CN103060513B

CN103060513B - 一种冶炼帘线钢的方法和一种连铸帘线钢的方法

Info

Publication number: CN103060513B
Application number: CN201110324841.4A
Authority: CN
Inventors: 张敏; 曾建华; 陈永; 王新华; 吴国荣; 李清春; 杨森祥; 曾耀先; 姜敏; 陈怀杰
Original assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date: 2011-10-24
Filing date: 2011-10-24
Publication date: 2014-10-01
Anticipated expiration: 2031-10-24
Also published as: CN103060513A

Abstract

本发明公开了一种冶炼帘线钢以及连铸帘线钢的方法，该方法包括下述步骤：(1)使用转炉顶底复合吹炼将铁水或者半钢进行初炼，并不脱氧出钢到钢包中；(2)在出钢过程中对钢水进行增碳和预合金化，使得以钢水的总重量为基准，钢水的活度氧含量为0.004-0.008重量％，C含量为0.64-0.68重量％；Al含量小于0.4重量％；(3)在出钢后对钢包中的钢水吹送氩气，并进行真空精炼和合金微调；(4)采用底吹氩气的方式，将经过真空精炼的钢水进行钢包炉精炼，并分批加入精炼渣，以及分批加入脱氧剂，使得钢包顶渣中的FeO和MnO的总含量≤10重量％。本发明采用“转炉初炼-真空精炼-钢包炉精炼-大方坯连铸浇铸”的工艺流程生产帘线钢，实现了帘线钢的洁净化生产。

Description

一种冶炼帘线钢的方法和一种连铸帘线钢的方法

技术领域

本发明涉及一种冶炼帘线钢的方法和一种连铸帘线钢的方法。

背景技术

帘线钢作为增强材料能够大大提高橡胶制品的强度和弹性，所以广泛地应用于汽车轮胎以及传输皮带等工业领域。近几年来，国内子午线轮胎，特别是全钢载重子午线轮胎出现高速增长的局面，带动了钢丝帘线生产的迅猛增长。目前，国内仅少数厂家能够生产帘线钢，部分生产帘线钢的合资工厂所使用的坯料还大量依靠进口。帘线钢对夹杂物，尤其是氧化物夹杂的要求非常严格，氮含量也要尽可能低，对夹杂物的大小、形状可变性也提出了较高要求，要求铸坯中Al₂O₃夹杂和不变形夹杂尽可能少，以避免冷拔时产生脆断，另外要尽量减少铸坯的中心偏析和中心疏松，防止冷拔加工时出现杯状断裂。

帘线钢的生产工艺流程中，国内普遍采用转炉冶炼-钢包炉精炼(LF精炼)-RH(VD)-方坯连铸。如CN101831521A公开了一种帘线钢的生产方法，该方法包括冶炼、精炼、连铸和轧制，具体包括：铁水温度大于或等于1250℃，转炉冶炼，终点碳控制在0.3-0.7重量％，出钢过程中加入顶渣，顶渣原料为预熔渣或/和石灰或/和萤石；出钢过程中，加入硅钙合金或/和硅钙钡合金或/和硅钡合金或/和碳化硅或/和电石；在LF精炼炉中造钢包渣，精炼渣原料为石灰和/或萤石，控制精炼渣中三氧化二铝含量小于10重量％，并采用小方坯连铸。该方法未明确钢包渣碱度的控制范围以及钢包渣是否满足钢水夹杂物的塑性化控制要求。

CN101775461A公开了一种改善帘线钢中心碳偏析的方法，该方法包括采用电炉初炼、精炼、连铸大方坯、轧制小方坯以及小方坯轧成盘条的工艺流程生产80级帘线钢；使帘线钢成品热轧盘条偏析不大于0.5级，满足帘线钢用户对中心碳偏析的控制要求。该方法的缺陷是采用电炉初炼较转炉冶炼而言不但生产成本高，而且，电炉冶炼钢中残余元素的控制较为困难。

CN101451211A公开了一种电弧冶炼帘线钢的方法，该方法包括在竖炉中炼好含硫低于0.02％的钢水，竖炉出钢水时加入造渣剂，造的是酸性渣，碱度R为0.9，竖炉出钢水到精炼炉后，对钢水进行5-10分钟搅拌，然后精炼造渣，控制精炼造渣碱度，向钢水中喂钙铁线，并用氩气搅拌钢水5-15分钟，控制出钢时钢水温度为1500-1540℃，中间包过热度为10-30℃，中间包钢水温度1470-1500℃进行浇铸，拉速控制在2-2.5米/分钟。该方法采用竖炉+电炉的冶炼方法，该方法对原料的要求较高；同时，在精炼过程通过向钢包内喂入钙线的方法对钢水进行钙处理，该方法生成的夹杂物为球状夹杂物，熔点较高，不利于帘线钢的拉拔性。

CN101736124A公开了一种降低帘线钢中钛夹杂的方法，该方法采用电炉冶炼造泡沫渣并流渣、换渣操作，控制终点钢水中C含量小于或等于0.1重量％，氧含量大于或等于500ppm，出钢时严禁下渣，出钢和出钢后增碳过程钢包底吹氩气为强搅拌，然后软搅拌，精炼后静搅，使连铸前钢水中钛含量小于或等于8ppm。该工艺较转炉结合LF精炼工艺生产成本较高，此外，该方法要求终点钢水氧含量大于或等于500ppm，较高的氧含量在精炼过程将会对合金产生氧化，导致钢中氧化物夹杂增加；且钢中的残余元素控制困难。

