CN109706284A - 一种基于csp薄板坯连铸机生产超低碳if钢的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种基于CSP薄板坯连铸机生产超低碳IF钢的方法，包括高炉冶炼、铁水脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理和CSP薄板坯连铸连轧工序，所述CSP薄板坯连铸连轧工序中，连铸中间包钢水温度为1550‑1580℃，中间包钢水化学成分的质量百分比为：C≤0.003%、Si≤0.01%、Mn：0.08‑0.14%、P≤0.015%、S≤0.012%、Als：0.020‑0.050%、Ti：0.065‑0.075%、N≤0.0030%。本发明结合CSP薄板坯连铸连轧连铸机的设备特点，自主设计超低碳IF钢水的化学成分，严格控制各工序工艺参数，以短流程、低成本工艺成功、稳定生产高品质超低碳IF钢，极大降低了企业生产成本，提高了产品市场竞争力。
Description
技术领域
本发明涉及一种超低碳IF钢的生产方法，具体涉及一种基于CSP薄板坯连铸机生产超低碳IF钢的方法。
背景技术
超低碳IF钢具有优良的深冲压性和无时效性，是继沸腾钢和铝镇静钢之后的新一代冲压用钢，是一个国家汽车用钢板生产水平的标志，代表着当今世界冲压钢板生产的最高水平和发展方向。目前我国的IF钢生产已经具有一定的规模，但是部分高端产品仍然处于发展阶段，比如汽车面板IF钢，大部分仍然不能满足高档轿车的使用质量要求，很多需要进口。目前国内外比较成熟的生产工艺为高炉→铁水脱硫→顶底复吹转炉→RH真空→常规板坯，其生产工艺稳定，产品性能优良，但是设备投资大，生产周期长，造成生产成本较高。
CSP（contract strip production）即为紧凑式板带生产工艺，由德国施罗曼•西马克（SMS）公司研究开发，是一种近终形连续铸钢技术，其主要优越性是简化了生产工艺流程，省略了粗轧机架，设备自重轻，降低了基建投资，节省能源和生产成本，因此通过CSP薄板坯连铸连轧工艺技术生产超低碳IF钢可以极大的降低生产成本，提高产品市场竞争力，但由于CSP薄板坯连铸机生产的连铸坯较薄，浸入水口通道狭窄，而超低碳IF钢需要铝脱氧，脱氧后形成的Al2O3夹杂较多，为保证较高的成形性不进行钙处理，避免钙处理后形成较硬的铝酸钙夹杂，这样就造成薄板坯连铸机在浇注超低碳IF钢时可浇性差，容易造成浸入水口堵塞迫使生产中止，制约CSP薄板坯连铸连轧生产超低碳IF钢。
中国专利CN105463316A公开了一种基于FTSC薄板坯连铸生产超低碳钢的方法，该方法只能生产C的质量百分比为0.03-0.06%的钢，无法满足超低碳IF的成分要求，因此，有必要结合CSP薄板坯连铸机生产工艺特点，开发一种CSP薄板坯连铸机生产超低碳IF钢的生产工艺方法，以降低生产成本，提高产品市场竞争力。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于CSP薄板坯连铸机生产超低碳IF钢的方法。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案为：
一种基于CSP薄板坯连铸机生产超低碳IF钢的方法，包括高炉冶炼、铁水脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理和CSP薄板坯连铸连轧工序，所述CSP薄板坯连铸连轧工序中，连铸中间包钢水温度为1550-1580℃，中间包钢水化学成分的质量百分比为：C≤0.003%、Si≤0.01%、Mn：0.08-0.14%、P≤0.015%、S≤0.012%、Als：0.020-0.050%、Ti：0.065-0.075%、N≤0.0030%。
上述的基于CSP薄板坯连铸机生产超低碳IF钢的方法，所述铁水脱硫工序中，铁水包喷吹颗粒镁后扒渣，铁水包进脱硫站时的铁水温度≥1280℃,铁水成分质量百分比：P≤0.12%、S≤0.03%、Si：0.02-0.06%，带渣量≤0.7%，脱硫后，铁水S ≤0.0030wt%，捞渣率≥90%。
