CN104928573B

CN104928573B - 无间隙原子钢洁净度的控制方法

Info

Publication number: CN104928573B
Application number: CN201510382393.1A
Authority: CN
Inventors: 李丁; 李一丁; 黄学启; 季晨曦; 崔阳; 李亚东; 王志鹏; 刘再旺; 关顺宽; 黄财德
Original assignee: CAPITAL IRON AND STEEL CO
Current assignee: Shougang Group Co Ltd
Priority date: 2015-07-02
Filing date: 2015-07-02
Publication date: 2017-03-01
Anticipated expiration: 2035-07-02
Also published as: CN104928573A

Abstract

本发明涉及一种铌钛复合无间隙原子钢，其化学成分如下：以质量百分比计算，C≤0.015％、Si≤0.02％、Mn：0.10～0.15％、P≤0.01％、S≤0.01％、Al：0.02～0.06％、Nb：0.01～0.03％、N≤0.003％，余量为Fe及不可避免的杂质。还涉及一种铌钛复合无间隙原子钢洁净度的控制方法，包括以下步骤：将脱硫铁水加入脱磷转炉和脱碳转炉进行双联冶炼，冶炼后进行不脱氧出钢，获得第一钢水；将第一钢水加入RH真空精炼装置进行真空精炼，获得第二钢水；将第二钢水送往连铸工序，采用三路氩气进行保护浇注，最终获得铌钛复合无间隙原子钢。本控制方法减少铌钛复合无间隙原子钢冶炼过程中夹杂物的产生，改善夹杂物的去除条件，提高钢水洁净度。

Description

无间隙原子钢洁净度的控制方法

技术领域

本发明涉及炼钢技术领域，特别涉及一种无间隙原子钢洁净度的控制方法。

背景技术

IF钢也称作无间隙原子钢，具有极好的冲压性能，广泛的应用于汽车工业。Nb-Ti复合IF钢，兼有Ti-IF钢和Nb-IF钢两者优点，具有力学性能良好、整卷性能均匀、镀层抗粉化能力强等特点。Nb-Ti复合IF钢对夹杂物的要求较高。冶炼此类钢种，通常是先在转炉吹炼至低碳高氧出钢。然后通过RH精炼进行真空脱碳，进一步将钢水碳含量降至极低水平。

现有技术中的冶炼工艺，由于转炉吹炼终点碳低氧高，钢水处于过氧化状态，顶渣也有较高氧化性，虽然在RH精炼过程中已将钢水完全脱氧，但镇静钢水仍会发生二次氧化，恶化钢水洁净度。同时在连铸过程中，高氧化性钢包渣进入中间包，会进一步恶化钢水洁净度，产生夹杂物进入铸坯，造成后道工序钢卷的质量缺陷。

发明内容

本申请实施例提供了一种无间隙原子钢洁净度的控制方法，解决了或部分解决了现有技术中的冶炼工艺在钢水脱氧完成后，无法避免镇静钢水发生二次氧化，恶化钢水洁净度的技术问题，实现了减少铌钛复合无间隙原子钢冶炼过程中夹杂物的产生，改善夹杂物的去除条件，提高钢水洁净度的技术效果。

本发明提供的一种无间隙原子钢洁净度的控制方法，包括以下步骤：

将脱硫铁水加入脱磷转炉和脱碳转炉进行双联冶炼，冶炼后进行不脱氧出钢，获得第一钢水；

将所述第一钢水加入RH真空精炼装置进行真空精炼，获得第二钢水；

将所述第二钢水送往连铸工序，所述连铸工序中采用三路氩气进行保护浇注，最终获得所述无间隙原子钢；

其中，所述无间隙原子钢的化学成分如下：以质量百分比计算，C≤0.015％、Si≤0.02％、Mn：0.10～0.15％、P≤0.01％、S≤0.01％、Al：0.02～0.06％、Nb：0.01～0.03％、N≤0.003％，余量为Fe及不可避免的杂质；所述无间隙原子钢中夹杂物指数小于30。

作为优选，所述双联冶炼过程中，所述脱碳转炉的终点控制目标为：以质量百分比计算，氧含量控制为0.0007～0.0010％，碳含量控制为0.020～0.035％，终点温度控制为1675～1690℃；