为了解决钢中夹杂物的控制问题，CN101586177A公开了一种降低钢水钛夹杂物的方法，该方法包括：在帘线钢生产精炼处理完成后，在钢包等待位进行钢水底吹氩和钢包浇钢过程吹氩，该工艺虽然在精炼结束利用了大量的时间进行弱搅拌，但由于未采用真空脱气手段，钢中N、H等气体元素的控制成了问题，不能有效地保证产品质量。

此外，在连铸过程中，大部分厂家采用小方坯连铸，采用小方坯连铸生产的优点在于可省去大方坯轧制的开坯工序，直接将小方坯轧制成直径5.5mm的盘条，降低生产成本；但从近年来的生产实践看，其缺点也较为突出，由于小方坯铸机拉速过高，生产的铸坯皮下质量和中心偏析、疏松、缩孔较差，即使采用了凝固末端电磁搅拌等手段来改善铸坯内部质量，但由于铸机拉速的波动，凝固终点位置变化较大，而凝固末端电磁搅拌位置固定，导致对质量改善的效果不稳定，导致产品在拉拔过程的断丝率较高，因此，采用现有的冶炼方法将钢水进行小方坯连铸生产的产品已难以满足高质量要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的上述缺陷，提供一种冶炼帘线钢的方法和一种连铸帘线钢的方法。

本发明的发明人发现，现有的工艺流程均采用“先进行钢包炉精炼(LF精炼)再进行RH或VD精炼的工艺”，该方法的缺陷在于无法确保渣-金反应趋近平衡，并且RH循环将破坏渣-金反应平衡，不利于钢中夹杂物的去除，难以达到高洁净度钢的要求。而本发明的方法中，先进行RH真空精炼再进行钢包炉精炼就能够解决渣-金反应平衡问题；同时，采用先真空精炼的工序，钢中的氧与碳发生反应，生成CO气体，而先经过LF精炼的工艺脱氧主要是钢中的合金，其缺点是不但降低了合金的收得率，脱氧生成的氧化物导致钢中夹杂物含量升高；另外，先采用真空精炼还有利于脱氢。因此，本发明的方法能够更好地实现钢中夹杂物控制在塑性区，夹杂物可变形强，使得钢中残余元素均达到钢种控制要求，且铸坯质量均满足钢种要求。

为了实现上述目的，本发明提供一种冶炼帘线钢的方法，其中，该方法包括下述步骤：

(1)使用转炉顶底复合吹炼将铁水或者半钢进行初炼，然后将初炼得到的钢水不脱氧出钢到钢包中；

(2)在出钢过程中对钢水进行增碳和预合金化，使得以钢水的总重量为基准，钢水的活度氧含量为0.004-0.008重量％，C含量为0.64-0.68重量％；Al含量小于0.4重量％；

(3)在出钢后对钢包中的钢水吹送氩气，并进行真空精炼和合金微调；

(4)采用底吹氩气的方式，将经过真空精炼的钢水进行钢包炉精炼，并分批加入TiO₂含量小于2重量％，Al₂O₃含量小于3重量％，碱度为0.6-1.4的精炼渣，以及分批加入脱氧剂，并使得钢包顶渣中的FeO和MnO的总含量≤10重量％。

本发明采用“转炉初炼-真空精炼(RH精炼)-钢包炉精炼(LF精炼)”的工艺冶炼帘线钢，并在该流程中采用了转炉全程底吹氩、出钢后吹氩、RH精炼和LF精炼，可有效地将钢中夹杂物控制在塑性区，夹杂可变形较强；钢中残余元素均达到钢种控制要求，成品钢中Al能够控制在10-20ppm，Ti能够控制在4-10ppm，从而实现了帘线钢的洁净化生产。此外，在连铸帘线钢时优选采用大方坯连铸、二次冷却区用冷却水进行动态二次冷却、在凝固末端采用动态轻压下等技术，所得钢成分、铸坯质量均满足钢种要求，且钢中总氧含量(T[O])小于0.002重量％，铸坯表面无缺陷，铸坯中心疏松、中心缩孔均为0.5级，中心偏析、皮下裂纹、角部裂纹、内部裂纹均为0级；非金属夹杂物中A类≤1.5级、B类、C类、D类均≤0.5级；铸坯低倍评级均≤1.5级；铸坯成分偏析均控制在1.08以内，铸坯碳偏析指数大都在1.02左右；且产品在拉丝过程中未出现断丝现象。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

具体实施方式

以下将对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本说明书中所用术语“碱度”指精炼渣中碱性氧化物CaO的重量浓度与酸性氧化物SiO₂的重量浓度之比。

本说明书中所用的术语“氧活度”指溶解于终点钢水中的氧分子的重量浓度(自由氧浓度)，单位为重量％。所述活度氧含量的测定方法为本领域技术人员所公知，例如：采用定氧仪进行测定。

本说明书中所述的术语“总氧含量(T[O])”指钢中自由氧与钢中氧化物中的氧含量的总和。

本说明书中所用的术语“中间包过热度”指连铸中间包钢水温度与钢水液相线温度的差值。

本说明书中所用的术语“半钢”可以是指高炉铁水经过脱硫提钒后得到的产物。以半钢的总量为基准，所述半钢的碳含量大于3.8重量％，钛含量小于或等于0.012重量％，S含量小于或等于0.003重量％。优选情况下，以半钢的总量为基准，所述半钢含有3.8-4.0重量％的碳、≤0.002重量％的硫、≤0.005重量％的钛、≤0.001重量％的钒和95-97重量％的铁。