上述的基于CSP薄板坯连铸机生产超低碳IF钢的方法，所述转炉冶炼工序中，转炉进站铁水温度≥1250℃，钢水冶炼终点成分质量百分比为：C：0.02-0.03%、P≤0.012%，终点温度1630-1680℃。
上述的基于CSP薄板坯连铸机生产超低碳IF钢的方法，所述LF精炼工序中，进站钢水温度1570-1610 ℃，出站钢水温度1640-1670℃；终点钢水化学成分质量百分比为：C≤0.04%、S≤0.010%。
上述的基于CSP薄板坯连铸机生产超低碳IF钢的方法，所述RH真空处理工序中，进站钢水温度1620-1650℃；终点钢水化学成分质量百分比：C≤0.0015%、Si≤0.006%、Mn：0.08-0.12%、P≤0.012%、S≤0.008%、Als：0.025-0.055、Ti：0.065-0.075、N：≤25ppm；终点温度：1600-1610℃。
上述的基于CSP薄板坯连铸机生产超低碳IF钢的方法，所述转炉冶炼工序中，终渣碱度3.0-4.2，渣中TFe质量百分比为16-24%；出钢时间≥3.0min；钢包净空：300-500mm；下渣量≤5kg/t。
上述的基于CSP薄板坯连铸机生产超低碳IF钢的方法，所述转炉冶炼工序中，要求出钢过程全程底吹氩气搅拌，出钢至1/3时向钢包内加入小粒石灰100-300kg，出完钢后加入200-300kg铝渣预脱氧。
上述的基于CSP薄板坯连铸机生产超低碳IF钢的方法，所述RH真空处理开始8min之内将极限真空度控制在100Pa以下，同时保持脱碳时间15min以上，脱碳采用吹氧强制脱碳模式，脱碳结束后加铝终脱氧，脱氧后，渣面均匀加入铝渣，铝脱氧后间隔4-5min，加入电解锰、钛铁调整成分，后纯脱气时间≥6min；最后软吹时间≥8min。
上述的基于CSP薄板坯连铸机生产超低碳IF钢的方法，所述CSP薄板坯连铸连轧工序中，采用超低碳钢覆盖剂，浇钢过程中包钢水高度控制在800mm以上，拉速3.8-4.1m/min。
上述的基于CSP薄板坯连铸机生产超低碳IF钢的方法，所述转炉冶炼工序中的钢包为无碳包，钢包要求烘烤良好、包内无冷钢、包沿干净、水口内无残渣异物；石灰为一级石灰，其中各成分的质量百分比为：CaO≥90%,SiO2≤1.5%,[S]≤0.030%；石灰活性度≥350，粒度20-50mm, 且粒度≤10mm的石灰颗粒不大于10wt%。
本发明转炉冶炼的主要任务是对钢水脱P、降C、升温，尤其是终点P出钢前要求脱至钢种标准要求；出钢时保持出钢口形状良好，出钢不散流，挡渣采用滑板挡渣；
LF炉冶炼主要任务是钢包顶渣改质造还原渣，同时对钢水进行脱硫，如果不造还原渣，后续浇钢过程中钢包顶渣会对钢水二次氧化，氧化物堵塞中间包浸入水口，可浇性变差；脱硫后顶渣可以吸附后续RH真空脱碳和合金化后钢中的夹杂物，净化钢液；其石灰加入加量1000-1500kg，铝渣加入量200-250kg；
RH真空处理主要任务进行强制脱碳，将钢水中C、N和Si控制在钢种要求范围内，脱碳同时，将硅氧化，同时脱N；脱碳前期加入锰铁调整成分，真空处理开始8min之内将极限真空度控制在100Pa以下，同时保持脱碳时间15min以上，脱碳采用吹氧强制脱碳模式，脱碳结束后加200-300kg铝块终脱氧，脱氧后，渣面均匀加入铝渣180-200kg，铝脱氧后间隔4min，加入30-50kg电解锰、150-190kg钛铁调整成分，后纯脱气时间≥6min；最后软吹时间≥8min；钛铁为70低氮钛铁；锰铁为电解锰；合金干净、干燥、不混料。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
本发明结合CSP薄板坯连铸连轧连铸机的设备特点，自主设计超低碳IF钢水的化学成分，严格控制各工序工艺参数，以短流程、低成本工艺成功、稳定生产高品质超低碳IF钢，极大降低了企业生产成本，提高了产品市场竞争力。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
