CN114892077B - 一种改善超低碳低硅钢钢水可浇性的控制方法 - Google Patents

Abstract

一种改善超低碳低硅钢钢水可浇性的控制方法，钢的化学成分重量百分比为C≤0.005%、Si≤0.01%、Mn≤0.05%、P≤0.012%、S≤0.012%、Al≤0.008%。冶炼生产过程中控制各关键工序参数，优化LF冶炼造渣工艺及脱氧方式，在不同氧活度含量时采用不同的脱氧方式，改善钢水纯净度，实现连铸浇注时的稳定生产。本发明提供了一种改善超低碳低硅钢钢水可浇性控制的冶炼方法，实现了产品的低成本高创效的目标，能够高效、协同、稳定的实现超低碳低硅钢种的产品质量性能要求。

Description

一种改善超低碳低硅钢钢水可浇性的控制方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金领域，特别是涉及一种超低碳低硅钢如工业纯铁的钢水可浇性改善的控制方法。

背景技术

超低碳钢因碳含量低的原因，可使钢材产品的加工性能和使用性能得到大幅度改善，产品综合性能的提升，使超低碳钢应用范围及行业领域得到了扩展。广泛应用于电器电讯设备行业、汽车行业、化工行业、新能源及航空航天等行业领域，从电磁性及导电率指标来说，其碳含量、Mn含量越低，钢水纯净度越高，产品的导电率越好，但要同时满足此些指标要求，在钢厂冶炼过程中控制难度非常大，尤其是要将Si含量控制在0.01%以内，生产时钢水可浇性控制难度系数更高。

目前具备生产超低碳钢工业纯铁线棒材的钢铁企业有两种生产工艺，一种采用板坯方式生产，然后将浇注后的板坯采用切割的方式切成方坯进行后续的线棒材轧制，如中国专利CN110722330A。这种生产方法需要增加额外的切割设备，待切割成方坯后才能进行后续的轧制，流程长，成本相对较高。一种是采用方坯方式生产，然后直接进行后续的线棒材轧制，如中国专利CN103266202A。这种生产方法相对简单，但在实际过程中因钢种特性，钢水可浇性差，连铸浇注时很容易造成水口絮流，造成连铸液面波动及浇次中断，连浇炉数较短，影响生产效率。

发明内容

本发明旨在提供一种改善冶炼超低碳、低硅、低锰的超低碳钢时钢水可浇性控制方法，通过对关键工序关键参数的优化控制，能准确的命中钢种化学成分，同时改善钢水可浇性，在保证产品质量稳步提升的同时，提高生产连浇炉数及减少连铸浇注时产生的废品，实现低成本高效率生产。

本发明的技术方案：

一种改善超低碳低硅钢钢水可浇性的控制方法，钢的化学成分重量百分比为C≤0.005%、Si≤0.01%、Mn≤0.05%、P≤0.012%、S≤0.012%、Al≤0.008%，余量为Fe和不可避免的杂质；工艺控制步骤包括：

（1）铁水预处理：转炉入炉前的铁水进行脱S处理，保证入炉前铁水含量S≤0.003%。

（2）转炉冶炼：采用大渣量及双渣法冶炼工艺，转炉加入石灰、白云石和铁矿石进行造渣，冶炼过程倒前期渣，倒渣后重新加入渣料进行冶炼，冶炼后期通过高氧化性及温度控制，实现终点目标 Mn≤0.07%、S≤0.012%、终点T=1570~1890℃、终点氧=450~650ppm，出钢过程中加入石灰200~250kg进行渣洗，不加任何脱氧剂进行脱氧，采用滑板挡渣出钢，渣层厚度≤25mm。

（3）LF精炼：钢水进站后进行化渣，冶炼过程中加入石灰200~300kg/炉进行造渣升温，送电过程中不进行造渣脱氧操作，采用软吹小Ar流量控制，炉内采用微正压气氛；待温度≥1680℃后进行定氧操作，控制LF出站氧含量450~500ppm；冶炼前期送电结束进行搅拌脱Mn操作，冶炼后期待温度及氧含量满足LF出站要求则在钢水渣面均匀抛洒20~40kg铝丸。

（4）RH真空处理：钢水进站后抽真空至1kPa以内先循环脱碳4~6min，然后进行定氧操作，氧含量为250~300ppm时，先加Si系合金进行脱氧，直至氧含量为100~150ppm时采用Al线进行脱氧微调，控制出站氧在30~60ppm；破空后在钢水渣面均匀抛洒20~40kg铝丸，采用软吹+静置工艺时间≥12min。

