CN101550475A - 一种用于超低碳钢生产的方法 - Google Patents
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Abstract
一种用于超低碳钢生产的方法，属于炼钢技术领域。工艺路线为：铁水脱硫预处理—转炉冶炼—钢包炉处理—RH真空处理—板坯连铸。铁水预处理采用喷吹颗粒镁脱硫；转炉冶炼终点碳含量和钢水的氧活度；出钢不脱氧采用挡渣操作；钢包炉进行顶渣改质和控温操作；RH真空处理，控制最高真空度；脱碳完成后采用Al脱氧，脱氧完成后合金化，保证脱氧完成后深真空处理时间；真空结束后对钢水进行镇静；板坯浇铸过程中采用无碳覆盖剂、无碳保护渣；连铸过程采用全保护浇注；浇铸过程根据板坯断面控制合理拉速。优点在于：成功的解决了水口堵塞问题，提高了超低碳钢的可浇铸性，实现了多炉连浇，成品成分碳、磷、硫和氮等符合超低碳钢冶炼要求。
Description
技术领域
本发明属于炼钢技术领域，特别是涉及一种用于超低碳钢生产的方法，尤其是冶炼超低碳钢时实现钢中碳、磷、硫和氮含量的稳定控制。
背景技术
超低碳钢是指钢中的碳含量在0.010％以下的钢种。碳是传统的也是最经济的强化元素，通过固溶强化来提高钢的强度，但是钢中碳含量的增加，钢板的延性和深冲性能会大大降低。随着工业需求的发展，采用了超低碳微合金化成分设计体系，既满足了钢种强度性能方面的要求，也满足其他性能方面的要求。
中国专利200710159224.7公开了一种冶炼超低碳钢的方法。该发明的冶炼工艺路线为：铁水预处理脱硫-转炉冶炼-LF炉精炼-RH真空处理-连铸。该发明的特点是，铁水预处理脱硫采用的脱硫剂为石灰和镁粉；转炉采用不脱氧出钢；LF炉精炼对钢水进行脱氧、脱硫、去夹杂和调整成分；RH真空处理采用强制吹氧脱碳。该发明专利可将钢中的碳控制在0.005％以下。
目前超低碳钢冶炼有两种工艺路线，一种是转炉冶炼-RH真空处理-连铸，此工艺最大的难点是温度控制，要求转炉出钢有较高的温度，吹炼时间较长，钢水过氧化严重，严重影响了转炉的寿命，在后续工艺中温度波动较大，浇铸温度难以保证；一种是转炉冶炼-LF炉精炼-RH真空处理-连铸，该方法是转炉采用不脱氧出钢，但LF炉进行脱氧操作，RH真空处理采用强制吹氧脱碳控制钢中的碳含量，造成了资源的严重浪费，并且在RH真空脱氧后钢水内生成了大量的Al2O3杂质，这些杂质在RH真空结束后没有有效的去除手段，直接导致钢水在浇铸过程中水口结瘤，影响超低碳钢正常生产。基于此，本专利发明了一种用于超低碳钢生产的炼钢工艺，解决了温度控制和水口堵塞的问题，实现了超低碳钢批量生产。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于超低碳钢生产的方法，工艺路线为：铁水脱硫预处理-转炉冶炼-钢包炉处理-RH真空处理-板坯连铸，通过控制冶炼过程中各个环节的工艺参数，成功解决了温度控制较难的问题，并在RH真空处理采用自然脱碳模式对钢中的碳含量进行控制，真空脱氧后对钢中的Al2O3杂质进行去除，避免了堵塞水口实现钢水顺利浇铸。
本发明解决问题所采用的技术方案是：
采用的工艺路线为：铁水脱硫预处理-转炉冶炼-钢包炉处理-RH真空处理-板坯连铸；在各工序中控制如下工艺参数：
(1)铁水脱硫预处理：采用喷吹颗粒镁脱硫，脱后进行扒渣操作，保证扒渣效果，脱后铁水中的[S]＝0.002％-0.006％；
(2)转炉冶炼：将废钢装入转炉内然后兑铁水，转炉冶炼吹氧时间控制在14-18min，氧枪吹氧流量控制在18000-23000m3/h(100t转炉)；控制转炉入炉造渣料白灰的质量，白灰中硫含量要求≤0.05％(重量百分比)；对钢水进行脱碳、脱磷和去除其他有害杂质，转炉冶炼周期控制在30-40min；转炉终点碳含量控制(质量百分比)[C]＝0.04％-0.05％，终点温度T＝1700℃-1720℃，终点氧活度600-900ppm；出钢不脱氧采用挡渣操作；
(3)LF炉：对顶渣进行改质，采用电极加热对钢水进行控温处理，出LF炉钢水的温度T＝1640-1650℃；
(4)RH真空处理：真空处理过程中采用自然脱碳模式对钢中的碳含量进行控制，可将钢中的碳控制在[C]＝0.0014％-0.0025％(质量百分比)；RH最高真空度控制在10-100Pa；在深真空处理条件下，脱碳完成后采用Al脱氧，脱氧完成后合金化，保证脱氧完成后深真空处理时间10-18min，保证Al2O3去除量；真空结束后对钢水进行镇静，镇静时间40-70min；
(5)板坯浇铸：浇铸过程中采用无碳覆盖剂、无碳保护渣，防止浇铸过程增碳；连铸过程采用全保护浇注，减少钢水增氮；浇铸过程根据板坯断面控制合理拉速。
