CN106244761A - 一种高洁净度if钢的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于钢铁净化技术领域，具体涉及一种高洁净度、低碳IF钢的制备方法。本发明制备方法包括以下步骤：a、转炉工序：钢水碳控制在0.05～0.08wt％；降低转炉终点下渣量，确保钢包净空400～600mm；b、LF炉精炼：LF进站加入1～3kg/t钢的活性石灰和0.3～1.0kg/t钢的CaC2进行埋弧加热；c、RH精炼：RH脱碳处理4～8min时，向真空室内加入钢水深脱碳剂；合金化结束后，分批次向真空室内加入钢水夹杂物去除剂；d、板坯连铸：连铸过程采用铝酸钙系中间包覆盖剂，即得C含量≤0.002wt％的高洁净度IF钢。本发明制备方法操作简单，成本低，可实现成品IF钢中C≤0.002wt％、钢中粒径≥20um的夹杂物去除率≥80％，粒径≥50um的夹杂物完全被去除的技术要求，实现高品质汽车面板钢的稳定生产。

Description

一种高洁净度IF钢的制备方法
技术领域
本发明属于钢铁净化技术领域，具体涉及一种高洁净度、超低碳IF钢的制备方法。
背景技术
高品质的汽车面板钢为了获得良好的深冲性能，高品质的超低碳钢对钢中的C、S、N等元素的控制要求极高，要求产品[C]≤0.002％；同时，为了获得良好的表面质量，要求钢中不能含有大型的或簇团状的夹杂物尤其是≥50um的，因为这类夹杂物在冷轧过程中极易形成冷轧表面缺陷，而导致汽车面板钢不合格。因此，高品质的汽车面板钢的生产难度非常大，目前国内仅宝钢、鞍钢等少数厂家能够生产，难以满足国内市场需求，每年需要大批量进口。故开发出高洁净度、超低碳的IF钢对于当前形势下，提高企业的生存能力以及增强竞争力具有重要的作用。
申请号为“201010584905.X”，发明名称为“一种去除钢液中细小夹杂物的方法及喷吹装置”，公开了一种通过喷吹装置向钢液中喷吹惰性气体和碳酸盐粉剂，利用碳酸盐分解产生的气泡将夹杂物去除，该方法可一定程度地去掉部分钢中细微夹杂物，但是通过喷粉装置来喷入粉剂，极易堵塞喷粉口，导致喷吹不能正常进行，同时新建喷粉设备会造成生产成本增加以及对生产现场布局等都有严格要求；另外，喷入超细的高熔点的CaO、Al2O3以及MgO，弥散分布在钢水中很难上浮，导致了钢中新的夹杂物的生成。
申请号为“200810012563.7”，发明名称为“炉外精炼去除细小夹杂物的方法”，公开了一种通过在LF、RH、VD等精炼工位喂入包芯线的工艺，包芯线喂入后直接上连铸机进行浇注的工艺，来去除钢中的夹杂物。该方法可一定程度上去除钢中部分夹杂物，但是，该方法存在的主要缺点是：该包芯线成分复杂，并且含有大量的超细的高熔点的CaO、Al2O3以及MgO，这些物质加入到钢水中，在短时间内很难上浮，在钢水中形成新的夹杂物。另外，采用包芯线会增加生产成本，并要求生产现场必须具备喂丝设备，给使用及推广造成难度。
申请号为“200810012634.3”，发明名称为“一种去除钢液中细小夹杂物的工艺方法”，公开了一种通过在LF、RH、VD等精炼工位喷入粉剂，粉剂喷完后直接上连铸机进行浇注的工艺，来去除钢中的夹杂物。该技术可一定程度上去除钢水中的夹杂物，但是，它的缺点也是需要另外增加喷粉装置，对于很多钢厂的布局实现起来很困难，同时喷粉装置极易堵塞导致无法正常工作；另外，喷入的粉剂成分复杂，并且含有大量的超细的高熔点的CaO、Al2O3以及MgO，这些物质加入到钢水中，在短时间内很难上浮，在钢水中形成新的夹杂物。
可见，现有技术在夹杂物控制技术上，均未考虑加入的辅料对于钢水质量的影响，即，加入的超细的以及高熔点的CaO、Al2O3以及MgO粉剂在钢水中很难上浮(即在加入辅料后立即上连铸浇注)，在钢水中又会以新的夹杂物存在；另外，现有技术均是单工序的或部分工序的控制技术。
因此，开发一种生产成本低、对环境及设备危害小且易于操作和规模化生产，同时将转炉-LF-RH精炼-连铸相结合的一种高洁净度、超低碳汽车面板钢的生产方法是十分必要的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高洁净度、超低碳IF钢的制备方法。
