CN115058639A - 一种低碳低硅钢的生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低碳低硅钢的生产方法，生产步骤主要包括：铁水脱硫预处理，首先根据铁水中含量及精炼炉脱硫效果和钢中含量；转炉冶炼将脱硫预处理过的铁水兑入转炉内进行冶炼，保证转炉钢终点C含量控制在0.06‑0.10％的范围内；VD炉真空处理，保证VD真空槽内真空度达到0.27KPa及以下高真空状态,槽内真空度达到0.27KPa时脱碳脱氧阶段结束。本发明的目的是提供一种低碳低硅钢的生产方法，提高钢的纯净度，同时避免连铸浇注该类钢种时水口结瘤的问题，并具有良好的力学性能。
Description
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，尤其涉及一种低碳低硅钢的生产方法。
背景技术
低碳低硅系列钢是指化学成分C含量在0.03-0.10％范围，Si含量0.02-0.10％范围的钢种，为提高钢的塑性性能，一般钢中要求含一定含量的酸溶铝。因低碳低硅钢塑性性能好、易加工成型，用途非常广泛。按产品用途分，有用作冲压和面板成形的SPH系列钢、用于制造低强度系列紧固件钢、用于制造五金及镀锌线系列拉丝钢、焊条钢等。特别是用钢棉代替石棉生产刹车片和离合器等摩阻材料，在国际上得到广泛的应用，发展非常迅速。钢棉用盘条是一种低碳低硅易切削钢，是一种新型材料，主要用于阻磨材料，如刹车片等，也用于混凝土、塑料以及橡胶强化等诸多领域。
发明内容
本发明的目的是提供一种低碳低硅钢的生产方法，提高钢的纯净度，同时避免连铸浇注该类钢种时水口结瘤的问题，并具有良好的力学性能。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明一种低碳低硅钢的生产方法，生产步骤主要包括：铁水脱硫预处理，首先根据铁水中含量及精炼炉脱硫效果和钢中含量；转炉冶炼将脱硫预处理过的铁水兑入转炉内进行冶炼，保证转炉钢终点C含量控制在0.06-0.10％的范围内；VD炉真空处理，保证VD真空槽内真空度达到0.27KPa及以下高真空状态,槽内真空度达到0.27KPa时脱碳脱氧阶段结束。
进一步的，所述低碳低硅钢的化学成分以质量百分比计为：C：0.03-0.10％，Si：0.02-0.10％，Als：0.02-0.055％，余量为Fe和不可避免的杂质，杂质中的P≤0.015％，所述杂质中的S≤0.010％。
进一步的，具体制备工艺为：铁水脱硫—转炉—VD+LF精炼—连铸；其中：
铁水脱硫预处理：首先根据铁水中含量及炉精炼脱硫效果和钢中含量要求,对铁水进行脱硫预处理，铁水采用KR法脱硫，即将所述铁水采用转速为90r/min的搅拌桨搅拌，搅拌2min后，加入脱硫剂，脱硫剂为9：1的质量比混合的石灰粉与萤石，搅拌反应10min，静置5min；铁水脱硫静置后扒除脱硫渣，稳定脱硫效果，防止脱硫渣进入转炉造成转炉回硫，保证钢中硫含量控制在0.01％以下；
转炉冶炼：将脱硫预处理过的铁水兑入转炉内进行冶炼，保证转钢炉终点C含量控制在0.06-0.10％的范围内，如需增加钢中Mn的含量,转炉出钢过程采用高碳锰铁合金合金化，出钢过程不加含铝脱氧剂脱氧，如转炉终点实际C含量低于控制范围的下限，则转炉出钢过程需加适量的含铝脱氧剂粗脱氧转炉出钢后钢包钢水自由氧含量控制在200-500ppm范围；
