CN106244762B - 一种if钢夹杂物的控制方法 - Google Patents

一种if钢夹杂物的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于钢铁净化技术领域，具体涉及一种IF钢夹杂物控制方法。本发明方法包括以下步骤：a、转炉工序：在冶炼前、中期向转炉中加入冷却剂；转炉终点向炉内加入高镁石灰和改质剂稠渣处理，出钢；转炉出钢后向钢包中加入活性石灰和调渣剂；b、LF炉精炼：钢水到达处理位，加入活性石灰和调渣剂；钢包底吹氩气；c、RH精炼：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和调渣剂，即得。本发明制备方法操作简单，成本低，可实现成品IF钢中粒径≥20μm的夹杂物去除率≥80％，粒径≥50μm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IF钢夹杂物的控制方法
技术领域
本发明属于钢铁净化技术领域，具体涉及一种IF钢夹杂物的控制方法。
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≥50μm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、MgO等颗粒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IF钢夹杂物的控制方法是十分必要的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种IF钢夹杂物的控制方法。
一种IF钢夹杂物的控制方法，包括转炉-LF炉精炼-RH精炼-板坯连铸步骤，具体如下：
a、转炉工序：在冶炼前、中期，向转炉中加入冷却剂；转炉冶炼终点向炉内加入4～6kg/t钢的高镁石灰和1～3kg/t钢的改质剂稠渣处理2～4min后，出钢，确保钢包净空400～600mm；吹炼结束至出钢进行底吹氩气1～3min，单砖流量为60～80Nm3/h；转炉终点控制C为0.06～0.08wt％，终点钢渣中TFe为10～18wt％；转炉出钢后向钢包中加入1～4kg/t钢的活性石灰和1～4kg/t钢的调渣剂；出钢后转炉下渣量控制在钢包渣厚≤60mm；
b、LF炉精炼：钢水到达处理位，加入1～3kg/t钢的活性石灰和1～3kg/t钢的调渣剂；钢包底吹氩气，氩气流量为200～800NL/min，加热过程中防止钢水裸露；
c、RH精炼：合金化结束后，分批次向真空室内加入钢水夹杂物去除剂；RH处理结束后，进行钢包底吹氩气精炼4～7min，氩气流量在50～200NL/min，同时向钢包表面加入1～2kg/t钢的调渣剂，调渣后钢包渣中氧化铁≤2wt％，CaO与Al2O3的质量比为1.0～2.0:1，Al2O3为25～35wt％，SiO2≤8wt％；
d、板坯连铸：连铸过程加入铝酸钙系中间包覆盖剂和调渣剂。
上述一种IF钢夹杂物的控制方法，其中a步骤中冷却剂为含铁渣钢。
上述一种IF钢夹杂物的控制方法，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后加入第一批钢水夹杂物去除剂0.5～2.5kg/t钢，再循环3～5min后加入第二批钢水夹杂物去除剂0.5～2.5kg/t钢，钢水夹杂物去除剂加完后再循环4min以上。
上述一种IF钢夹杂物的控制方法，其中所述钢水夹杂物去除剂含有以下重量百分比成分：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。
进一步的，上述一种IF钢夹杂物的控制方法，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，上述一种IF钢夹杂物的控制方法，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IF钢夹杂物的控制方法，其中铝酸钙系中包覆盖剂加入方式为：中包第一炉开浇时加入500～700kg铝酸钙系中包覆盖剂；开浇第二炉开始，根据覆盖情况每炉补加20～60kg调渣剂。
上述一种IF钢夹杂物的控制方法，其中d步骤中所述铝酸钙系中间包覆盖剂由以下重量百分比成分组成：CaO：20～40％，SiO2≤6％，MgO≤5％，Al2O3：20～40％，水分≤0.5％，余量为不可避免的杂质。
上述一种IF钢夹杂物的控制方法，其特征在于：所述调渣剂是由以下重量百分比成分组成：Al2O3 25％～45％、CaO 25～45％、MAl 13～30％、MgO 5％～10％，FeO＜3％，P＜0.10％，S＜0.15％，余量为不可避免的杂质。
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-连铸相结合的一种超低碳汽车面板钢夹杂物控制技术，可实现成品夹杂物粒径≥20μm的夹杂物去除率≥80％，粒径≥50μm的夹杂物完全被去除的技术要求，对于高品质汽车面板钢的稳定生产提供了重要的技术支撑。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IF钢夹杂物的控制方法，包括转炉-LF炉精炼-RH精炼-板坯连铸步骤，具体如下：
