一種冶煉超低碳鋼的方法
2023-10-10 15:35:44
專利名稱：一種冶煉超低碳鋼的方法
技術領域：
本發明屬於煉鋼技術領域，涉及一種冶煉超低碳鋼的方法，尤其在冶煉超低碳鋼時對鋼水碳、氧含量、鋼水溫度、鋼水潔淨度實現穩定控制的方法。
背景技術：
超低碳鋼是指鋼中碳含量在0. 010%以下的鋼種。目前超低碳鋼冶煉有兩種常規工藝一種是轉爐吹煉-RH真空處理-連鑄工藝，此工藝最大的難點是鋼水潔淨度控制，由於轉爐出鋼過程鋼水溶解氧含量較高，爐渣氧化性較強，而轉爐渣進入鋼包又不可避免，因此在RH真空處理過程中，具有較高氧化性的頂渣必將對鋼液持續氧化，造成鋼水中氧化物夾雜增多，同時在澆鑄過程中，此高氧化性頂渣也會隨鋼水流入中間包中，繼續對鋼水進行 氧化，最終一方面氧化物夾雜會導致鋼水在澆鑄過程中水口蓄流，影響超低碳鋼正常生產，另一方面使得鋼水純淨度降低，影響冷軋板的表面質量。另一種是轉爐吹煉-LF精煉-RH真空處理-連鑄工藝，該工藝在LF進行脫氧造渣操作，在RH真空處理採用強制吹氧脫碳控制鋼中的碳含量，此工藝路線複雜，生產成本較高，同時會造成資源的嚴重浪費。中國專利200710159224. 7公開了一種超低碳鋼的冶煉方法，其冶煉工藝為鐵水預處理脫硫-轉爐吹煉-LF精煉-RH真空處理-連鑄，尤其是在RH真空脫碳前，經LF對鋼液頂渣進行改性處理，使鋼液頂渣中氧化鐵含量< 2%。此專利介紹的屬於第二種常規工藝，會造成資源的嚴重浪費。中國專利200910084426. 9公開了一種冶煉超低碳鋼的方法，其冶煉工藝為鐵水預處理脫硫-轉爐吹煉-鋼包爐處理-RH真空處理-連鑄，控制轉爐出鋼[C]=0. 04 % -0. 05 %，出鋼溫度1700-1720 °C，出鋼鋼水氧活度600ppm-900ppm,出鋼不脫氧採用擋渣操作，LF鋼包爐處理對頂渣進行改質，出LF鋼水溫度在1640-1650°C，在RH真空處理過程中採用自然脫碳模式對鋼水碳含量進行控制，可將鋼中碳控制在0. 0014% -0.0025%。按其介紹的工藝，在LF頂渣改質過程中，鋼水溶解氧含量必將降低，而在RH仍採用自然脫碳將鋼水中碳脫至小於0. 0030%難度極大。目前應用較多的是第-種常規工藝，尤其是高氧化性爐渣的改性過程受到關注，中國專利200810013374. I、中國專利200710158736. I、中國專利200510094825. 5均公開了這方面的技術。但目前這方面的所有技術都存在一個問題，即降低爐渣氧化性的同時必將會導致鋼水溶解氧的降低，這不利於後續的RH真空脫碳處理。
發明內容
本發明的目的在於解決上述現有技術所存在的缺陷，提供一種既能提高鋼水純淨度、降低生產成本，又能提高鋼水成分控制精度的冶煉超低碳鋼的方法。本發明採用的工藝路線為鐵水預處理脫硫-轉爐冶煉-RH真空精煉-板坯連鑄。各工序中的工藝參數控制如下(I)鐵水預處理脫硫採用噴吹鎂粉+石灰粉脫硫，脫硫後進行扒渣操作，保證扒渣效果，脫硫後鐵水中的硫含量為0. 002% 0. 006% (重量百分比)。(2)轉爐冶煉將廢鋼裝入轉爐後兌入鐵水，轉爐冶煉吹氧時間控制在10 17min，氧槍吹氧流量控制在160 240m3/h t，底吹強度控制在0. 01 0. lm3/t min ;造渣料以石灰和輕燒白雲石為主，石灰中硫含量要求<0.03% (重量百分比)；轉爐冶煉周期控制在30 42min，對鋼水進行脫碳、脫磷、升溫和去除有害雜質操作。轉爐出鋼[C]=0. 06% -0. 08% (重量百分比)，出鋼溫度T = 1650°C 1680°C，出鋼鋼水氧含量0. 03%