VD炉真空处理：将第二步冶炼的钢水吊至炉VD真空处理工位进行处理，先对钢水进行真空脱碳脱氧处理，保证真空槽内真空度达到27KPa及以下高真空状态,槽内真空度达到27KPa时脱碳脱氧阶段结束，此时用快速定氧偶头测定钢包钢水自由氧含量，并进行测温和取样，根据炉脱碳脱氧结束时钢中残余自由氧含量及酸溶铝含量要求，通过VD真空槽向钢包加入铝粒进行深脱氧及增加钢中酸溶铝；如果钢水经真空处理后直接供连铸浇注，则加铝同时通过真空槽向钢包加入增碳剂增加钢中的C含量，加铝和加增碳剂后，保持高真空状态下纯脱气3～5分钟，得到VD真空炉处理完毕的钢水，然后对钢水进行包括Ca处理、软吹的操作，获得直接供连铸浇注的钢水；
LF炉精炼：将VD炉真空处理过的钢水吊至LF精炼工位进行通电升温处理，并加入包括合成渣、石灰和萤石的造渣材料造渣,加入包括铝粒、硅钙碳的脱氧剂进行渣面扩散脱氧，脱氧后铝线、碳线调整钢水中的C、Als含量；通电结束后再进行包括Ca处理、软吹的操作，得到LF炉精炼过的钢水；
方坯连铸：将经VD炉精炼过的钢水和LF炉精炼过的钢水进行连铸浇注,即可得到低碳低硅钢坯；
轧制加热炉加热温度控制为：预热850±50℃、加热段950±50℃、均热段1000±420℃，残氧控制在1％--4％，加热时间为90±5min；开轧温度990±15℃，精轧入口温度为910±20℃，1-5架风机开启度100％，6、7架关，8架风机开启度50％，9、10架风机关，保温罩全开。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
本发明的方法通过真空处理装置脱碳脱氧来保证低碳低硅钢中低碳、低硅含量的要求，来实现提高炼钢炉终点碳含量，减少软吹，降低钢水的氧化性，减少脱氧合金化成本，提高钢的纯净度。根据钢的质量要求，钢水炉外精炼可采用VD真空处理或VD真空处理十LF炉精炼两种方式。利用VD真空自然脱碳脱氧，减少了因加铝脱氧生产的脆性夹杂物，提高了钢的洁净度，且炼钢炉出钢至VD真空处理过程有效地控制钢水增硅，钢中的C、Si易控制且稳定，因脱氧产生的夹杂物大幅度减少，且进行了合理的变形处理，钢水的可浇性好，避免了连铸浇注该类钢种时水口结瘤的问题。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为低碳低硅钢的金相组织照片。
图2为转炉炼钢终点C-O关系图。
具体实施方式
一种低碳低硅钢的生产方法，主要制备工艺为：铁水脱硫—转炉—VD+LF精炼—连铸。
铁水脱硫预处理：首先根据铁水中含量及炉精炼脱硫效果和钢中含量要求,对铁水进行脱硫预处理，铁水采用KR法脱硫，即将所述铁水采用转速为90r/min的搅拌桨搅拌，搅拌2min后，加入脱硫剂，脱硫剂为9：1的质量比混合的石灰粉与萤石，搅拌反应10min，静置5min。铁水脱硫静置后扒除脱硫渣，稳定脱硫效果，防止脱硫渣进入转炉造成转炉回硫，保证钢中硫含量控制在0.01％以下。
转炉冶炼：将脱硫预处理过的铁水兑入转炉内进行冶炼，保证转钢炉终点C含量控制在0.06-0.10％的范围内，如需增加钢中Mn的含量,转炉出钢过程采用高碳锰铁合金合金化，出钢过程不加含铝脱氧剂脱氧，如转炉终点实际C含量低于控制范围的下限，则转炉出钢过程需加适量的含铝脱氧剂粗脱氧转炉出钢后钢包钢水自由氧含量控制在200-500ppm范围。
VD炉真空处理：将第二步冶炼的钢水吊至炉VD真空处理工位进行处理，先对钢水进行真空脱碳脱氧处理，保证真空槽内真空度达到27KPa及以下高真空状态,槽内真空度达到27KPa时脱碳脱氧阶段结束，此时用快速定氧偶头测定钢包钢水自由氧含量，并进行测温和取样，根据炉脱碳脱氧结束时钢中残余自由氧含量及酸溶铝含量要求，通过VD真空槽向钢包加入铝粒进行深脱氧及增加钢中酸溶铝。如果钢水经真空处理后直接供连铸浇注，则加铝同时通过真空槽向钢包加入增碳剂增加钢中的C含量，加铝和加增碳剂后，保持高真空状态下纯脱气3～5分钟，得到VD真空炉处理完毕的钢水，然后对钢水进行包括Ca处理、软吹的操作，获得直接供连铸浇注的钢水。