a、转炉工序：在冶炼前、中期，向转炉中加入冷却剂；转炉冶炼终点向炉内加入4～6kg/t钢的高镁石灰和1～3kg/t钢的改质剂稠渣处理2～4min后，出钢，确保钢包净空400～600mm；吹炼结束至出钢进行底吹氩气1～3min，单砖流量为60～80Nm3/h；转炉终点控制C为0.06～0.08wt％，终点钢渣中TFe为10～18wt％；转炉出钢后向钢包中加入1～4kg/t钢的活性石灰和1～4kg/t钢的调渣剂；出钢后转炉下渣量控制在钢包渣厚≤60mm；
其中，所述冷却剂为废钢等含铁物料，其加入量根据转炉入炉温度来定，一般加入量在0～80kg/t钢；高镁石灰的主要化学成分为MgCO3，一般在转炉出钢稠渣时使用，可用部分碳酸钙代替；改质剂的主要化学成分为：CaO 40～70wt％，Al2O3 20～40wt％，P≤0.1wt％，S≤0.1wt％；单砖流量是指每块透气砖通过低吹气体的流量；
b、LF炉精炼：钢水到达处理位，加入1～3kg/t钢的活性石灰和1～3kg/t钢的调渣剂；钢包底吹氩气，氩气流量为200～800NL/min，加热过程中防止钢水裸露；
c、RH精炼：合金化结束后，分批次向真空室内加入钢水夹杂物去除剂；RH处理结束后，进行钢包底吹氩气精炼4～7min，氩气流量在50～200NL/min，同时向钢包表面加入1～2kg/t钢的调渣剂，调渣后钢包渣中氧化铁≤2wt％，CaO与Al2O3的质量比为1.0～2.0:1，Al2O3为25～35wt％，SiO2≤8wt％；
d、板坯连铸：连铸过程加入铝酸钙系中间包覆盖剂和调渣剂。
上述一种IF钢夹杂物的控制方法，其中a步骤中冷却剂为含铁渣钢。
上述一种IF钢夹杂物的控制方法，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后加入第一批钢水夹杂物去除剂0.5～2.5kg/t钢，再循环3～5min后加入第二批钢水夹杂物去除剂0.5～2.5kg/t钢，钢水夹杂物去除剂加完后再循环4min以上。
上述一种IF钢夹杂物的控制方法，其中所述钢水夹杂物去除剂含有以下重量百分比成分：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。
进一步的，上述一种IF钢夹杂物的控制方法，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，上述一种IF钢夹杂物的控制方法，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IF钢夹杂物的控制方法，其中铝酸钙系中包覆盖剂加入方式为：中包第一炉开浇时加入500～700kg铝酸钙系中包覆盖剂；开浇第二炉开始，根据覆盖情况每炉补加20～60kg调渣剂。
上述一种IF钢夹杂物的控制方法，其中d步骤中所述铝酸钙系中间包覆盖剂由以下重量百分比成分组成：CaO：20～40％，SiO2≤6％，MgO≤5％，Al2O3：20～40％，水分≤0.5％，余量为不可避免的杂质；其中，CaO/Al2O3的比值范围为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。
上述一种IF钢夹杂物的控制方法，其特征在于：所述调渣剂是由以下重量百分比成分组成：Al2O3 25％～45％、CaO 25～45％、MAl(即金属铝)13～30％、MgO 5％～10％，FeO＜3％，P＜0.10％，S＜0.15％，余量为不可避免的杂质。
本发明IF钢夹杂物的控制工艺是从全流程出发通过精炼过程钢包渣改质技术，来提高钢包渣吸收夹杂物的能力；RH加入夹杂物去除剂来加速夹杂物的去除；连铸过程通过控制中包覆盖剂组分以及加入方式，来提高中包覆盖剂的覆盖效果以及吸收夹杂物的能力，从而实现了高品质IF钢夹杂物的有效控制。
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)转炉终点调渣要求：
转炉工序：在冶炼前、中期，向转炉中加入冷却剂；
转炉冶炼终点向炉内加入4～6kg/t钢的高镁石灰和1～3kg/t钢的改质剂稠渣处理2～4min后，出钢，确保钢包净空400～600mm；吹炼结束至出钢进行底吹氩气1～3min，进行强搅拌，单砖流量为60～80Nm3/h；
转炉终点控制C为0.06～0.08wt％，终点钢渣中TFe为10～18wt％；转炉出钢后向钢包中加入1～4kg/t钢的活性石灰(即生石灰)和1～4kg/t钢的调渣剂；出钢后转炉下渣量控制在钢包渣厚≤60mm；
表1转炉终点调渣要求
表2转炉终点控制及出钢后罐内渣改质要求
(2)LF过程控制：钢水到达处理位，加入1～3kg/t钢的活性石灰和1～3kg/t钢的调渣剂；钢包底吹氩气，加热过程中防止钢水裸露；
表3 LF过程控制