本说明书中，“铁水”也可以作为炼钢用钢原料，以铁水的总量为基准，所述铁水的碳含量大于3.8重量％，钛含量小于或等于0.012重量％，S含量小于或等于0.003重量％。优选情况下，以铁水的总量为基准，所述铁水含有3.8-4.0重量％的碳、≤0.002重量％的硫、≤0.005重量％的钛、≤0.001重量％的钒和95-97重量％的铁。

按照本发明，所述冶炼帘线钢的方法包括下述步骤：

按照本发明，需要说明的是，下述所述的每吨钢水(或者/吨钢水)均指的是以初炼得到的钢水为基准。

此外，通常情况下，在预合金化时使得钢水中各组分含量调整为钢种成分要求的中限和下限之间，至少达到下限；以及，在合金微调时，使得钢水中各组分含量调整为钢种成分要求的中限；其中，所述“中限”和“下限”指以每种钢种计划所要求的各成分含量的“中限”或“下限”为基准上下波动5-10重量％之内的范围。

按照本发明，步骤(1)中，转炉顶底复合吹炼是本领域公知的转炉炼钢方法，因此，本发明在此不做详细说明。吹炼终点钢水温度可以为1640-1680℃，吹炼时间可以为15-25分钟，以吹炼终点的钢水的总重量为基准，吹炼终点所述钢水的C含量可以为≥0.05重量％，P含量≤0.006重量％，S含量≤0.007重量％。由于所述帘线钢为高碳钢，因此，以所述铁水或者半钢的总重量为基准，所述铁水或半钢的碳含量通常为大于3.8重量％，钛含量小于或等于0.012重量％，S含量小于或等于0.003重量％。

优选地，所述转炉顶底复合吹炼为顶吹氧气、底吹保护气体，顶吹氧气的供气强度为150-250标准立方米/小时·吨钢水，底吹保护气体的供气强度为1.2-2.5Nm³/小时·吨钢水。例如，可以在吹炼前期底吹不活泼气体(例如氮气)，在吹炼后期切换为底吹惰性气体(例如氩气)。所述保护气体为惰性气体和/或氮气。

优选情况下，为了提高转炉终渣粘度，减少出钢过程中的下渣量，该方法还包括在将经过步骤(1)的初炼后的钢水出钢到钢包中之前，向转炉内加入氧化镁含量为30-40重量％的高镁石灰；所述高镁石灰的加入量的可调节范围较宽，优选情况下，所述高镁石灰的加入量可以为3-4千克/吨钢水。

按照本发明，所述步骤(2)中，在出钢过程中对钢水进行增碳和预合金化，使以钢水的总重量为基准，钢水的活度氧含量为0.004-0.008重量％，优选为0.005-0.006重量％；C含量为0.64-0.68重量％，优选为0.65-0.68重量％，Al含量＜0.4重量％。由于本发明采用的是无脱氧出钢，因此，可有效控制钢中Ti、Al的含量。

本领域技术人员公知的是，在出钢过程中对钢水进行增碳和预合金化，一般指的是将钢水出钢到钢包中的重量为1/3左右时，向钢水中加入增碳剂和各种需要的铁合金，开始对钢水进行增碳和预合金化。一方面使钢水的碳含量满足要求，另一方面使钢水中各种所需成分达到钢中各组分的中限和下限之间，或者至少达到下限要求。所述增碳剂可以为本领域公知的各种增碳剂，如，可以选自无烟煤、沥青焦和石油焦等中的一种或多种；所述增碳剂的量只要保证所述钢水的碳含量为0.64-0.68重量％即可，优选情况下，所述增碳剂的用量为5-9千克/吨钢水。可以根据不同钢种对钢中各成分的要求向钢水中加入合金(例如，加入锰铁、硅铁等合金对钢水进行硅、锰合金化)，对钢水进行初步合金化，以满足钢水中各成分的含量要求。所述硅铁合金中硅含量可以为70-75重量％，锰铁合金中锰含量可以为70-75重量％；所述硅铁合金的加入量可以为2-2.5千克/吨钢水，所述锰铁合金的加入量可以为4-5千克/吨钢水。

按照本发明，为了使钢水中的夹杂物充分上浮进入钢包渣，该方法还包括步骤(3)中，在出钢后，并在进行真空精炼之前，向钢包中的钢水中吹送氩气搅拌的步骤，为了更好地起到搅拌的作用，优选为底吹氩气。所述吹入氩气的条件可以为本领域各种常规的条件，优选情况下，吹送氩气条件包括氩气的供气强度为0.5-1.5标准升/分钟·吨钢水，吹氩时间为8-10分钟。

按照本发明，步骤(3)中，在吹送氩气后，将钢水进行真空精炼有助于进一步有效提高钢水洁净度。可以根据帘线钢的合金成分要求以及其进站成分，对钢水成分进行合金微调，将钢水成分调至钢种成分中限，针对72帘线钢来说，合金微调可以使得以钢水的总重量为基准，钢水中Si含量为0.20-0.24重量％，C含量为0.70-0.72重量％，Mn含量为0.45-0.50重量％，余量为铁。

按照本发明，所述真空精炼的方法和条件可以按照本领域技术人员公知的方法进行，例如，在RH真空装置中进行真空精炼，所述真空精炼的绝对压力可以为66.7-300帕，优选为66.7-150帕；真空精炼的时间可以为10-15分钟；真空精炼的出站温度通常可以为1505-1540℃。优选情况下，真空精炼3-8分钟后，根据钢水取样分析结果，向钢水中加入所需要的合金进行合金微调，且，优选在加入合金后使钢水循环的时间为不小于7分钟，以使钢水中的夹杂物能够进一步充分上浮。