所述脱碳转炉吹炼过程结束后，进行不脱氧出钢；所述出钢过程包括：加入渣料对炉渣进行改质；通过挡渣方式进行出钢；

其中，所述渣料包括：小粒白灰和缓释脱氧剂；所述挡渣方式控制渣厚小于80mm。

作为优选，所述将第一钢水加入RH真空精炼装置进行真空精炼，获得第二钢水，包括：

所述真空精炼过程中，真空度控制为小于100Pa，脱碳时间控制为18～22min；

所述真空精炼过程中，精炼到站的所述第一钢水的参数控制为：目标温度控制为1620～1635℃，以质量百分比计算，目标碳含量控制为小于等于0.035％，目标氧含量控制为大于0.0006％，钢渣中目标FeO含量控制为小于12％；

将所述精炼到站的所述第一钢水截取钢样和渣样，进行所述第一钢水的定氧和测温；

根据所述第一钢水钢样的成分，确定深脱碳模式进行脱碳过程；其中，当所述第一钢水中氧含量大于等于0.0006％时，所述深脱碳模式为自然脱碳模式；当所述第一钢水中氧含量小于0.0006％时，所述深脱碳模式为强制脱碳模式；

所述脱碳结束后，根据所述第一钢水的定氧结果，加入设定质量的铝粒进行脱氧；

所述脱氧结束后，加入合金完成所述第二钢水成分的终调；其中，所述脱氧结束到加入所述合金之间的间隔时间控制为3～5min；所述合金加完到破真空之间的纯循环时间控制为8～10min；所述破真空到连铸开浇之间的镇静时间控制为25～35min。

作为优选，所述真空精炼过程中，当精炼到站的实际温度与所述目标温度的偏差大于15℃时，采用冷却废钢或OB吹氧，进行温度补偿操作。

作为优选，所述连铸工序中采用三路氩气进行保护浇注，包括：

所述连铸工序中引入一路所述氩气对中间包的塞棒进行吹氩操作,其中，所述氩气的流量控制为5～7L*min^-1，压力控制为大于等于0.2MPa；

所述连铸工序中引入一路所述氩气对板间进行吹氩操作,其中，所述氩气的流量控制为6～8L*min^-1，压力控制为大于等于0.2MPa；

所述连铸工序中引入一路所述氩气对中间包的上水口进行吹氩操作,其中，所述氩气的流量控制为8～20L*min^-1，压力控制为大于等于0.2MPa。

本发明提供的无间隙原子钢洁净度的控制方法通过脱磷转炉和脱碳转炉进行双联冶炼，冶炼后进行不脱氧出钢；通过精炼过程中，对精炼到站的第一钢水的参数进行合理控制，根据第一钢水钢样的成分，合理选择深脱碳模式进行脱碳并合理控制脱碳时间，根据第一钢水的定氧结果，加入铝粒进行脱氧，并根据钢水洁净度水平对脱氧后的间隔时间、纯循环时间及镇静时间进行合理控制，一方面保证了钢水真空精炼过程中的洁净度，另一方面不增加工艺成本；通过连铸过程中采用三路氩气进行保护浇注并合理设置氩气的流量和压力，进而有效控制钢水在连铸过程中的洁净度。因此，该控制方法减少无间隙原子钢冶炼过程中夹杂物的产生，改善夹杂物的去除条件，提高钢水洁净度，同时保证了工艺的经济性。

进一步的，本发明提供的无间隙原子钢通过无间隙原子钢洁净度的控制方法获得，该无间隙原子钢的夹杂物指数小于30，具有良好深冲性能和洁净度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的无间隙原子钢洁净度的控制方法的流程图。

具体实施方式

本申请实施例提供了一种无间隙原子钢洁净度的控制方法，解决了或部分解决了现有技术中的冶炼工艺在钢水脱氧完成后，无法避免镇静钢水发生二次氧化，恶化钢水洁净度的技术问题，通过转炉不脱氧出钢，RH精炼过程中洁净度控制，连铸保护浇注进行冶炼，实现了减少无间隙原子钢冶炼过程中夹杂物的产生，改善夹杂物的去除条件，提高钢水洁净度的技术效果。