熔炼号 活性石灰/(kg/t钢) 调渣剂(kg.t钢) 吹氩流量(NL/min)
1 3.0 1.0 800
2 1.0 1.5 400
3 2.0 3.0 600
4 1.5 1.5 500
(3)RH过程控制：合金化结束后，分批次向真空室内加入钢水夹杂物去除剂；RH处理结束后，进行钢包底吹氩气精炼4～7min，同时向钢包表面加入1～2kg/t钢的调渣剂，调渣后钢包渣氧化铁≤2wt％，钢包渣中CaO与Al2O3的质量比为1.0～2.0:1；
表4 RH精炼过程中辅料的加入量及加入时间
表5 RH处理结束钢包渣改制情况
熔炼号 调渣剂(kg.t钢) FeO/wt％ RH处理结束软吹时间/min
1 1.0 1.0 5
2 2.0 0.9 7
3 1.5 1.6 6
4 1.0 1.2 5
(4)连铸过程控制：
连铸过程加入铝酸钙系中间包覆盖剂，并在第二炉开始根据渣覆盖情况加入钢水精炼调渣剂进行覆盖，以防止中间包内钢水裸露。
表6连铸过程控制
熔炼号 中包间覆盖剂Kg/炉 钢水精炼调渣剂Kg/炉
中包第1炉 700 不加
中包第2炉 不加 20
中包第3炉 不加 30
中包第4炉 不加 50
(5)产品成分对比：
通过采用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7成品IF钢中性能对比
从表7中可以得出：经过本发明工艺后，IF钢中夹杂物粒径≥20μm的夹杂物＜1.3个/mm2，而经过现有工艺制备的IF钢中粒径≥20μm的夹杂物含量＞9个/mm2，即采用本发明工艺制备后IF钢中粒径≥20μm的夹杂物去除率≥80％；现有工艺制备的IF钢中粒径≥50μm的夹杂物含量≥0.8个/mm2，而经过本发明工艺处理后IF钢中粒径≥50μm的夹杂物已经完全被除去。

Claims (6)

1.一种IF钢夹杂物的控制方法，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：在冶炼前、中期，向转炉中加入冷却剂；转炉冶炼终点向炉内加入4～6kg/t钢的高镁石灰和1～3kg/t钢的改质剂进行稠渣处理2～4min后，出钢，确保钢包净空400～600mm；吹炼结束至出钢进行底吹氩气1～3min，单砖流量为60～80Nm3/h；转炉终点控制C为0.06～0.08wt％，终点钢渣中TFe为10～18wt％；转炉出钢后向钢包中加入1～4kg/t钢的活性石灰和1～4kg/t钢的调渣剂；出钢后转炉下渣量控制在钢包渣厚≤60mm；
b、LF炉精炼：钢水到达处理位，加入1～3kg/t钢的活性石灰和1～3kg/t钢的调渣剂；钢包底吹氩气，氩气流量为200～800NL/min，加热过程中防止钢水裸露；
c、RH精炼：合金化结束后，分批次向真空室内加入钢水夹杂物去除剂；RH处理结束后，进行钢包底吹氩气精炼4～7min，氩气流量在50～200NL/min，同时向钢包表面加入1～2kg/t钢的调渣剂，调渣后钢包渣中氧化铁≤2wt％，CaO与Al2O3的质量比为1.0～2.0:1，Al2O3为25～35wt％，SiO2≤8wt％；其中，钢水夹杂物去除剂的分批次加入具体为：钢水循环2～4min后加入第一批钢水夹杂物去除剂0.5～2.5kg/t钢，再循环3～5min后加入第二批钢水夹杂物去除剂0.5～2.5kg/t钢，钢水夹杂物去除剂加完后再循环4min以上；所述钢水夹杂物去除剂含有以下重量百分比成分：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；
d、板坯连铸：连铸过程加入铝酸钙系中间包覆盖剂和调渣剂；
其中，所述调渣剂由以下重量百分比成分组成：Al2O3 25％～45％、CaO 25～45％、MAl13～30％、MgO 5％～10％，FeO＜3％，P＜0.10％，S＜0.15％，余量为不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述一种IF钢夹杂物的控制方法，其特征在于：a步骤中冷却剂为含铁渣钢。
3.根据权利要求1所述一种IF钢夹杂物的控制方法，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。
4.根据权利要求3所述一种IF钢夹杂物的控制方法，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。
5.根据权利要求1所述一种IF钢夹杂物的控制方法，其特征在于：铝酸钙系中包覆盖剂加入方式为：中包第一炉开浇时加入500～700kg铝酸钙系中包覆盖剂；开浇第二炉开始，根据覆盖情况每炉补加20～60kg调渣剂。
6.根据权利要求1所述一种IF钢夹杂物的控制方法，其特征在于：d步骤中所述铝酸钙系中间包覆盖剂由以下重量百分比成分组成：CaO：20～40％，SiO2≤6％，MgO≤5％，Al2O3：20～40％，水分≤0.5％，余量为不可避免的杂质。
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