按照本发明，步骤(4)中，采用底吹氩气的方式，将经过真空精炼的钢水进行钢包炉精炼可以进一步促进夹杂物的上浮以及夹杂物形态的转变。并在钢包炉精炼时，向钢水中分批加入TiO₂含量小于2重量％，Al₂O₃含量小于3重量％，碱度为0.6-1.4的精炼渣，以及分批加入脱氧剂，并使得钢包顶渣中的FeO和MnO的总含量≤10重量％。

其中，控制加入渣面的精炼渣的碱度为0.6-1.4能够使得终渣碱度处于0.6-1.4的范围内，能够防止由于终渣碱度过高，使得所得钢组分靠近脆性夹杂物，可能导致产品在拉丝过程中出现断丝。所述精炼渣的加入量只要能够使钢包渣控制在夹杂物塑性区即可，优选情况下，所述精炼渣的加入总量为12-16千克/吨钢水。所述脱氧剂的量只要能够使钢包顶渣中的FeO和MnO的总含量≤10重量％即可，优选情况下，所述脱氧剂的加入总量为0.5-2千克/吨钢水。

按照本发明，在钢包炉精炼过程中，所述精炼渣和脱氧剂优选为分批加入，例如，在钢包炉精炼开始至钢包炉精炼过程进行一半的时间段内加入第一批精炼渣和第一批脱氧剂，优选在开始进行钢包炉精炼时加入第一批精炼渣和第一批脱氧剂，且所述第一批精炼渣和第一批脱氧剂的加入量分别占所述精炼渣和脱氧剂的总加入量的45-60重量％。所述第一批精炼渣和第一批脱氧剂的加入量可以根据所述冶炼得到的钢水中的Al、Ti及氧活度的含量而变化，当所述冶炼得到的钢水的Al、Ti及氧活度含量较高时，所述第一批精炼渣和第一批脱氧剂的加入量相对较大；当所述冶炼得到的钢水的Al、Ti及氧活度含量较低时，所述第一批精炼渣和第一批脱氧剂的加入量相对较小，优选情况下，所述第一批精炼渣和第一批脱氧剂的加入量分别占所述精炼渣和脱氧剂的加入总量的45-60重量％。更优选情况下，所述精炼渣和脱氧剂优选分两批加入，第二批精炼渣和第二批脱氧剂分别在第一批精炼渣和脱氧剂完全熔化后加入，且所述第二批精炼渣和第二批脱氧剂的加入量占所述精炼渣和脱氧剂的加入总量的40-55重量％。通过分两批加入精炼渣和脱氧剂可以有效提高脱氧效率，并且可以降低成品钢中夹杂物的含量，同时还可以降低成品钢中的总氧含量。

按照本发明，在分批加入精炼渣和脱氧剂时，所述精炼渣和脱氧剂可以分别单独加入，也可以将精炼渣和脱氧剂充分混合之后加入。优选情况下，在加入每一批精炼渣和脱氧剂时，先加入精炼渣，后加入脱氧剂，因为先加入的精炼渣在炉渣的表面上与其熔合，后加入的脱氧剂覆盖在精炼渣上，以降低渣的氧化性，从而更有助于脱夹杂。在每一批加入的精炼渣和脱氧剂中，以每批所述精炼渣和脱氧剂的总重量为基准，所述精炼渣的含量为89-95重量％，所述脱氧剂的含量为5-11重量％；优选情况下，所述精炼渣的含量为90-92重量％，所述脱氧剂的含量为8-10重量％。

优选情况下，所述精炼渣含有CaO、SiO₂、CaF₂、Al₂O₃和TiO₂，以所述精炼渣的总重量为基准，所述CaO的含量为30-50重量％，所述SiO₂的含量为30-50重量％，所述CaF₂的含量为5-15重量％，Al₂O₃的含量为0.1-2.9重量％，所述TiO₂的含量为0.1-2.9重量％。

优选情况下，所述脱氧剂可以为SiC和/或硅铁脱氧剂，所述脱氧剂优选为粉末状，例如，所述粉末状脱氧剂的颗粒直径可以为3-20毫米。

按照本发明，在钢包炉精炼的同时在钢包底部吹入氩气，能够进一步起到促进钢-渣界面反应的作用。优选情况下，氩气的供气强度控制在1.5-3标准升/分钟·吨钢水；所述钢包炉精炼的温度可以为1560-1595℃，精炼时间可以为30-45分钟。优选情况下，在加入精炼渣和脱氧剂并进行精炼造渣后，还可以软吹氩气，促进钢-渣平衡，使夹杂物充分上浮，提高钢液的洁净度，同时夹杂物向塑性区转变夹杂物。例如，在完成上述精炼后，降低钢包底部的氩气的供气强度至0.5-1.5标准升/分钟·吨钢水，继续吹氩气30-40分钟。钢包炉精炼出站温度可以为1520-1540℃。