0.05% (重量百分比)。出鋼不脫氧，採用擋渣操作，如出鋼鋼水氧含量大於0.04% (重量百分比)，則出鋼過程按照每噸鋼水加入0. 5kg I. Okg爐洛改質劑，改質劑成分為A1的質量百分含量為35% 45%，CaO的質量百分含量為15% 25%，SiO2的質量百分含量(10%。(3)RH真空精煉採用強制脫碳模式對鋼水中碳含量進行控制，同時進行化學升 溫。RH最高真空度控制在67 lOOPa，提升氣體流量為0. 4 0. 6m3/h-t,脫碳時間控制在20 27min，脫碳結束後將鋼水中的碳控制在0. 0010 % 0. 0020 % (重量百分比)，溶解氧含量為0. 025% 0. 040% (重量百分比)。採用鋁脫氧，加入鋁後鋼水循環3 5min，此後進行合金化操作，加入合金後鋼水循環3 5min,以保證合金充分溶解及Al2O3夾雜物的去除。RH處理結束鋼水氮含量為0.0015% 0.0035% (重量百分比)，鋼水溫度為1590 1610°C。真空結束後對鋼水進行鎮靜處理，鎮靜時間10 30min。(4)板坯連鑄澆鑄過程中採用無碳覆蓋劑、無碳保護渣，防止澆鑄過程增碳，連鑄過程採用全保護澆鑄，減少鋼水增氮；澆鑄過程根據板坯斷面合理控制拉速。本發明採用轉爐高碳、低氧出鋼，碳含量為0.06% 0.08%，出鋼氧含量為
0.03% 0.05%。與常規工藝出鋼[C] =0.03%-0.05%，出鋼氧含量為0.06% 0. 10%相比，鋼水碳含量增加，氧含量降低，由此會產生如下有益效果(I)出鋼溫度降低。降低出鋼溫度有利於降低對耐材的侵蝕，有利於加快生產節奏,降低生產成本。(2)轉爐終渣氧化性降低。本發明將鋼水低碳區域的脫碳任務由轉爐轉移至RH，當鋼水碳含量小於0. 1%時，如果在轉爐中繼續脫碳，必將造成爐渣大量氧化，而在出鋼過程中還要對高氧化性爐渣進行改質處理，改質過程鋼水還要被部分脫氧，對於鋼水和爐渣來講，都存在先氧化-後還原的矛盾，既增加了生產成本，又會對鋼水潔淨度帶來影響。因此，本發明轉爐出鋼過程可以少用或不用爐渣改質劑，同時，RH內的脫碳過程不會對頂渣進行氧化，因此雖略增加了 RH的脫碳任務，但總體上降低了生產成本，且鋼水更加潔淨。
具體實施例方式下面通過實施例對本發明作進一步的描述。實施例I :冶煉超低碳IF鋼，採用的工藝路線為鐵水預處理脫硫_260t轉爐吹煉-RH真空精煉-板坯連鑄。鐵水預處理脫硫採用噴吹鎂粉+石灰粉脫硫，脫硫後進行扒渣操作，保證扒渣效果，脫硫後鐵水中的硫含量為0. 0030*%。轉爐冶煉將廢鋼裝入轉爐後兌入鐵水，轉爐冶煉吹氧時間控制在13min，氧槍吹氧流量控制在40000 59000m3/h，前I 9min底吹強度控制在I 8m3/min，吹煉9min以後至吹煉終點底吹強度控制在8 12m3/min ;控制轉爐入爐石灰、輕燒白雲石等造渣材料質量，石灰活性度> 300ml，石灰中硫的質量百分含量< 0.015%，滿足快速成渣及脫磷要求。轉爐出鋼[C] = 0.08%，出鋼溫度T = 1660°C，出鋼鋼水氧含量0. 035%。出鋼不脫氧，採用擋渣操作，終渣FeO含量為12.3%。轉爐冶煉周期為39min。RH真空精煉真空精煉採用強制脫碳模式對鋼水中碳含量進行控制，脫碳終點鋼水中碳含量為0. 