以下实例中，转炉120t，LF精炼炉120t，RH真空精炼炉120t，CSP薄板坯连铸连轧连铸机，连铸坯宽900-1680mm，厚度76mm，生产钢种为超低碳钢DC03-IF，钢种化学成分质量百分比为：C≤0.003%、Si≤0.01%、Mn：0.08-0.14%、P≤0.015%、S≤0.012%、Als：0.020-0.050%、Ti：0.065-0.075%、N≤0.0030%，连铸浇铸出符合如上化学成分的合格铸坯后，直接进入均热炉均热，开始轧制。
实施例1
本实施例一种CSP薄板坯连铸机生产超低碳IF钢的方法，其具体工艺步骤如下所述：
（1）铁水脱硫：铁水包喷吹颗粒镁后扒渣，铁水包进站铁水温度1280℃,铁水成分质量百分比：P：0.12%、S：0.03%、Si：0.06%，带渣量0.7%，脱硫后，铁水S含量0.003%，捞渣率90%；
（2）转炉冶炼：转炉进站铁水温度1250℃，钢水冶炼终点成分质量百分比：C：0.02%，P：0.012%，终点温度1680℃，终渣碱度4.2，渣中TFe质量百分比24%；出钢时间3.0min；钢包净空500mm；下渣量5kg/t，出钢过程全程底吹氩气搅拌，出钢至1/3时向钢包内加入小粒石灰100kg，出完钢后加入200kg铝渣预脱氧；
（3）LF精炼处理：进站钢水温度1570 ℃，出站钢水温度1640℃；终点钢水化学成分质量百分比：C：0.04%、S：0.010%、Als：0.02%；石灰加入加量1000kg，铝渣加入量200kg；
（4）RH真空处理：进站钢水温度1620℃；终点钢水化学成分质量百分比：C：0.0015%、Si：0.0060%、Mn：0.12%、P:0.012%、S：0.008%、Als：0.055%、Ti：0.075%、N：25ppm；终点温度1610℃；RH真空处理开始8min之内将极限真空度控制在90Pa，同时保持脱碳时间16min，采用吹氧强制脱碳模式，脱碳结束后加300kg铝块终脱氧，脱氧后，渣面均匀加入180kg铝渣，铝脱氧后间隔4min，加入30kg电解锰、150kg钛铁调整成分，后纯脱气时间6min；最后软吹时间8min；
（5）CSP薄板坯连铸：中间包钢水温度1580℃，中间包钢水化学成分质量百分比：C：0.003%、Si：0.01%、Mn：0.08%、P：0.015%、S：0.012%、Als：0.050%、Ti：0.065%、N：0.0030%；浇注过程中中间包采用凯诺斯超低碳钢覆盖剂，中间包钢水高度控制在800mm，拉速3.8m/min；
经生产跟踪检验，浇铸出（5）连铸中间包化学成分的合格铸坯，直接进入均热炉均热后轧制。
实施例2
本实施例一种CSP薄板坯连铸机生产超低碳IF钢的方法，其具体工艺步骤如下所述：
（1）铁水脱硫：铁水包喷吹颗粒镁后扒渣，铁水包进站铁水温度1300℃,铁水P：0.11%、S：0.025%、Si：0.02%，带渣量0.6%，脱硫后，铁水S：0.002%，捞渣率95%；
（2）转炉冶炼：转炉进站铁水温度1260℃，钢水冶炼终点成分质量百分比：C：0.03%，P：0.011%，终点温度1630℃，终渣碱度3.0，渣中TFe质量百分比16%；出钢时间3.5min；钢包净空300mm；下渣量4.5kg/t，出钢过程全程底吹氩气搅拌，出钢至1/3时向钢包内加入小粒石灰300kg，出完钢后加入300kg铝渣预脱氧；
（3）LF精炼处理：进站钢水温度1610 ℃，出站钢水温度：1670℃；终点钢水化学成分百分比：C：0.035%、S：0.008%、Als：0.015%；石灰加入加量1500kg，铝渣加入量250kg；
（4）RH真空处理：进站钢水温度1650℃；终点钢水化学成分百分比：C：0.0012%、Si：0.0052%、Mn：0.08%、P:0.011%、S：0.007%、Als：0.025、Ti：0.065、N：24ppm；终点温度1600℃；RH真空处理开始8min之内将极限真空度控制在95Pa，同时保持脱碳时间18min，脱碳采用吹氧强制脱碳模式，脱碳结束后加220kg铝块终脱氧，脱氧后，渣面均匀加入200kg铝渣，铝脱氧后间隔5min，加入50kg电解锰、180kg钛铁调整成分，后纯脱气时间7min；最后软吹时间9min；