本发明的连铸帘线钢的方法将通过本发明的冶炼帘线钢的方法冶炼得到的钢水浇注到结晶器以被连续拉动和冷却，本发明主要针对冶炼方法进行改进，而其它工序，例如将所述具有硬壳的钢水从结晶器的出口连续拉出后，使其在二次冷却区和拉矫区用流动的冷却水冷却而全部凝固，在拉矫区的出口得到连铸坯的方法可以为本领域公知的方法。优选地，为了防止连铸时钢水或钢坯二次氧化，在浇注钢水过程中和钢坯被连续拉动、冷却过程中，对钢水和钢坯提供惰性气体保护。按照本发明，也可以按照本领域公知的各种方法进行，在这里不再赘述。

进一步优选情况下，所述连续地浇注到结晶器中的钢水通过结晶器冷却，使钢水凝固为带有液芯的坯壳，将该带有液芯的坯壳以大方坯的形式从结晶器的出口连续拉出，使其在二次冷却区用冷却水进行动态二次冷却，并在拉矫区对带有液芯的大方坯坯壳进行动态轻压下，待全部凝固后在拉矫区的出口得到连铸大方坯。

本发明中优选采用大方坯连铸，由于大方坯的拉速较慢，可以明显降低保护渣卷入等易导致铸坯皮下质量的问题，此外，采用大方坯，其压缩比比采用小方坯大，也能够消除铸坯中心疏松、缩孔等缺陷，从而降低了产品在拉拔过程的断丝率。所述以大方坯的形式从将该带有液芯的坯壳结晶器的出口连续拉出从而得到连铸大方坯的方法为本领域技术人员所公知，例如，铸坯断面大于250毫米(厚度)×250毫米(宽度)的方坯均可使用，优选为380毫米(厚度)×280毫米(宽度)，或者450毫米(宽度)×360毫米(厚度)。

本发明中优选同时采用动态轻压下，由于压下区域较宽，因此能够有效确保在凝固终点附近对铸坯进行挤压，对铸坯中心偏析、疏松等内部质量的改善效果更加稳定。动态轻压下技术(DSR)是在连铸生产过程中，根据铸坯的凝固情况，动态跟踪板坯上指定的凝固范围，并实时地下达轻压下参数命令。DSR可以在连铸过渡过程中，及时地按照铸坯的液芯位置，调整轻压下参数，从而更好地实现轻压下的效果。所述动态轻压下的方法为本领域技术人员所公知，所述动态轻压下的压下区域可以达到7-9m，在拉速波动时，能够通过选择使用不同位置的压下棍来对铸坯实施挤压，从而确保稳定的效果。所述总压下量可以为7-9mm。

按照本发明，将所述具有硬壳的钢水从结晶器的出口连续拉出的拉速控制为0.65-0.75米/分钟可以有效减少浇注过程结晶器内的液位波动，从而控制结晶器内钢水质量。

当铸坯断面及拉速确定后，二次冷却总水量的大小由二次冷却的冷却强度(比水量)δ决定，所述比水量δ取决于钢种。按照本发明，所述二次冷却比水量可以为每公斤铸坯0.35-0.45升水。

为了避免在浇铸过程中钢水与空气接触而导致钢水中Al易被氧化而在浇铸时堵塞下水口，一般情况下，通过钢包长水口将钢水浇铸进入中间包，且，在钢包长水口与钢包下水口连接处采用密封垫密封，并在连接处通氩气保护进一步防止钢水被氧化；并采用连铸中间包整体直孔水口，并通入微量氩气，以在将中间包钢水注入结晶器时，保证结晶器液面平稳。

按照本发明，优选情况下，结晶器电磁搅拌电流为350-600A，频率为2.0-2.6Hz。

按照本发明，优选情况下，将钢水注入中间包之前或者同时加入中间包覆盖剂，所述向中间包的钢水液面加入的中间包覆盖剂可以为各种能够起到防止钢水液面氧化的中间包覆盖剂。优选情况下，所述中间包覆盖剂的碱度(所述碱度指覆盖剂中CaO与SiO₂的重量比)为0.6-1.4，优选为0.9-1.2；TiO₂含量小于2重量％。优选情况下，所述中间包覆盖剂可以含有CaO、SiO₂和CaF₂，并选择性含有MgO和TiO₂，以该中间包覆盖剂的总重量为基准，所述CaO的含量为35-50重量％，所述SiO₂的含量为35-50重量％，所述MgO的含量为0-5重量％，所述TiO₂的含量为0-3重量％，所述CaF₂的含量为5-15重量％。优选情况下，所述中间包覆盖剂的用量可以为2.5-3.5千克/吨钢水。

按照本发明，本发明中所述的精炼渣以及中间包覆盖剂中的CaO可以来源于预熔渣、硅灰石、水泥熟料等含CaO的材料；SiO₂可以来源于预熔渣、硅灰石、水泥熟料、石英砂、长石等含SiO₂的材料；Al₂O₃可以来源于预熔渣、铝矾土、水泥熟料、白泥等含Al₂O₃的材料；CaF₂(萤石)等含F-的材料；TiO₂可以来源于预熔渣等材料；MgO可以来源于镁砂等含MgO的材料。

按照本发明，优选情况下，为了避免铸坯的严重偏析，而造成拉丝过程的断丝，而提高断丝率，所述中间包过热度为10-25℃，即，优选采用低过热度浇注。

以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

下面将通过具体实施例对本发明进行进一步的详细说明。

下述实施例1中所用的中间包覆盖剂含有CaO、SiO₂、MgO和CaF₂，以该中间包覆盖剂的总重量为基准，所述CaO的含量为45重量％，所述SiO₂的含量为45重量％，所述MgO的含量为5重量％，所述CaF₂的含量为5重量％；碱度为1.0。

