CN115058637A

CN115058637A - 一种基于薄板坯连铸连轧超低钛钢水的生产方法

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Publication number: CN115058637A
Application number: CN202210752587.6A
Authority: CN
Inventors: 付有彭; 赵占山; 任涛; 郑旭涛; 孙海坤; 赵梓云; 张忠福; 王涛; 陈洪民; 王哲; 张李鹏; 孔祥兵; 王诗; 王庆
Original assignee: Rizhao Steel Holding Group Co Ltd
Current assignee: Rizhao Steel Holding Group Co Ltd
Priority date: 2022-06-28
Filing date: 2022-06-28
Publication date: 2022-09-16

Abstract

本发明公开了一种基于薄板坯连铸连轧超低钛钢水的生产方法，属于钢铁生产领域，包括转炉→冶炼→连铸浇铸，在转炉工序中，转炉终点渣中TiO₂含量约2.5‑3.5％，出钢过程加入加顶渣石灰2.6‑3Kg/t进行渣洗，出钢过程加入铝锭1.2‑1.5Kg/t，使精炼结束后终渣TiO₂含量为0.15‑0.25％；冶炼为LF冶炼；精炼过程中当钢中S含量≤0.005％时，钢中Al含量≤0.03％。与现有技术相比较，本发明可以实现稳定控制钢水Ti含量≤0.003％，以保证成品性能符合客户使用要求。

Description

一种基于薄板坯连铸连轧超低钛钢水的生产方法

技术领域

本发明涉及钢铁生产领域，特别是一种适用于钢水冶炼中的控制钢水钛含量的方法。

背景技术

钛是强氮化物形成元素，钢水中Ti会与C、N形成TiC、TiN、Ti(CN)等，其中TiN、Ti(CN)沿晶界析出，有细化奥氏体晶粒的作用，并通过析出强化效果，使屈服强度升高，延伸率降低，用来制造坚韧而质轻、具有良好耐腐蚀性能钢。

但不同的钢种对于钛含量的需求是不一样的，高钛钢种要求钢水中Ti含量≥0.010％，低钛钢种要求钢水中钛含量＜0.010％。据统计分析，薄板坯连铸连轧产线生产某牌号低碳软钢，当钛含量每升高0.001％，屈服强度上升15Mpa，延伸率降低1.5％，最终影响成品的冲压性能。钢水Ti含量≥0.003％，导致成品性能超标等问题，造成钢卷改判，影响生产效率及产品质量。故需要生产Ti含量≤0.003％的超低钛钢水。

钢水中Ti主要有三个来源，①转炉吹炼过程钢水中残余Ti；②转炉渣流入钢包后，精炼过程将渣中TiO₂置换到钢水中；③钢包中残留的精炼渣中TiO₂被置换到钢水中。来源②、③为造成钢水中Ti含量超标的主要原因，已成为制约该产线稳定生产超低钛低碳软钢的重要限制环节。因此现有的低钛控制方法首先要求使用低钛钢包(Ti＜0.01％)，一般选用本钢种返回钢包，对于低钛非本钢种返回钢包，如《一种炼钢转炉炉后控制钛含量的方法》(CN202010501125.8)中要求C含量≤0.003％时才可以采用非本钢种返回钢包，并且需要对RH精炼炉进行涮炉处理。而对于高钛钢种(钢水中Ti含量≥0.010％)钢包，则不能使用。但实际生产过程中受钢包周转、排产影响，无法保证全部使用本钢种返回钢包或者低钛钢包，因此从降低钢包中TiO₂含量开展工作。

目前对钢水中Ti含量没有控制手段，不同生产工序采用常规冶炼手段，导致钢水中Ti无法得到有效控制，造成成品中Ti含量超标进而导致的性能超标，影响生产稳定及生产效率、产品性能。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上现有技术的不足，提供基于薄板坯连铸连轧超低钛钢水的生产方法。本发明方法通过过程控制，减少精炼渣中初始TiO₂含量以及减少冶炼过程中对精炼渣中TiO₂的还原反应，进而减少钢水增Ti，达到控制钢种钛成分目的，实现控制钢水Ti含量≤0.003％，以保证成品性能符合客户使用要求，从而达到提高生产效率及产品质量的目的。

本发明解决其技术问题的技术方案是：一种基于薄板坯连铸连轧超低钛钢水的生产方法，包括转炉→冶炼→连铸浇铸，其特征在于：在转炉工序中，转炉终点渣中TiO₂含量约2.5-3.5％，出钢过程加入加顶渣石灰2.6-3Kg/t进行渣洗，出钢过程加入铝锭1.2-1.5Kg/t，使精炼结束后终渣TiO₂含量为0.15-0.25％；冶炼为LF冶炼；精炼过程中当钢中S含量≤0.005％时，钢中Al含量≤0.03％。