一种高洁净度IF钢的制备方法，该方法包括：转炉-LF炉精炼-RH精炼-板坯连铸，具体包括以下步骤：
a、转炉工序：钢水碳控制在0.05～0.08wt％；降低转炉终点下渣量，确保钢包净空400～600mm；
b、LF炉精炼：LF进站加入1～3kg/t钢的活性石灰(即生石灰)和0.3～1.0kg/t钢的CaC2进行埋弧加热；LF处理结束温度较普通炉次提高5～10℃；
c、RH精炼：RH脱碳处理4～8min时，向真空室内加入钢水深脱碳剂；合金化结束后，分批次向真空室内加入钢水夹杂物去除剂；
d、板坯连铸：连铸过程采用铝酸钙系中间包覆盖剂，即得C含量≤0.002wt％的高洁净度IF钢。
上述一种高洁净度IF钢的制备方法，其中c步骤中所述钢水深脱碳剂主要由以下重量百分比成分组成：CaO 10～30％，Al2O3 10～30％，FeO≥60％，CaF2 0～6％，SiO2≤5％，MgO≤5％，P＜0.10％，S＜0.15％，余量为不可避免的杂质；其中CaO/Al2O3的范围为12CaO·7Al2O3～3CaO·Al2O3的低熔点区域内。
进一步的，上述一种高洁净度IF钢的制备方法，其中所述钢水深脱碳剂是将刚玉渣、生石灰、氧化铁皮、萤石、无碳粘结剂混合均匀，压制成直径为20～30mm球状。
进一步的，作为更优选的技术方案，上述一种高洁净度IF钢的制备方法，其中所述氧化铁皮、无碳粘结剂的粒度均为100～600nm，刚玉渣、生石灰、萤石的粒度均为1～3mm。
上述一种高洁净度IF钢的制备方法，其中c步骤通过真空料仓向真空室内加入钢水深脱碳剂，钢水深脱碳剂的加入量为0.5～2.5kg/t钢。
上述一种高洁净度IF钢的制备方法，其中c步骤中钢水夹杂物去除剂的分批次加入具体为：钢水循环2～4min后加入第一批夹杂物去除剂0.5～2.5kg/t钢，再循环3～5min后加入第二批夹杂物去除剂0.5～2.5kg/t钢，夹杂物去除剂加完后再循环≥4min，RH处理结束后进行钢包底吹氩气精炼4～7min。
上述一种高洁净度IF钢的制备方法，其中所述钢水夹杂物去除剂由以下重量百分比成分组成：CaCO3 40～80％，Al2O3 20～40％，CaF2≤5％，SiO2≤5％，P＜0.10％，S＜0.15％，无碳粘结剂3～7％，余量为不可避免的杂质；其中CaO/Al2O3的范围为12CaO·7Al2O3～3CaO·Al2O3的低熔点区域内。
进一步的，上述一种高洁净度IF钢的制备方法，其中所述钢水夹杂物去除剂是将刚玉渣、石灰石、萤石、无碳粘结剂混合后，压制成直径为20～30mm球状。
进一步的，作为更优选的技术方案，上述一种高洁净度IF钢的制备方法，其中所述石灰石、无碳粘结剂的粒度均为100～600nm，刚玉渣、萤石的粒度均为1～3mm。
上述一种高洁净度IF钢的制备方法，其中d步骤中所述铝酸钙系中间包覆盖剂由以下成分组成：CaO：20～40wt％，SiO2≤6wt％，MgO≤5wt％，Al2O3：20～40wt％，水分≤0.5wt％。其中，CaO/Al2O3的范围为12CaO·7Al2O3～3CaO·Al2O3的低熔点区域内。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明从流程顺行，实现高洁净度、超低碳汽车面板钢的生产，并从生产成本、对环境及设备危害小及易于操作和规模化生产角度出发，提出了转炉-LF-RH精炼-连铸相结合的一种高洁净度、超低碳汽车面板钢的生产技术，可实现成品IF钢中C≤0.002wt％、钢中粒径≥20um的夹杂物去除率≥80％，粒径≥50um的夹杂物完全被去除的技术要求，实现高品质汽车面板钢的稳定生产。本发明制备方法操作简单，成本低，实现起来较容易。
具体实施方式
一种高洁净度IF钢的制备方法，该方法包括：转炉-LF炉精炼-RH精炼-板坯连铸，具体包括以下步骤：
a、转炉工序：钢水碳控制在0.05～0.08wt％，防止转炉深吹及补吹；做好出钢挡渣工作，降低转炉终点下渣量，确保钢包净空400～600mm；