下述实施例2中所用的中间包覆盖剂含有CaO、SiO₂、MgO和CaF₂，以该中间包覆盖剂的总重量为基准，所述CaO的含量为38重量％，所述SiO₂的含量为50重量％，所述MgO的含量为3重量％，所述CaF₂的含量为9重量％；碱度为0.76。

下述实施例3中所用的中间包覆盖剂含有CaO、SiO₂、MgO和CaF₂，以该中间包覆盖剂的总重量为基准，所述CaO的含量为50重量％，所述SiO₂的含量为35重量％，所述MgO的含量为5重量％，所述CaF₂的含量为10重量％；碱度为1.4。

下述实施例1中所用的精炼渣含有CaO、SiO₂、CaF₂、Al₂O₃和TiO₂，以所述精炼渣的总重量为基准，所述CaO的含量为48重量％，所述SiO₂的含量为40重量％，所述CaF₂的含量为7重量％，Al₂O₃的含量为2.8重量％，所述TiO₂的含量为2.2重量％；碱度为1.2。

下述实施例2中所用的精炼渣含有CaO、SiO₂、CaF₂、Al₂O₃和TiO₂，以所述精炼渣的总重量为基准，所述CaO的含量为40重量％，所述SiO₂的含量为50重量％，所述CaF₂的含量为8重量％，Al₂O₃的含量为1重量％，所述TiO₂的含量为1重量％；碱度为0.8。

下述实施例3中所用的精炼渣含有CaO、SiO₂、CaF₂、Al₂O₃和TiO₂，以所述精炼渣的总重量为基准，所述CaO的含量为50重量％，所述SiO₂的含量为35重量％，所述CaF₂的含量为13重量％，Al₂O₃的含量为1.5重量％，所述TiO₂的含量为0.5重量％；碱度为1.4。

下述实施例中所用的半钢为：以半钢的总量为基准，含有3.9重量％的碳、0.02重量％的硅、0.02重量％的锰、0.07重量％的磷、0.003重量％的硫、0.003重量％的钛、0.04重量％的钒和95.944重量％的铁。

下述实施例中所用的铁水为：以铁水的总量为基准，含有3.86重量％的碳、0.025重量％的硅、0.03重量％的锰、0.08重量％的磷、0.002重量％的硫、0.002重量％的钛、0.005重量％的钒和95.996重量％的铁。

实施例1

本实施例用于说明帘线钢(P72LX钢)的冶炼和连铸方法。

(1)转炉吹炼

在转炉内加入120吨铁水进行顶底复吹转炉吹炼(顶吹氧气210标准立方米/小时·吨钢水，底吹保护气体的强度为1.5标准立方米/小时·吨钢水)，吹炼时间为20分钟，吹炼终点钢水温度为1640℃，取样进行元素成分分析，吹炼终点钢水的C含量为0.08重量％，P含量为0.003重量％，S含量0.004重量％，钢水中的活度氧含量为4×10^-4重量％。转炉吹炼后，向转炉内加入氧化镁含量为35重量％的高镁石灰，所述高镁石灰的用量为6千克/吨钢水。

(2)出钢

将经转炉冶炼后的钢水出钢至钢包中，在出钢过程中，按照9千克/吨钢水加入无烟煤增碳剂，然后按照2.5千克/吨钢水加入硅铁合金(硅含量为75重量％，余量为铁)和5千克/吨钢水加入锰铁合金(锰含量为72重量％，余量为铁)进行Si、Mn合金化。取样进行元素成分分析，出钢后，以钢水的总重量为基准，各组分含量为[C]：0.68重量％、[Si]：0.12重量％、[Mn]：0.43重量％、[Al]：0.26重量％，出钢后钢水的活度氧含量为0.005重量％。

(3)RH真空精炼

将出完钢的钢包的钢水中吹入氩气搅拌，氩气的供气强度为1.1标准升/分钟·吨钢水，搅拌时间为8分钟。钢包到达130吨RH真空炉后，取样分析钢中各元素成分，抽真空，将绝对压力控制在150Pa，在此真空度下处理5分钟后，根据取样分析结果，通过真空合金料仓加入所需合金，将钢中各元素含量调整至钢种要求中限，加入合金后的钢液循环时间为7分钟，使钢中夹杂物能够充分上浮，RH出站温度为1508℃。

(4)LF炉精炼

当装有钢水的钢包运到130吨LF钢包炉后接通底吹氩，分两批加入总共16千克/吨钢水的精炼渣(在开始精炼时加入第一批精炼渣，第一批精炼渣的加入量为总量的50重量％，待第一批完全熔解后加入第二批，第二批精炼渣的加入量为总量的50重量％)，并分两批加入总共1.8千克/吨钢水的SiC作为脱氧剂对钢包顶渣脱氧(第一批脱氧剂在加入了第一批精炼渣后加入，加入量为总量的50重量％，待第一批完全熔解后加入第二批，第二批脱氧剂在加入了第二批精炼渣后加入，加入量为总量的50重量％)，造白渣，使得钢包顶渣中FeO和MnO的总含量≤10重量％；同时钢包底部吹入氩气，氩气的供气强度为2.3Nm³/分钟·吨钢水，精炼40分钟，精炼结束温度为1595℃；随后将氩气的供气强度降低为0.7Nm³/分钟·吨钢水，继续吹氩气30分钟，LF出站温度为1530℃。