进一步的，如返回钢包为钢水Ti含量为0.010～0.110％的高钛钢种，则在该钢种钛合金化时，使用钛线进行钛合金化。

进一步的，选用钢包要求保证双透气氩气正常，旁通氩气吹动钢花直径≥500mm。

进一步的，所得成品Ti含量≤0.003％。

与现有技术相比较，本发明具有以下突出的有益效果：

1、对于钢包选用没有限制，可以选用本钢种返回钢包，也可以选用非本钢种返回钢包，甚至高钛钢种返回钢包，无需涮炉处理，不受钢包周转、排产影响，不影响生产效率，工业操作性强；

2、本发明方法对Ti含量控制稳定性好，重复性强，便于推广，有助于增加生产稳定性及产品性能。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进一步说明。

出于以下详细描述的目的，应该理解的是，除非明确相反地指出，否则本发明可以采取各种替代变型和步骤次序。此外，除了在任何操作实例中或在另外指示的地方以外，所有表示例如说明书和权利要求中使用的成分的量的数字在所有情况下均应理解为由术语“约”修饰。至少，并且不企图限制对权利要求书的范围的相等物的原理的应用，每个数字参数应至少按照报告的有效数字的数量并通过应用普通的舍入技术来理解。

尽管阐述本发明的广泛范围的数值范围和参数是近似值，但具体实例中阐述的数值尽可能精确地报告。然而，任何数值固有地含有某些由其相应测试测量值中所发现的标准差必然造成的误差。

还应理解的是，本文陈述的任何数值范围旨在包含所有其中纳入的子范围。例如，“1到10”的范围旨在包含所有介于(及包含)所陈述的最小值1及所陈述的最大值10之间的子范围，也就是说，具有等于或大于1的最小值及等于或小于10的最大值。

在本申请中，除非另外特别说明，否则单数的使用包含复数并且复数涵盖单数。另外，在本申请中，除非另有明确说明，否则“或”的使用意指“和/或”，即使在某些情况下可以明确地使用“和/或”。进一步地，在本申请中，除非另外特别说明，否则“一个”或“一种”的使用意指“至少一个/种”。例如，“一种”第一材料、“一种”涂料组合物等是指这些项目中的任何项目中的一个或多个项目。

本发明的钢水成分目标为：C：0.035-0.045％，Si：0.045-0.055％，Mn：0.08-0.15％，P：≤0.020％，Als：0.020-0.040％，Ti：≤0.003％；其余为Fe与不可避免的杂质。

本发明的工艺路线：转炉→LF冶炼→连铸浇铸。

具体步骤如下：

S1、转炉

转炉终点时出钢温度为1620～1640℃，T[O]为450～750ppm，终点禁止点吹，出钢口良好，出钢时间≥4min，钢流不出现散流现象，出钢采用滑板挡渣进行挡渣，较常规工艺转炉下渣量减少1.2-1.8Kg/t，其中转炉终点渣中TiO₂含量约2.5-3.5％，出钢过程加入加顶渣石灰2.6-3Kg/t进行渣洗，出钢过程加入铝锭1.2-1.5Kg/t。通过上述工艺，使精炼结束后终渣TiO₂含量为0.15-0.25％。

Ti来源管控：除显而易见的铁水中Ti含量影响外，钢包增Ti亦是重要的增钛环节，因此现有低钛钢种生产常规流程中要求使用低钛钢包，但实际生产过程中受钢包周转、排产影响，无法保证全部使用低钛钢包，因此从降低钢包中TiO₂含量开展工作。

对于高钛钢包实现Ti来源管控，具体为：如返回钢包为钢水Ti含量为0.010～0.110％的高钛钢种，则在该钢种钛合金化时，其Ti元素添加量不变的情况下，使用钛线代替钛铁，以减少上炉精炼终点渣TiO₂含量，也就是减少钢包带渣的TiO₂含量，进而减少本炉从钢渣中置换到钢水中的Ti含量以控制终点Ti含量。现有技术中为钛铁从料仓中加入钢水，钛铁进入钢水前需穿过渣层，钛作为极易氧化元素在穿过渣层时会与渣层中的氧化物发生反应生成TiO₂进而增加钢渣中TiO₂的含量。而钛线为包芯线，即钛铁粉外部包裹铁皮形成钛线，通过喂丝机喂入钢水，喂入过程中可避免钛铁与钢渣反生反应，进而减少TiO₂的生成。采用此种钛合金化方式，高钛钢种同等钢水钛含量情况下，渣中TiO₂由1％降低至0.5％。按残留量1.5t计算，则可减少增钛2ppm。以此降低后续钢包增Ti的发生。