本发明提供的一种无间隙原子钢的化学成分如下：以质量百分比计算，C≤0.015％、Si≤0.02％、Mn：0.10～0.15％、P≤0.01％、S≤0.01％、Al：0.02～0.06％、Nb：0.01～0.03％、N≤0.003％，余量为Fe及不可避免的杂质；

无间隙原子钢中夹杂物指数小于30。夹杂物尺寸主要分布在10μm以下，该控制方法与现有冶炼工艺相比，夹杂物改善主要体现在2.5μm以下的夹杂物数量上。夹杂物指数为：通过在扫描电镜下对所取样品观察形貌，然后统计1000倍下200个视场的各个尺寸的夹杂物的个数，然后换算为每平方毫米7.5μm的个数，为夹杂物指数。其中，视场长300μm，宽225μm。试样均为正常坯取样。

参见附图1，本发明提供的一种无间隙原子钢洁净度的控制方法，包括以下步骤：

S1：将脱硫铁水加入脱磷转炉和脱碳转炉进行双联冶炼，冶炼后进行不脱氧出钢，获得第一钢水。

S2：将第一钢水加入RH真空精炼装置进行真空精炼，获得第二钢水。

S3：将第二钢水送往连铸工序，连铸工序中采用三路氩气进行保护浇注，最终获得无间隙原子钢。

其中，无间隙原子钢的化学成分如下：以质量百分比计算，C≤0.015％、Si≤0.02％、Mn：0.10～0.15％、P≤0.01％、S≤0.01％、Al：0.02～0.06％、Nb：0.01～0.03％、N≤0.003％，余量为Fe及不可避免的杂质；无间隙原子钢中夹杂物指数小于30。

进一步的，步骤S1中的双联冶炼过程中，脱碳转炉的终点控制目标为：以质量百分比计算，氧含量控制为0.0007～0.0010％，碳含量控制为0.020～0.035％，终点温度控制为1675～1690℃。

脱碳转炉吹炼过程结束后，进行不脱氧出钢；出钢过程包括：加入渣料对炉渣进行改质；通过挡渣方式进行出钢；其中，渣料包括：小粒白灰和缓释脱氧剂，小粒白灰的用量为400kg/炉，缓释脱氧剂的用量为100～200kg/炉；挡渣方式控制渣厚小于80mm。

进一步的，将第一钢水加入RH真空精炼装置进行真空精炼，获得第二钢水，包括：

S201：将精炼到站的第一钢水截取钢样和渣样，进行第一钢水的定氧和测温。

S202：根据第一钢水钢样的成分，确定深脱碳模式进行脱碳过程；其中，当第一钢水中氧含量大于等于0.0006％时，深脱碳模式为自然脱碳模式；当第一钢水中氧含量小于0.0006％时，深脱碳模式为强制脱碳模式。

S203：脱碳结束后，根据第一钢水的定氧结果，加入设定质量的铝粒进行脱氧。

S204：脱氧结束后，加入合金完成第二钢水成分的终调；其中，脱氧结束到加入合金之间的间隔时间控制为3～5min；合金加完到破真空之间的纯循环时间控制为8～10min；破真空到连铸开浇之间的镇静时间控制为25～35min。

其中，真空精炼过程中的真空度控制为小于100Pa，脱碳时间控制为18～22min；真空精炼过程中，精炼到站的第一钢水的参数控制为：目标温度控制为1620～1635℃，以质量百分比计算，目标碳含量控制为小于等于0.035％，目标氧含量控制为大于0.0006％，钢渣中目标FeO含量控制为小于12％。

进一步的，真空精炼过程中，当精炼到站的实际温度与目标温度的偏差大于15℃时，采用冷却废钢或OB吹氧，进行温度补偿操作。

进一步的，连铸工序中采用三路氩气进行保护浇注，包括：

S301：连铸工序中引入一路氩气对中间包的塞棒进行吹氩操作；其中，氩气的流量控制为5～7L*min^-1，压力控制为大于等于0.2MPa。

S302：连铸工序中引入一路氩气对板间进行吹氩操作；其中，氩气的流量控制为6～8L*min^-1，压力控制为大于等于0.2MPa。

S303：连铸工序中引入一路氩气对中间包的上水口进行吹氩操作；其中，氩气的流量控制为8～20L*min^-1，压力控制为大于等于0.2MPa。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细描述。