(5)连铸

将LF精炼后的钢水在6机6流大方坯连铸机上浇铸，铸坯断面为360毫米(厚度)×450毫米(宽度)，铸机拉速0.65米/分钟，压下量为7mm；通过钢包长水口将钢液浇进中间包，钢包长水口与钢包下水口连接处采用密封垫密封，并通氩气保护；连铸中间包整体直孔水口，并通入微量氩气，保证结晶器液面平稳；中间包温度为1490-1505℃，中间包钢液加入中间包覆盖剂(加入量为2.5千克/吨钢)；二次冷却比水量为每公斤铸坯0.35升水。

采用本发明实施例1的方法连续生产4炉帘线钢。

实施例2

本实施例用于说明帘线钢(P72LX钢)的冶炼和连铸方法。

按照实施例1的方法冶炼帘线钢并连铸帘线钢，不同的是：

步骤(1)中，转炉初炼的主要工艺参数如表1所示；

步骤(2)中，在出钢过程中，按照5千克/吨钢水加入无烟煤增碳剂，然后按照2.2千克/吨钢水加入硅铁合金(硅含量为75重量％，余量为铁)和4.2千克/吨钢水锰铁合金(锰含量为72重量％，余量为铁)进行Si、Mn合金化。取样进行元素成分分析，出钢后，以钢水的总重量为基准，各组分含量为[C]：0.65重量％、[Si]：0.13重量％、[Mn]：0.43重量％，[Al]：0.004重量％，出钢后钢水的活度氧含量为0.005重量％。

步骤(3)中，将出完钢的钢包的钢水中吹入氩气搅拌，氩气的供气强度为0.8标准升/分钟·吨钢水，搅拌时间为10分钟。钢包到达130吨RH真空炉后，取样分析钢中各元素成分，抽真空，将绝对压力控制在70Pa，在此真空度下处理6分钟后，根据取样分析结果，通过真空合金料仓加入所需合金，将钢中各元素含量调整至钢种要求中限，加入合金后的钢液循环时间为9分钟，使钢中夹杂物能够充分上浮，RH出站温度为1530℃；

步骤(4)中，LF精炼主要工艺数据如表2所示，分两批加入总共12千克/吨钢水的精炼渣(在开始精炼时加入第一批精炼渣，第一批精炼渣的加入量为总量的45重量％，待第一批完全熔解后加入第二批，第二批精炼渣的加入量为总量的55重量％)，并分两批加入总共1.2千克/吨钢水的SiC作为脱氧剂对钢包顶渣脱氧(第一批脱氧剂在加入了第一批精炼渣后加入，加入量为总量的45重量％，待第一批完全熔解后加入第二批，第二批脱氧剂在加入了第二批精炼渣后加入，加入量为总量的55重量％)，造白渣，使得钢包顶渣中FeO和MnO的总含量≤10重量％；

步骤(5)中，大方坯连铸浇铸主要工艺参数如表3所示；中间包温度为1490-1505℃，中间包钢液加入中间包覆盖剂(加入量为2.8千克/吨钢)。

采用本发明实施例2的方法连续生产4炉帘线钢。

实施例3

本实施例用于说明帘线钢(P72LX钢)的冶炼和连铸方法。

按照实施例1的方法冶炼帘线钢并连铸帘线钢，不同的是：

步骤(1)中，转炉初炼的主要工艺参数如表1所示；

步骤(2)中，在出钢过程中，按照8千克/吨钢水加入无烟煤增碳剂，然后按照2.3千克/吨钢水加入硅铁合金(硅含量为75重量％，余量为铁)和4.5千克/吨钢水锰铁合金(锰含量为72重量％，余量为铁)进行Si、Mn合金化。取样进行元素成分分析，出钢后，以钢水的总重量为基准，各组分含量为[C]：0.67重量％、[Si]：0.14重量％、[Mn]：0.44重量％，[Al]：0.003重量％，出钢后钢水的活度氧含量为0.006重量％。

步骤(3)中，将出完钢的钢包的钢水中吹入氩气搅拌，氩气的供气强度为1.5标准升/分钟·吨钢水，搅拌时间为8分钟。钢包到达130吨RH真空炉后，取样分析钢中各元素成分，抽真空，将绝对压力控制在100Pa，在此真空度下处理5分钟后，根据取样分析结果，通过真空合金料仓加入所需合金，将钢中各元素含量调整至钢种要求中限，加入合金后的钢液循环时间为8分钟，使钢中夹杂物能够充分上浮，RH出站温度为1525℃；

步骤(4)中，LF精炼主要工艺数据如表2所示，分两批加入总共14千克/吨钢水的精炼渣(在开始精炼时加入第一批精炼渣，第一批精炼渣的加入量为总量的60重量％，待第一批完全熔解后加入第二批，第二批精炼渣的加入量为总量的40重量％)，并分两批加入总共0.8千克/吨钢水的SiC作为脱氧剂对钢包顶渣脱氧(第一批脱氧剂在加入了第一批精炼渣后加入，加入量为总量的60重量％，待第一批完全熔解后加入第二批，第二批脱氧剂在加入了第二批精炼渣后加入，加入量为总量的40重量％)，造白渣，使得钢包顶渣中FeO和MnO的总含量≤10重量％；