0018%，脫碳時間25min，RH最高真空度67Pa，提升氣體流量為100 150m3/h，脫碳終點鋼水氧含量為0. 0310%。脫碳結束後加入鋁脫氧，加入鋁循環4min後加入其它合金再循環3min，處理結束後鋼水溫度為1603°C，RH處理周期為35min。真空結束後對鋼水進行鎮靜，鎮靜時間15min。板坯連鑄澆鑄過程中採用無碳覆蓋劑、無碳保護渣，防止澆鑄過程增碳，增碳量為0. 0002%，連鑄過程採用全保護澆鑄，減少鋼水增氮，增氮量為0. 0001%。經此工藝成品主要元素成分控制如下(按重量百分比％ )
權利要求
1.一種冶煉超低碳鋼的方法，採用鐵水預處理脫硫-轉爐冶煉-RH真空精煉-板坯連鑄工藝，其特徵在於脫硫後鐵水中硫含量為0. 002% 0. 006% ;所述轉爐冶煉吹氧時間為10 17min,氧槍吹氧流量為160 240m3/h t,底吹強度為0. 01 0. lm3/t min,冶煉周期30 42min，出鋼[C] = 0. 06% 0. 08%，溫度T = 1650 1680°C，鋼水氧含量為0. 03% 0. 05%，採用擋渣出鋼；所述RH真空精煉採用強制脫碳，最高真空度為67 lOOPa，提升氣體流量為0. 4 0. 6m3/h t，脫碳時間為15 27min，脫碳結束鋼水中碳含量控制在0. 0010% 0. 0020%，溶解氧含量為0. 025% 0. 040% ;採用鋁脫氧，加鋁後鋼水循環3 5min,然後合金化,加入合金後鋼水循環3 5min, RH處理後鋼水氮含量為0. 0015% 0. 0035%，溫度為1590 1610°C，再鎮靜處理10 30min ;以上百分比均為重量百分比。
2.根據權利要求I所述的冶煉超低碳鋼的方法，其特徵在於所述鐵水預處理脫硫採用噴吹鎂粉+石灰粉，脫硫後進行扒渣操作。
3.根據權利要求I所述的冶煉超低碳鋼的方法，其特徵在於所述轉爐冶煉造渣料以石灰和輕燒白雲石為主，石灰中硫重量百分比含量< 0. 03% ;轉爐出鋼過程視鋼水氧含量加入爐渣改質劑。
4.根據權利要求I所述的冶煉超低碳鋼的方法，其特徵在於所述RH真空精煉時進行化學升溫。
5.根據權利要求I所述的冶煉超低碳鋼的方法，其特徵在於所述板坯連鑄過程採用無碳覆蓋劑、無碳保護渣和全程保護澆鑄。
全文摘要
本發明提供一種冶煉超低碳鋼的方法，採用鐵水脫硫-轉爐-RH-連鑄工藝，脫硫後鐵水中硫為0.002％～0.006％；轉爐冶煉控制吹氧時間、氧槍流量、底吹強度和冶煉周期，出鋼[C]＝0.06％～0.08％，溫度T＝1650～1680℃，鋼水氧含量0.03％～0.05％，採用擋渣出鋼；RH採用強制脫碳，最高真空度67～100Pa，脫碳時間為15～27min，鋼水中碳含量為0.0010％～0.0020％；脫碳後鋼水中溶解氧含量為0.025％～0.040％，加鋁脫氧後鋼水循環3～5min，再加入其它合金後鋼水循環3～5min，鋼水氮含量為0.0015％～0.0035％，溫度為1590～1610℃，再鎮靜處理10～30min。本發明採用轉爐高碳、低氧出鋼，出鋼過程可少用或不用爐渣改質劑，加快了生產節奏，鋼水更加潔淨，且降低了生產成本。
文檔編號C21C7/00GK102719593SQ20111007786
公開日2012年10月10日 申請日期2011年3月29日 優先權日2011年3月29日
發明者廖相巍, 張維維, 李廣幫, 王麗娟, 趙成林 申請人:鞍鋼股份有限公司