实施例一

S1：将脱硫铁水加入脱磷转炉和脱碳转炉进行双联冶炼。控制脱碳转炉吹炼的终点目标为O：0.098％，C：0.022％，终点温度1689℃。转炉终点不脱氧直接出钢，获得第一钢水。出钢过程加入400kg小粒白灰和160kg缓释脱氧剂进行渣改质，出钢过程使用挡渣出钢，控制渣厚75mm。

S2：第一钢水进行RH精炼。RH精炼到站目标温度1632℃，碳含量0.022％，氧含量0.085％。如果实际到站温度偏差于目标到站温度15℃以上时，采用冷却废钢或OB吹氧，进行温度补偿操作。对RH精炼进站的钢水，取钢样和渣样，进行定氧和测温，然后根据到站钢水的成分，确定深脱碳模式采用自然脱碳。RH精炼到站渣中目标FeO<12％；脱碳时间控制在19min。在脱碳结束后，定氧结果为氧含量0.0719％，加铝粒脱氧，脱氧后的间隔时间控制为5min，保证钢水充分脱氧后，加入合金完成钢水成分终调，纯循环时间控制为10min，镇静时间控制为35min。

S3：引入一路氩气对中间包的塞棒进行吹氩操作；其中，氩气的流量控制为6L*min^-1，压力控制为1MPa。引入一路氩气对板间进行吹氩操作；其中，氩气的流量控制为6L*min^-1，压力控制为1.7MPa。引入一路氩气对中间包的上水口进行吹氩操作；其中，氩气的流量控制为15L*min^-1，压力控制为6MPa。

实施例二

S1：将脱硫铁水加入脱磷转炉和脱碳转炉进行双联冶炼。控制脱碳转炉吹炼的终点目标为O：0.0823％，C：0.037％，终点温度1689℃。转炉终点不脱氧直接出钢，获得第一钢水。出钢过程加入400kg小粒白灰和130kg缓释脱氧剂进行渣改质，出钢过程使用挡渣出钢，控制渣厚80mm。

S2：第一钢水进行RH精炼。RH精炼到站目标温度1627℃，碳含量0.027％，氧含量0.072％。如果实际到站温度偏差于目标到站温度15℃以上时，采用冷却废钢或OB吹氧，进行温度补偿操作。对RH精炼进站的钢水，取钢样和渣样，进行定氧和测温，然后根据到站钢水的成分，确定深脱碳模式采用自然脱碳。RH精炼到站渣中目标FeO<12％；脱碳时间控制在20min。在脱碳结束后，定氧结果为氧含量0.058％，加铝粒脱氧，脱氧后的间隔时间控制为3min，保证钢水充分脱氧后，加入合金完成钢水成分终调，纯循环时间控制为8min，镇静时间控制为25min。

S3：引入一路氩气对中间包的塞棒进行吹氩操作；其中，氩气的流量控制为5L*min^-1，压力控制为0.8MPa。引入一路氩气对板间进行吹氩操作；其中，氩气的流量控制为6L*min^-1，压力控制为2MPa。引入一路氩气对中间包的上水口进行吹氩操作；其中，氩气的流量控制为12L*min^-1，压力控制为5MPa。

实施例三

S1：将脱硫铁水加入脱磷转炉和脱碳转炉进行双联冶炼。控制脱碳转炉吹炼的终点目标为O：0.084％，C：0.026％，终点温度1685℃。转炉终点不脱氧直接出钢，获得第一钢水。出钢过程加入400kg小粒白灰和130kg缓释脱氧剂进行渣改质，出钢过程使用挡渣出钢，控制渣厚70mm。

S2：第一钢水进行RH精炼。RH精炼到站目标温度1627℃，碳含量0.026％，氧含量0.077％。如果实际到站温度偏差于目标到站温度15℃以上时，采用冷却废钢或OB吹氧，进行温度补偿操作。对RH精炼进站的钢水，取钢样和渣样，进行定氧和测温，然后根据到站钢水的成分，确定深脱碳模式采用自然脱碳。RH精炼到站渣中目标FeO<12％；脱碳时间控制在20min。在脱碳结束后，定氧结果为氧含量0.0635％，加铝粒脱氧，脱氧后的间隔时间控制为4min，保证钢水充分脱氧后，加入合金完成钢水成分终调，纯循环时间控制为9min，镇静时间控制为30min。