本发明的优点：出钢不脱氧，在RH真空处理过程中利用钢中富余的氧在真空状态下进行自然脱碳，可以将超低碳钢成品的碳含量控制在0.0020％-0.0030％；RH脱氧后保证深真空处理时间10-18min，并在破真空后进行钢水镇静操作，减少了钢中Al2O3的含量，成功的解决了水口堵塞问题，提高了超低碳钢的可浇铸性，实现了多炉连浇，成品成分碳、磷、硫和氮等符合超低碳钢冶炼要求。
具体实施方式
钢种SDC05冶炼，100吨钢包，采用的工艺路线为：铁水脱硫预处理-100t转炉冶炼-LF炉处理-RH真空处理-板坯连铸；
铁水脱硫预处理：采用喷吹颗粒镁脱硫，脱后进行扒渣操作，保证扒渣效果，脱后铁水中的[S]＝0.0050％；
转炉冶炼：将优质废钢装入转炉内然后兑铁水，转炉冶炼吹氧时间控制在17min，氧枪吹氧流量控制在18000-23000m3/h；控制转炉入炉白灰、轻烧白云石等造渣材料的质量，对钢水进行脱碳、脱磷和去除其他有害杂质，转炉冶炼周期控制在40min；转炉终点碳含量控制(质量百分比)[C]＝0.045％，终点温度T＝1720℃，终点氧活度729ppm；采用不脱氧出钢，出钢过程中采用挡渣出钢，终点渣样TFe为21％；
钢包炉处理：对顶渣进行改质，出LF炉渣样TFe为5.84％；采用电极加热对钢水进行控温处理，出LF炉钢水的温度T＝1650℃；
RH真空处理：真空处理过程中采用自然脱碳模式对钢中的碳含量进行控制，将钢中的碳控制在[C]＝0.0020％(质量百分比)；RH最高真空度控制在10Pa；真空脱碳后采用Al脱氧，脱氧完成后合金化，深真空处理时间16min，保证Al2O3去除量；真空结束后对钢水进行镇静，镇静时间65min；
板坯浇铸：浇铸过程中采用无碳覆盖剂、无碳保护渣，防止浇铸过程增碳，增碳量为5ppm；采用浇注过程全保护浇铸，减少钢水增氮，增氮量为7ppm。
经此工艺成品主要元素成分控制如下：(按质量百分比：％)
| 钢种 | C | P | S | Alt | N/ppm |
| SDC05 | 0.0029 | 0.007 | 0.008 | 0.042 | 38.5 |
Claims (6)
1、一种用于超低碳钢生产的方法，其特征在于：采用的工艺路线为：铁水脱硫预处理-转炉冶炼-钢包炉处理-RH真空处理-板坯连铸；在各工序中控制如下工艺参数：
铁水脱硫预处理：采用喷吹颗粒镁脱硫，并采用扒渣操作，保证扒渣效果；
转炉冶炼：将废钢装入转炉内然后兑入铁水，转炉冶炼控制氧气流量和吹氧时间，控制转炉入炉造渣料白灰中硫含量要求≤0.05重量％，对钢水进行脱碳、脱磷和去除其他有害杂质，转炉冶炼周期控制在30-40min；出钢不脱氧采用挡渣操作；
钢包炉：对顶渣进行改质，采用电极加热对钢水进行控温处理，出LF炉钢水的温度T＝1640-1650℃；
RH真空处理：真空处理过程中采用自然脱碳模式对钢中的碳含量进行控制；在深真空处理条件下，脱碳完成后采用Al脱氧，脱氧完成后合金化，保证脱氧完成后深真空处理时间；真空结束后对钢水进行镇静；
板坯浇铸：浇铸过程中采用无碳覆盖剂、无碳保护渣，防止浇铸过程增碳；连铸过程采用全保护浇注，减少钢水增氮；浇铸过程根据板坯断面控制合理拉速。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的铁水脱硫预处理要求脱后铁水中的[S]＝0.002质量％-0.006质量％。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，转炉冶炼吹氧时间控制在14-18min，氧枪吹氧流量控制在18000-23000m3/h(100t转炉)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，转炉终点碳含量控制[C]＝0.04质量％-0.05质量％，终点温度T＝1700℃-1720℃，终点氧活度600-900ppm。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，RH真空处理自然脱碳将钢中的碳控制在[C]＝0.0014质量％-0.0025质量％。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，RH最高真空度控制在10-100Pa；保证脱氧完成后深真空处理时间10-18min；真空结束后对钢水进行镇静，镇静时间40-70min。
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