b、LF炉精炼：LF进站加入1～3kg/t钢的活性石灰和0.3～1.0kg/t钢的CaC2进行埋弧加热，加热过程防止钢水裸露以及钢水二次氧化；加入活性石灰和CaC2的目的是在精炼钢水中降低钢包渣氧化性同时，又起到埋伏加热防止钢水氧化的作用；
c、RH精炼：RH脱碳处理4～8min时，向真空室内加入钢水深脱碳剂；合金化结束后，分批次向真空室内加入钢水夹杂物去除剂；
d、板坯连铸：连铸过程采用铝酸钙系中间包覆盖剂，即得C含量≤0.002wt％的高洁净度IF钢。
上述一种高洁净度IF钢的制备方法，其中c步骤中所述钢水深脱碳剂主要由以下重量百分比成分组成：CaO 10～30％，Al2O3 10～30％，FeO≥60％，CaF2 0～6％，SiO2≤5％，MgO≤5％，P＜0.10％，S＜0.15％，余量为不可避免的杂质，不含金属Al、Mg；且其中CaO/Al2O3的范围为12CaO·7Al2O3～3CaO·Al2O3的低熔点区域内。
进一步的，上述一种高洁净度IF钢的制备方法，其中所述钢水深脱碳剂是将刚玉渣、生石灰、氧化铁皮、萤石、无碳粘结剂等工业废料及原料混合均匀，压制成直径为20～30mm球状。
进一步的，作为更优选的技术方案，上述一种高洁净度IF钢的制备方法，其中所述氧化铁皮、无碳粘结剂的粒度均为100～600nm，刚玉渣、生石灰、萤石的粒度均为1～3mm。
上述一种高洁净度IF钢的制备方法，其中c步骤通过真空料仓向真空室内加入钢水深脱碳剂，钢水深脱碳剂的加入量为0.5～2.5kg/t钢。
上述一种高洁净度IF钢的制备方法，其中c步骤中钢水夹杂物去除剂的分批次加入具体为：钢水循环2～4min后加入第一批夹杂物去除剂0.5～2.5kg/t钢，再循环3～5min后加入第二批夹杂物去除剂0.5～2.5kg/t钢，夹杂物去除剂加完后再循环≥4min，RH处理结束后进行钢包底吹氩气精炼4～7min，氩气流量一般不做限定，以钢液面微微波动为最佳。
上述一种高洁净度IF钢的制备方法，其中所述钢水夹杂物去除剂由以下重量百分比成分组成：CaCO3 40～80％，Al2O3 20～40％，CaF2≤5％，SiO2≤5％，P＜0.10％，S＜0.15％，无碳粘结剂3～7％，余量为不可避免的杂质；其中CaO/Al2O3的范围为12CaO·7Al2O3～3CaO·Al2O3的低熔点区域内。
进一步的，上述一种高洁净度IF钢的制备方法，其中所述钢水夹杂物去除剂是将废旧刚玉渣、石灰石、萤石、无碳粘结剂等工业废料及原料混合后，压制成直径为20～30mm球状。
进一步的，作为更优选的技术方案，上述一种高洁净度IF钢的制备方法，其中所述石灰石、无碳粘结剂的粒度均为100～600nm，刚玉渣、萤石的粒度均为1～3mm。本发明所述无碳粘结剂均指玻璃水或水泥等不含自由碳的任一一种粘结剂。
上述一种高洁净度IF钢的制备方法，其中d步骤中所述铝酸钙系中间包覆盖剂由以下成分组成：CaO：20～40wt％，SiO2≤6wt％，MgO≤5wt％，Al2O3：20～40wt％，水分≤0.5wt％。其中，CaO/Al2O3的范围为12CaO·7Al2O3～3CaO·Al2O3的低熔点区域内。确保辅料加入到钢液后形成的渣滴位于低熔点区域内，有利于渣滴的聚集、长大、上浮。
将钢水深脱碳剂和钢水夹杂物去除剂均做成球状，主要是防止真空抽气时将其抽走；其中深脱碳剂是在钢水中碳含量很低时，比如只有0.05wt％以下时，为进一步提高脱碳效果而加入到钢水中的，而一般的脱碳剂都是在碳含量较高的时候加入的。
下面结合实施例对本发明的具体实施方式做进一步的描述，并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
(1)转炉工序：
转炉处理过程防止补吹，并做好出钢挡渣工作，降低转炉下渣量；转炉终点碳控制在0.05wt％～0.08wt％，钢包净空400～600mm。
(2)LF过程控制：
表1 LF精炼过程中辅料的加入量
熔炼号 活性石灰/(kg/t钢) CaC2/(kg/t钢)
1 1.2 0.3
2 2.5 0.6
3 3.0 1.0
对比炉次 4.0 无
(3)RH控制：
RH脱碳处理4～8min时，通过真空料仓向真空室内加入钢水深脱碳剂，加入量为0.5～2.5kg/t钢。