（5）连铸：采用全程保护浇注，使用整体包水口进行浇注，中包使用无碳覆盖剂进行钢水保护浇注，结晶器使用超低碳钢保护渣，钢水中包过热度按40~50℃控制，中包耐材、水口及塞棒采用耐高氧化性材料，在连铸浇注时采用中包变渣线、结晶器变液面的方式进行浇注生产。

本发明结合产品成分及用途特性，在传统冶炼工艺基础上，对关键工序环节制定合理的操作控制及工艺进行优化改良，通过优化LF冶炼造渣工艺及脱氧方式，在不同氧活度含量时采用不同的脱氧方式，精确控制钢种成分命中的同时，解决了冶炼低碳低硅成分特性钢种的钢水可浇性问题，解决了连铸断面小、水口直径小条件下采用整体水口浇注的絮流问题，并实现了连浇炉数稳定控制在7炉以上，消除了轧制过程中因铸坯质量带来的烂钢质量缺陷。

本发明的有益效果：本发明提供了一种改善小方坯连铸断面冶炼超低碳低硅钢种的可浇性控制方法，通过工艺的优化改进，缓解了转炉对终点Mn含量控制要求高的难度，并实现了成品Mn含量稳定控制在0.05%以内，保证了轧后盘条电导率稳定在≥16.5以上的优良性能，实现了产品的低成本高创效的目标，能够高效、协同、稳定的实现超低碳低硅钢种的产品质量性能要求，因而本发明可以获得较好的推广应用。

附图说明

图1为连铸浇注时钢水塞棒曲线图。

图2为轧制盘条表面酸洗样图片。

具体实施方式

下面结合实施例进一步说明本发明的内容。

实施例按照本发明所述的转炉冶炼、LF精炼、RH真空处理、连铸的生产工艺步骤生产。各实施例关键工艺参数如下：

实施例1：一种改善超低碳低硅钢钢水可浇性的控制方法

铁水中化学成分含量为S=0.054%、Mn=0.36%、P=0.13%，铁水比82%，铁水82.8t，铁水经预处理后入转炉时硫含量为S=0.001%。工艺控制步骤包括：

（1）转炉冶炼：采用大渣量+双渣法冶炼工艺，转炉石灰加入量5.3t、白云石1.5t、1.5t铁矿石，冶炼前期倒渣一次，出钢时主要控制化学成分含量为C=0.05%、Si=0.0042、Mn=0.053%、S=0.007%、P=0.006%、终点温度1587℃、终点氧含量475ppm，采用滑板挡渣出钢，渣层厚度测量20mm，出钢过程中加石灰223kg。

（2）LF精炼：钢水进LF后采用高档位进行化渣，然后再采用低档位进行升温，过程加入石灰267kg，总送电时间36min，最后一次送电后测温度1695℃，定氧650ppm，加硅铁合金35kg，定氧596ppm，喂入Al线120m，出站定氧468ppm，出站时在钢渣面抛洒Al丸35kg，过程停电期间采用1.2MPa氩气压力大小搅拌共5min。

（3）RH真空处理：钢水进RH后测温后抽真空至7000Pa时开始循环，5min后定氧287ppm，加硅铁35kg+硅钙钡20kg，循环3min定氧148ppm，喂Al线90m后定氧48ppm。在脱碳破空结束后在渣面抛洒Al丸25kg，软吹5min+静置16min后上台。

（4）连铸：采用大包长水口采用Ar进行全程保护浇注，中包使用无碳覆盖剂，结晶器采用超低碳钢保护渣，中包过热度连测为48℃，中包及结晶器液面每两炉错渣线一次。

对实施例1生产的超低碳低硅炉次进行成分检验，主要杂质包括C：0.0037%、Si：0.0026%、Mn：0.039%、P：0.0072%、S：0.008%、Al：0.0015%、O：0.0129%。连铸塞棒行程稳定，涨幅为2个，轧制过程中盘条表面酸洗正常，盘条性能检验合格，导电率为17.35。

实施例2：一种改善超低碳低硅钢钢水可浇性的控制方法

铁水中化学成分含量为S=0.044%、Mn=0.46%、P=0.15%，铁水比81.6%，铁水81.6t，铁水经预处理后入转炉时硫含量为S=0.001%。工艺控制步骤：