S3：引入一路氩气对中间包的塞棒进行吹氩操作；其中，氩气的流量控制为7L*min^-1，压力控制为2MPa。引入一路氩气对板间进行吹氩操作；其中，氩气的流量控制为8L*min^-1，压力控制为1.1MPa。引入一路氩气对中间包的上水口进行吹氩操作；其中，氩气的流量控制为11L*min^-1，压力控制为7MPa。

实施例四

S1：将脱硫铁水加入脱磷转炉和脱碳转炉进行双联冶炼。控制脱碳转炉吹炼的终点目标为O：0.0735％，C：0.031％，终点温度1677℃。转炉终点不脱氧直接出钢，获得第一钢水。出钢过程加入400kg小粒白灰和100kg缓释脱氧剂进行渣改质，出钢过程使用挡渣出钢，控制渣厚73mm。

S2：第一钢水进行RH精炼。RH精炼到站目标温度1620℃，碳含量0.030％，氧含量0.058％。如果实际到站温度偏差于目标到站温度15℃以上时，采用冷却废钢或OB吹氧，进行温度补偿操作。对RH精炼进站的钢水，取钢样和渣样，进行定氧和测温，然后根据到站钢水的成分，确定深脱碳模式采用强制脱碳。RH精炼到站渣中目标FeO<12％；脱碳时间控制在22min。在脱碳结束后，定氧结果为氧含量0.046％，加铝粒脱氧，脱氧后的间隔时间控制为3min，保证钢水充分脱氧后，加入合金完成钢水成分终调，纯循环时间控制为8min，镇静时间控制为25min。

S3：引入一路氩气对中间包的塞棒进行吹氩操作；其中，氩气的流量控制为7L*min^-1，压力控制为1.5MPa。引入一路氩气对板间进行吹氩操作；其中，氩气的流量控制为8L*min^-1，压力控制为3MPa。引入一路氩气对中间包的上水口进行吹氩操作；其中，氩气的流量控制为13L*min^-1，压力控制为7MPa。

通过上述4个实施例可以得出，该控制方法制成的无间隙原子钢的夹杂物指数小于30，具有良好深冲性能和洁净度。

进一步的，本发明提供的无间隙原子钢通过铌钛复合无间隙原子钢洁净度的控制方法获得，该无间隙原子钢的夹杂物指数小于30，具有良好深冲性能和洁净度。

以上所述的具体实施方式，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方式而已，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

1.一种无间隙原子钢洁净度的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

将所述第二钢水送往连铸工序，所述连铸工序中采用三路氩气进行保护浇注，最终获得所述无间隙原子钢；所述连铸工序中采用三路氩气进行保护浇注具体为：所述连铸工序中引入一路所述氩气对中间包的塞棒进行吹氩操作，其中，所述氩气的流量控制为5～7L*min^-1，压力控制为大于等于0.2MPa；

所述连铸工序中引入一路所述氩气对中间包的上水口进行吹氩操作,其中，所述氩气的流量控制为8～20L*min^-1，压力控制为大于等于0.2MPa；

其中，所述无间隙原子钢的化学成分如下：以质量百分比计算，C≤0.015％、Si≤0.02％、Mn：0.10～0.15％、P≤0.01％、S≤0.01％、Al：0.02～0.06％、Nb：0.01～0.03％、N≤0.003％，余量为Fe及不可避免的杂质；所述无间隙原子钢中夹杂物指数小于30；

2.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：

所述双联冶炼过程中，所述脱碳转炉的终点控制目标为：以质量百分比计算，氧含量控制为0.0007～0.0010％，碳含量控制为0.020～0.035％，终点温度控制为1675～1690℃；

3.如权利要求1所述的控制方法，其特征在于：

所述真空精炼过程中，当精炼到站的实际温度与所述目标温度的偏差大于15℃时，采用冷却废钢或OB吹氧，进行温度补偿操作。