步骤(5)中，大方坯连铸浇铸主要工艺参数如表3所示；中间包温度为1490-1505℃，中间包钢液加入中间包覆盖剂(加入量为3.5千克/吨钢)。

采用本发明实施例3的方法连续生产4炉帘线钢。

表1

表2

表3

实施例4

本实施例用于说明帘线钢(P72LX钢)的冶炼和连铸方法。

按照实施例1的方法冶炼帘线钢并连铸帘线钢，不同的是：在步骤(4)中，精炼渣和脱氧剂在钢包精炼开始时一次性全部加入。

实施例5-8

本实施例用于说明帘线钢成分以及成品铸坯质量测定。

按照GB/T1979标准，测定由实施例1-4制得的三种帘线钢(P72LX钢)的成品成分，并与标准对照，具体如表4所示，并测定由实施例1-4制得的三种帘线钢(P72LX钢)成品的铸坯质量及气体含量，并与标准对照，具体如表5所示。

表4

表5

由上述表4和表5的结果可知，采用本发明的方法生产的帘线钢的成分、铸坯质量均满足钢种要求，且钢中T[O]均达到0.0020重量％以下，铸坯表面无缺陷，铸坯中心疏松、中心缩孔均为0.5级，中心偏析、皮下裂纹、角部裂纹、内部裂纹均为0级；非金属夹杂物中A类≤1.5级、C类≤1.0级、B类和D类均≤0.5级，说明所得产品的洁净度高。

此外，采用实施例4的方法(在钢包炉精炼过程中一次性加入精炼渣和脱氧剂)同样能够满足钢包渣碱度的控制要求，且制备得到的帘线钢产品能够符合产品洁净度的要求。但是，在钢包炉精炼过程中，采用分批加入精炼渣和脱氧剂，更加有利于钢包渣造渣一直处于还原性气氛中，更有利于钢中夹杂物向塑性化区域转变，以进一步满足帘线钢的拉拔性能。

Claims

1.一种冶炼帘线钢的方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：

(4)采用底吹氩气的方式，将经过真空精炼的钢水进行钢包炉精炼，并分批加入TiO₂含量小于2重量％，Al₂O₃含量小于3重量％，碱度为0.6-1.4的精炼渣，以及分批加入脱氧剂，并使得钢包顶渣中的FeO和MnO的总含量≤10重量％；

其中，

步骤(4)中，所述精炼渣的加入总量为12-16千克/吨钢水，所述脱氧剂的加入总量为0.5-2千克/吨钢水；所述脱氧剂为SiC和/或硅铁脱氧剂；在钢包炉精炼开始至钢包炉精炼过程进行一半的时间段内加入第一批精炼渣和脱氧剂，且所述第一批精炼渣和第一批脱氧剂的加入量分别占所述精炼渣和脱氧剂的总加入量的45-60重量％；第二批精炼渣和第二批脱氧剂分别在第一批精炼渣和第一批脱氧剂完全熔化后加入，且第二批精炼渣和第二批脱氧剂的加入量分别占所述精炼渣和脱氧剂的总加入量的40-55重量％。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括在将初炼得到的钢水不脱氧出钢到钢包中之前，向转炉内加入氧化镁含量为30-40重量％的高镁石灰，所述高镁石灰的用量为3-6千克/吨钢水。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(1)中，以所述铁水或者半钢的总重量为基准，铁水或半钢的C含量为大于3.8重量％，Ti含量≤0.012重量％，S含量≤0.003重量％；吹炼终点钢水温度为1640-1680℃，以吹炼终点的钢水的总重量为基准，所述钢水的C含量为≥0.05重量％，P含量≤0.006重量％，S含量≤0.007重量％。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(2)中，所述增碳剂的用量为5-9千克/吨钢水，所述增碳剂选自无烟煤、沥青焦和石油焦中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(3)中，吹送氩气的条件包括氩气的供气强度为0.5-1.5标准升/分钟·吨钢水，吹氩时间为8-10分钟。

6.根据权利要求1或5所述的方法，其中，步骤(3)中，真空精炼的绝对压力为66.7-300帕，真空循环时间为10-15分钟，真空精炼的出站温度为1505-1540℃。

7.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(4)中，所述精炼渣含有CaO、SiO₂、CaF₂、Al₂O₃和TiO₂，以所述精炼渣的总重量为基准，所述CaO的含量为30-50重量％，所述SiO₂的含量为30-50重量％，所述CaF₂的含量为5-15重量％，Al₂O₃的含量为0.1-2.9重量％，所述TiO₂的含量为0.1-2.9重量％。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤(4)中，所述钢包炉精炼的温度为1560-1595℃，精炼时间为30-45分钟；氩气的供气强度为1.5-3标准升/分钟·吨钢水。

9.一种连铸帘线钢的方法，该方法包括将冶炼得到的钢水连续地注入中间包，并从中间包连续地浇注到结晶器中以被连续拉动和冷却，其特征在于，所述冶炼得到的钢水为通过根据权利要求1-8中任意一项所述的冶炼帘线钢的方法得到的钢水。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述连续地浇注到结晶器中的钢水通过结晶器冷却，使钢水凝固为带有液芯的坯壳，将该带有液芯的坯壳以大方坯的形式从结晶器的出口连续拉出，使其在二次冷却区用冷却水进行动态二次冷却，并在拉矫区对带有液芯的大方坯坯壳进行动态轻压下，待全部凝固后在拉矫区的出口得到连铸大方坯。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，在浇注钢水过程中和钢坯被连续拉动、冷却过程中，对钢水和钢坯提供惰性气体保护以防止钢水或钢坯二次氧化。

12.根据权利要求9所述的方法，其中，该方法还包括在将钢水注入中间包之前或者同时加入中间包覆盖剂，所述中间包覆盖剂的碱度为0.6-1.4，TiO₂含量小于2重量％。

13.根据权利要求9所述的方法，其中，所述中间包过热度为10-25℃。