（5）CSP薄板坯连铸：中间包钢水温度1570℃，中间包钢水化学成分百分比：C：0.0025%、Si：0.008%、Mn：0.08%、P：0.013%、S：0.010%、Als：0.025%、Ti：0.075%、N：0.0028%；连铸浇钢过程中间包采用西保超低碳钢覆盖剂，中间包钢水高度控制在850mm，拉速3.9m/min；
经生产跟踪检验，浇铸出（5）连铸中间包化学成分的合格铸坯，直接进入均热炉均热后轧制。
实施例3
本实施例一种CSP薄板坯连铸机生产超低碳IF钢的方法，其具体工艺步骤如下所述：
（1）铁水脱硫：铁水包喷吹颗粒镁后扒渣，铁水包进站铁水温度1310℃,铁水P：0.10%、S：0.02%、Si：0.03%，带渣量0.5%，脱硫后，铁水S：0.0025%，捞渣率≥98%；
（2）转炉冶炼：转炉进站铁水温度1265℃，钢水冶炼终点成分质量百分比：C：0.025%，P：0.009%；终点温度1650℃，终渣碱度3.5，渣中TFe质量百分比20%；出钢时间3.5min；钢包净空400mm；下渣量4kg/t；出钢过程全程底吹氩气搅拌，出钢至1/3时向钢包内加入小粒石灰200kg，出完钢后加入260kg铝渣预脱氧；
（3）LF精炼处理：进站钢水温度1590 ℃，出站钢水温度1660℃；终点钢水化学成分百分比：C：0.028%、S：0.009%、Als：0.018%；石灰加入加量1300kg，铝渣加入量230kg；
（4）RH真空处理：进站钢水温度1630℃；终点钢水化学成分百分比：C：0.0014%、Si：0.0041%、Mn：0.10%、P:0.010%、S：0.006%、Als：0.035、Ti：0.066、N：23ppm；终点温度1605℃；RH真空处理开始8min之内将极限真空度控制在88Pa，同时保持脱碳时间20min以上，脱碳采用吹氧强制脱碳模式，脱碳结束后加260kg铝块终脱氧，脱氧后，渣面均匀加入190kg铝渣，铝脱氧后间隔4.5min，加入40kg电解锰、160kg钛铁调整成分，后纯脱气时间8min；最后软吹时间10min；
（5）CSP薄板坯连铸：中间包钢水温度1560℃，中间包钢水化学成分百分比：C：0.0020%、Si：0.010%、Mn：0.12%、P：0.012%、S：0.008%、Als：0.035%、Ti：0.072%、N：0.0026%；浇钢过程中中间包采用凯诺斯超低碳钢覆盖剂，中间包钢水高度控制在900mm以上，拉速4.1m/min；
经生产跟踪检验，浇铸出（5）连铸中间包化学成分的合格铸坯，直接进入均热炉均热后轧制。
实施例4
本实施例一种CSP薄板坯连铸机生产超低碳IF钢的方法，其具体工艺步骤如下所述：
（1）铁水脱硫：铁水包喷吹颗粒镁后扒渣，铁水包进站铁水温度1320℃,铁水P：0.09%、S：0.028%、Si：0.035%，带渣量0.4%，脱硫后，铁水S：0.0028%，捞渣率≥97%；
（2）转炉冶炼：转炉进站铁水温度1270℃，钢水冶炼终点成分质量百分比：C：0.028%，P：0.006%；终点温度1660℃，终渣碱度3.8，渣中TFe质量百分比22%；出钢时间3.8min；钢包净空410mm；下渣量4.3kg/t；出钢过程全程底吹氩气搅拌，出钢至1/3时向钢包内加入小粒石260，出完钢后加入280kg铝渣预脱氧；
（3）LF精炼处理：进站钢水温度1600℃，出站钢水温度1665℃；终点钢水化学成分百分比：C：0.031%、S：0.005%、Als：0.019%；石灰加入加量1200kg，铝渣加入量280kg；
（4）RH真空处理：进站钢水温度1640℃；终点钢水化学成分百分比：C：0.0013%、Si：0.0033%、Mn：0.11%、P:0.058%、S：0.005%、Als：0.038、Ti：0.072、N：22ppm；终点温度1606℃；RH真空处理开始8min之内将极限真空度控制在89Pa，同时保持脱碳时间19min以上，脱碳采用吹氧强制脱碳模式，脱碳结束后加280kg铝块终脱氧，脱氧后，渣面均匀加入195kg铝渣，铝脱氧后间隔4.6min，加入45kg电解锰、170kg钛铁调整成分，后纯脱气时间8.5min；最后软吹时间8.6min；