此外，选用钢包要求保证双透气氩气正常，旁通氩气吹动钢花直径≥500mm，保证钢渣充分混合，夹杂物被有效吸附；现有技术对钢包透气性无管控，因此存在氩气不良导致夹杂物吸附不充分。

转炉氩站Ti含量≤0.0015％。

S2、LF冶炼

对于传统工艺中的RH精炼，过程一直为氧化性渣，渣中TiO₂被置换到钢水中的量少，因此该环节增钛少。而本发明针对薄板坯连铸连轧产线，其连铸通钢量大，夹杂物上浮时间短，连铸区域无有效的夹杂物去除手段，氧化渣浇铸会造成水口结瘤现象无法稳定生产，故只能采用LF精炼，还原渣浇铸。而还原渣更利于渣中TiO₂被置换到钢水中导致增钛，故控钛难度更大。

钢水中Ti含量增高的主要过程发生在精炼脱硫大搅拌过程。此阶段钢水中Al含量较高，且薄板坯连铸连轧对硫成分要求严格要求＜0.003％，故需要有较好的动力学条件，促进了钢渣界面的反应。促进了渣中TiO₂与钢中Al发生反应，进而使Ti进入到钢水中，导致钢水增钛。

因此，本发明要求精炼过程中当钢中S含量≤0.005％时，钢中Al含量≤0.03％，以减少钢渣界面对TiO₂的还原反应。

精炼出站Ti含量≤0.0025％。

S3、连铸浇铸

钢水成分中C：0.035-0.045％，Si：0.045-0.055％，Mn：0.08-0.15％，P：≤0.020％，Als：0.020-0.040％，Ti：≤0.003％；其余为Fe与不可避免的杂质。

为了更好地比较本申请技术和现有技术，进行了对比试验。

实施例1～4以及对比例1、2的目标成分设计均为C：0.035-0.045％，Si：0.045-0.055％，Mn：0.08-0.15％，P：≤0.020％，Als：0.020-0.040％，Ti：≤0.003％；其余为Fe与不可避免的杂质。

所有的钢包选用均为非本钢种返回钢包，其中的低钛钢包指的是钢水中钛含量＜0.010％；高钛钢包指的是钢水中钛含量≥0.010％。为了保持对比基线一致，所述的实施例1～4以及对比例1、2中的低钛钢包中钛含量为0.005％，高钛钢包中钛含量为0.075％。实施例2、3和对比例1的Ti元素添加量相同，区别是实施例2、3使用钛线，而对比例1中采用钛铁。

实施例1～4工艺方法按照本发明公开的参数进行控制。

对照例1、2中钢中S含量≤0.005％时，钢中Al含量按照0.035-0.038％进行控制。

具体参数和结果见下表：

	钢包选用	高钛钢包钛合金种类	S≤0.005％时Als含量	成品Ti含量
					实施例1	低钛	-	0.025％	0.0020％
实施例2	高钛	钛线	0.026％	0.0025％
					实施例3	高钛	钛线	0.029％	0.0028％
实施例4	低钛	-	0.023％	0.0023％
					对照例1	高钛	钛铁	0.035％	0.0041％
对照例2	低钛	-	0.038％	0.0035％

由上述结果可以看出，使用本发明实施例1～4成品Ti含量可以稳定实现Ti：≤0.003％，但是对照例1、2则同样的步骤和加入原料，但是最后使用低钛钢包的对比例2为0.0035％，使用高钛钢包的对比例1为0.0041％，均未实现技术要求。

需要说明的是，本发明的特定实施方案已经对本发明进行了详细描述，对于本领域的技术人员来说，在不背离本发明的精神和范围的情况下对它进行的各种显而易见的改变都在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种基于薄板坯连铸连轧超低钛钢水的生产方法，包括转炉→冶炼→连铸浇铸，其特征在于：在转炉工序中，转炉终点渣中TiO₂含量约2.5-3.5％，出钢过程加入加顶渣石灰2.6-3Kg/t进行渣洗，出钢过程加入铝锭1.2-1.5Kg/t，使精炼结束后终渣TiO₂含量为0.15-0.25％；冶炼为LF冶炼；精炼过程中当钢中S含量≤0.005％时，钢中Al含量≤0.03％。

2.根据权利要求1所述的基于薄板坯连铸连轧超低钛钢水的生产方法，其特征在于：如返回钢包为钢水Ti含量为0.010～0.110％的高钛钢种，则在该钢种钛合金化时，使用钛线进行钛合金化。

3.根据权利要求2所述的基于薄板坯连铸连轧超低钛钢水的生产方法，其特征在于：选用钢包要求保证双透气氩气正常，旁通氩气吹动钢花直径≥500mm。

4.根据权利要求1所述的基于薄板坯连铸连轧超低钛钢水的生产方法，其特征在于：所得成品Ti含量≤0.003％。