金功能，降低夹杂物水平。大包长水口必须采用密封圈+吹氩全程保护浇注，减少钢水裸露造成的吸氮。正常浇注过程中中间包应保持满液面浇钢，提高连铸浇注稳定性，使用无碳低硅覆盖剂保证中包液面不裸露，减少吸氮。严格控制吹氩流量，防止吹氩量大造成卷渣。LF炉精准控温，中间包过热度在15~30℃间，保证铸坯质量，同时减少了中间包温度波动引起的拉速波动，造成连铸的非稳态浇注，降低了非稳态浇注带来的质量风险。同时连铸开浇第一包不生产此钢种，减少开浇中间包温度高，拉速不稳定及中间包耐材等影响钢水洁净度的因素。
表1 生产实例
表2 实际成品控制情况
| 项目 | A类（级） | B类（级） | C类（级） | D类（级） | Ds类（级） | 全氧含量(ppm) | 氮含量(ppm) |
| 实例1 | 0 | 0.5 | 0 | 0.5 | 0 | 18 | 23 |
| 实例2 | 0 | 0.5 | 0 | 1 | 0 | 21 | 25 |
| 实例3 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 22 | 26 |
表1和表2中提供了三个生产实例以及相应成品钢的成分和相关参数，可以看出，通过本方法实现了钢带成品全氧含量≤0.0030wt%，氮含量≤0.0035wt%，各类夹杂物等级≤1级，无20um以上尺寸夹杂物。
本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何省略、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 (6)
1.一种镀锡基板用钢的生产方法，其特征在于，按照以下步骤进行：
S1、采用KR法对铁水进行脱硫处理，并对铁水进行前扒渣和后扒渣处理，控制铁水带渣量＜0.2wt%，铁水硫含量≤0.010wt%；
S2、将铁水装入转炉，转炉底全程吹氩，控制出钢温度1600~1630℃，终点碳含量0.05~0.07wt%；
S3、出钢：加入白灰800kg/炉和渣洗料300kg/炉，出钢时间≥4min；
S4、将钢包送至吹氩站进行喂铝线脱氧处理，喂线速度≥4.5m/s，加入复合脱氧剂200kg/炉，再加入造渣剂200kg/炉，软吹2~3分钟；
S5、将钢包送入钢包精炼炉浅处理工序，加入白灰400~700kg/炉，精炼渣400~800kg/炉，复合脱氧剂200kg/炉调整渣态，加入铝粉50~100kg/炉脱氧调渣；
S6、对钢包精炼炉中的合金进行成分调整和温度调整后出站软吹，软吹时间大于10min；
S7、连铸：浇铸过程中中间包保持满液面状态，中间包液面加无碳低硅覆盖剂，长水口采用密封圈+吹氩全程保护浇注，完成镀锡基板用钢的生产。
2.根据权利要求1所述的镀锡基板用钢的生产方法，其特征在于，镀锡基板用钢的主要化学成分及其具体质量百分比为：C：0.06~0.08%，Si≤0.02%，Mn：0.33~0.37%，S ≤0.015%、P ≤ 0.018%、AlS：0.03~0.05%，且O≤0.0030%，N≤0.0035%，其余为Fe和不可避免的杂质元素。
3.根据权利要求1所述的镀锡基板用钢的生产方法，其特征在于，S1中脱硫处理的搅拌时间为8~10min，脱硫剂加入量800~1300kg/炉。
4.根据权利要求1所述的镀锡基板用钢的生产方法，其特征在于，S3出钢过程之前还包括：开启氩气，对钢包内的空气进行置换。
5.根据权利要求1所述的镀锡基板用钢的生产方法，其特征在于，S5中精炼渣的主要化学成分及其具体质量百分比为：SiO2：4~6%，CaO：45~55%，MgO：6~10%，Al2O3：25~32%，TFe：1~5%，MnO：2~6%，R：8~12%。
6.根据权利要求1所述的镀锡基板用钢的生产方法，其特征在于，S7中的中间包过热度为15~30℃。
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