（5）CSP薄板坯连铸：中间包钢水温度1575℃，中间包钢水化学成分百分比：C：0.0022%、Si：0.008%、Mn：0.10%、P：0.078%、S：0.006%、Als：0.036%、Ti：0.071%、N：0.0027%；浇钢过程中中间包采用西保超低碳钢覆盖剂，中间包钢水高度控制在910mm以上，拉速3.95m/min；
经生产跟踪检验，浇铸出（5）连铸中间包化学成分的合格铸坯，直接进入均热炉均热后轧制。
Claims (10)
1.一种基于CSP薄板坯连铸机生产超低碳IF钢的方法，其特征在于：包括高炉冶炼、铁水脱硫、转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理和CSP薄板坯连铸连轧工序，所述CSP薄板坯连铸连轧工序中，连铸中间包钢水温度为1550-1580℃，中间包钢水化学成分的质量百分比为：C≤0.003%、Si≤0.01%、Mn：0.08-0.14%、P≤0.015%、S≤0.012%、Als：0.020-0.050%、Ti：0.065-0.075%、N≤0.0030%。
2.如权利要求1所述的基于CSP薄板坯连铸机生产超低碳IF钢的方法，其特征在于：所述铁水脱硫工序中，铁水包喷吹颗粒镁后扒渣，铁水包进脱硫站时的铁水温度≥1280℃,铁水成分质量百分比：P≤0.12%、S≤0.03%、Si：0.02-0.06%，带渣量≤0.7%，脱硫后，铁水S ≤0.0030wt%，捞渣率≥90%。
3.如权利要求1所述的基于CSP薄板坯连铸机生产超低碳IF钢的方法，其特征在于：所述转炉冶炼工序中，转炉进站铁水温度≥1250℃，钢水冶炼终点成分质量百分比为：C：0.02-0.03%、P≤0.012%，终点温度1630-1680℃。
4.如权利要求1所述的基于CSP薄板坯连铸机生产超低碳IF钢的方法，其特征在于：所述LF精炼工序中，进站钢水温度1570-1610 ℃，出站钢水温度1640-1670℃；终点钢水化学成分质量百分比为：C≤0.04%、S≤0.010%。
5.如权利要求1所述的基于CSP薄板坯连铸机生产超低碳IF钢的方法，其特征在于：所述RH真空处理工序中，进站钢水温度1620-1650℃；终点钢水化学成分质量百分比：C≤0.0015%、Si≤0.006%、Mn：0.08-0.12%、P≤0.012%、S≤0.008%、Als：0.025-0.055、Ti：0.065-0.075、N：≤25ppm；终点温度：1600-1610℃。
6.如权利要求1或3所述的基于CSP薄板坯连铸机生产超低碳IF钢的方法，其特征在于：所述转炉冶炼工序中，终渣碱度3.0-4.2，渣中TFe质量百分比为16-24%；出钢时间≥3.0min；钢包净空：300-500mm；下渣量≤5kg/t。
7.如权利要求1或3所述的基于CSP薄板坯连铸机生产超低碳IF钢的方法，其特征在于：所述转炉冶炼工序中，要求出钢过程全程底吹氩气搅拌，出钢至1/3时向钢包内加入小粒石灰100-300kg，出完钢后加入200-300kg铝渣预脱氧。
8.如权利要求1或5所述的基于CSP薄板坯连铸机生产超低碳IF钢的方法，其特征在于：所述RH真空处理开始8min之内将极限真空度控制在100Pa以下，同时保持脱碳时间15min以上，脱碳采用吹氧强制脱碳模式，脱碳结束后加铝终脱氧，脱氧后，渣面均匀加入铝渣，铝脱氧后间隔4-5min，加入电解锰、钛铁调整成分，后纯脱气时间≥6min；最后软吹时间≥8min。
9.如权利要求1所述的基于CSP薄板坯连铸机生产超低碳IF钢的方法，其特征在于：所述CSP薄板坯连铸连轧工序中，采用超低碳钢覆盖剂，浇钢过程中包钢水高度控制在800mm以上，拉速3.8-4.1m/min。
10.如权利要求1或3所述的基于CSP薄板坯连铸机生产超低碳IF钢的方法，其特征在于：所述转炉冶炼工序中的钢包为无碳包，钢包要求烘烤良好、包内无冷钢、包沿干净、水口内无残渣异物；石灰为一级石灰，其中各成分的质量百分比为：CaO≥90%,SiO2≤1.5%,[S]≤0.030%；石灰活性度≥350，粒度20-50mm, 且粒度≤10mm的石灰颗粒不大于10wt%。
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