（1）转炉冶炼：采用大渣量+双渣法冶炼工艺，转炉石灰加入量5.6t、白云石1.7t、1.3t铁矿石，冶炼前期倒渣一次，出钢时主要控制化学成分含量为C=0.045%、Si=0.0032、Mn=0.063%、S=0.006%、P=0.007%、终点温度1585℃、终点氧含量468ppm，采用滑板挡渣出钢，渣层厚度测量25mm，出钢过程中加石灰213kg。

（2）LF精炼：钢水进LF后采用高档位进行化渣，然后再采用低档位进行升温，过程加入石灰297kg，总送电时间35min，最后一次送电后测温度1660℃，定氧670ppm，加硅铁合金40kg，定氧576ppm，喂入Al线100m，出站定氧458ppm，出站时在钢渣面抛洒Al丸35kg，过程停电期间采用1.2MPa氩气压力大小搅拌共4min。

（3）RH真空处理：钢水进RH后测温后抽真空至7000Pa时开始循环，5min后定氧297ppm，加硅铁40kg+硅钙钡25kg，循环3min定氧145ppm，喂Al线85m后定氧45ppm。在脱碳破空结束后在渣面抛洒Al丸25kg，软吹5min+静置15min后上台。

（4）连铸：采用大包长水口采用Ar进行全程保护浇注，中包使用无碳覆盖剂，结晶器采用超低碳钢保护渣，中包过热度连测为45℃，中包及结晶器液面每两炉错渣线一次。

对实施例1生产的超低碳低硅炉次进行成分检验，主要杂质包括C：0.0027%、Si：0.0036%、Mn：0.037%、P：0.007%、S：0.0089%、Al：0.0019%、O：0.0139%。连铸塞棒行程稳定，涨幅为1~2mm，轧制过程中盘条表面酸洗正常，盘条性能检验合格，导电率为17.29。盘条导电率指标检验值如表1。

表1 盘条导电率指标检验值

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Claims (1)

1.一种改善超低碳低硅钢钢水可浇性的控制方法，其特征在于：钢的化学成分重量百分比为C≤0.005%、Si≤0.01%、Mn≤0.05%、P≤0.012%、S≤0.012%、Al≤0.008%，余量为Fe和不可避免的杂质；工艺控制步骤包括：

（1）铁水预处理：转炉入炉前的铁水进行脱S处理，保证入炉前铁水含量S≤0.003%；

（2）转炉冶炼：采用大渣量及双渣法冶炼工艺，转炉加入石灰、白云石和铁矿石进行造渣，冶炼过程倒前期渣，倒渣后重新加入渣料进行冶炼，冶炼后期通过高氧化性及温度控制，实现终点目标 Mn≤0.07%、S≤0.012%、终点温度1570~1890℃、终点氧含量为450~650ppm，出钢过程中加入石灰200~250kg进行渣洗，不加任何脱氧剂进行脱氧，采用滑板挡渣出钢，渣层厚度≤25mm；

（3）LF精炼：钢水进站后进行化渣，冶炼过程中加入石灰200~300kg/炉进行造渣升温，送电过程中不进行造渣脱氧操作，采用软吹小Ar流量控制，炉内采用微正压气氛；待温度≥1680℃后进行定氧操作，控制LF出站氧含量为450~500ppm；冶炼前期送电结束进行搅拌脱Mn操作，冶炼后期待温度及氧含量满足LF出站要求则在钢水渣面均匀抛洒20~40kg铝丸；

（4）RH真空处理：钢水进站后抽真空至1kPa以内先循环脱碳4~6min，然后进行定氧操作，氧含量为250~300ppm时，先加Si系合金进行脱氧，直至氧含量为100~150ppm时采用Al线进行脱氧微调，控制出站氧在30~60ppm；破空后在钢水渣面均匀抛洒20~40kg铝丸，采用软吹+静置工艺时间≥12min；

（5）连铸：采用全程保护浇注，使用整体包水口进行浇注，中包使用无碳覆盖剂进行钢水保护浇注，结晶器使用超低碳钢保护渣，钢水中包过热度按40~50℃控制，中包耐材、水口及塞棒采用耐高氧化性材料，在连铸浇注时采用中包变渣线、结晶器变液面的方式进行浇注生产。