当IF钢RH所有的合金化结束后，通过真空料仓向真空室内分批次加入钢水夹杂物去除剂。钢水纯循环2～4min后加入第一批夹杂物去除剂0.5～2.5kg/t钢，加入第一批夹杂物去除剂后循环3～5min后加入第二批夹杂物去除剂0.5～2.5kg/t钢，最后再循环≥4min后RH处理结束，并进行钢包底吹氩气精炼5min左右(氩气流量以钢液面微微波动为佳)。具体如下表所示：
表2 RH精炼过程中辅料的加入量及加入时间
(4)连铸工序：
连铸过程采用铝酸钙系中间包覆盖剂，防止钢水在中间包内被二次氧化。
(5)产品成分对比：
通过C、S仪进行高精度碳分析，以及采用ASPEX夹杂物扫描仪对试验炉次以及对比炉次进行了夹杂物粒径分析，结果如下表所示：
表3 成品IF钢中性能对比
熔炼号 成品[C]/wt％ 粒径≥20um，个/mm2 粒径≥50um，个/mm2
1 0.0018 1.12 0
2 0.0017 1.31 0
3 0.0018 1.25 0
对比炉次 0.0025 9.05 0.875

Claims (10)

1.一种高洁净度IF钢的制备方法，包括转炉-LF炉精炼-RH精炼-板坯连铸步骤，其特征在于具体步骤如下：
a、转炉工序：钢水碳控制在0.05～0.08wt％；降低转炉终点下渣量，确保钢包净空400～600mm；
b、LF炉精炼：LF进站加入1～3kg/t钢的活性石灰和0.3～1.0kg/t钢的CaC2进行埋弧加热；
c、RH精炼：RH脱碳处理4～8min时，向真空室内加入钢水深脱碳剂；合金化结束后，分批次向真空室内加入钢水夹杂物去除剂；
d、板坯连铸：连铸过程加入铝酸钙系中间包覆盖剂，即得C含量≤0.002wt％的高洁净度IF钢。
2.根据权利要求1所述一种高洁净度IF钢的制备方法，其特征在于：c步骤中所述钢水深脱碳剂由以下重量百分比成分组成：CaO 10～30％，Al2O3 10～30％，FeO≥60％，CaF2 0～6％，SiO2≤5％，MgO≤5％，P＜0.10％，S＜0.15％，余量为不可避免的杂质。
3.根据权利要求1或2所述一种高洁净度IF钢的制备方法，其特征在于：所述钢水深脱碳剂是将刚玉渣、生石灰、氧化铁皮、萤石、无碳粘结剂混合均匀，压制成直径为20～30mm球状。
4.根据权利要求3所述一种高洁净度IF钢的制备方法，其特征在于：所述氧化铁皮、无碳粘结剂的粒度均为100～600nm，刚玉渣、生石灰、萤石的粒度均为1～3mm。
5.根据权利要1～3任一项所述一种高洁净度IF钢的制备方法，其特征在于：c步骤通过真空料仓向真空室内加入钢水深脱碳剂，钢水深脱碳剂的加入量为0.5～2.5kg/t钢。
6.根据权利要求1所述一种高洁净度IF钢的制备方法，其特征在于：钢水夹杂物去除剂的分批次加入具体为：钢水循环2～4min后加入第一批夹杂物去除剂0.5～2.5kg/t钢，再循环3～5min后加入第二批夹杂物去除剂0.5～2.5kg/t钢，夹杂物去除剂加完后再循环≥4min，RH处理结束后进行钢包底吹氩气精炼4～7min。
7.根据权利要求1或6所述一种高洁净度IF钢的制备方法，其特征在于：c步骤中所述钢水夹杂物去除剂由以下重量百分比成分组成：CaCO3 40～80％，Al2O3 20～40％，CaF2≤5％，SiO2≤5％，P＜0.10％，S＜0.15％，无碳粘结剂3～7％，余量为不可避免的杂质。
8.根据权利要求7所述一种高洁净度IF钢的制备方法，其特征在于：所述钢水夹杂物去除剂是将刚玉渣、石灰石、萤石、无碳粘结剂混合后，压制成直径为20～30mm球状。
9.根据权利要求8所述一种高洁净度IF钢的制备方法，其特征在于：所述石灰石、无碳粘结剂的粒度均为100～600nm，刚玉渣、萤石的粒度均为1～3mm。
10.根据权利要1所述一种高洁净度IF钢的制备方法，其特征在于：d步骤中所述铝酸钙系中间包覆盖剂由以下成分组成：CaO：20～40wt％，SiO2≤6wt％，MgO≤5wt％，Al2O3：20～40wt％，水分≤0.5wt％。
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