LF炉精炼：将VD炉真空处理过的钢水吊至LF精炼工位进行通电升温处理，并加入包括合成渣、石灰和萤石的造渣材料造渣,加入包括铝粒、硅钙碳的脱氧剂进行渣面扩散脱氧，脱氧后铝线、碳线调整钢水中的C、Als含量。通电结束后再进行包括Ca处理、软吹的操作，得到LF炉精炼过的钢水。
方坯连铸：将经VD炉精炼过的钢水和LF炉精炼过的钢水进行连铸浇注,即可得到低碳低硅钢坯。
轧制加热炉加热温度控制为：预热850±50℃、加热段950±50℃、均热段1000±420℃，残氧控制在1％--4％，加热时间为90±5min；开轧温度990±15℃，精轧入口温度为910±20℃，1-5架风机开启度100％，6、7架关，8架风机开启度50％，9、10架风机关，保温罩全开。
其中低碳低硅钢的具体实施化学成分见表1，低碳低硅钢的力学性能检验结果见表2。硬度值见表3。
表1低碳低硅钢的化学成分/％
| 实施例 | C | Si | Mn | P | S |
| 实施例1 | 0.028 | ＜0.030 | 0.103 | 0.0116 | 0.014 |
| 实施例2 | 0.037 | ＜0.030 | 0.24 | 0.0169 | 0.016 |
| 实施例3 | 0.066 | 0.06 | 0.20 | ≤0.0251 | 0.0092 |
表2低碳低硅钢的力学性能检验结果
表3低碳低硅钢的硬度检验结果(HRC)
| 实施例 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 实施例1 | 92 | 98 | 99 | 101 | 93 |
| 实施例2 | 88 | 90 | 96 | 94 | 93 |
| 实施例3 | 93 | 99 | 97 | 95 | 94 |
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (3)
1.一种低碳低硅钢的生产方法，其特征在于，生产步骤主要包括：铁水脱硫预处理，首先根据铁水中含量及精炼炉脱硫效果和钢中含量；转炉冶炼将脱硫预处理过的铁水兑入转炉内进行冶炼，保证转炉钢终点C含量控制在0.06-0.10％的范围内；VD炉真空处理，保证VD真空槽内真空度达到0.27KPa及以下高真空状态,槽内真空度达到0.27KPa时脱碳脱氧阶段结束。
2.根据权利要求1所述的低碳低硅钢的生产方法，其特征在于，所述低碳低硅钢的化学成分以质量百分比计为：C：0.03-0.10％，Si：0.02-0.10％，Als：0.02-0.055％，余量为Fe和不可避免的杂质，杂质中的P≤0.015％，所述杂质中的S≤0.010％。
3.根据权利要求1所述的低碳低硅钢的生产方法，其特征在于，具体制备工艺为：铁水脱硫—转炉—VD+LF精炼—连铸；其中：
铁水脱硫预处理：首先根据铁水中含量及炉精炼脱硫效果和钢中含量要求,对铁水进行脱硫预处理，铁水采用KR法脱硫，即将所述铁水采用转速为90r/min的搅拌桨搅拌，搅拌2min后，加入脱硫剂，脱硫剂为9：1的质量比混合的石灰粉与萤石，搅拌反应10min，静置5min；铁水脱硫静置后扒除脱硫渣，稳定脱硫效果，防止脱硫渣进入转炉造成转炉回硫，保证钢中硫含量控制在0.01％以下；
转炉冶炼：将脱硫预处理过的铁水兑入转炉内进行冶炼，保证转钢炉终点C含量控制在0.06-0.10％的范围内，如需增加钢中Mn的含量,转炉出钢过程采用高碳锰铁合金合金化，出钢过程不加含铝脱氧剂脱氧，如转炉终点实际C含量低于控制范围的下限，则转炉出钢过程需加适量的含铝脱氧剂粗脱氧转炉出钢后钢包钢水自由氧含量控制在200-500ppm范围；
VD炉真空处理：将第二步冶炼的钢水吊至炉VD真空处理工位进行处理，先对钢水进行真空脱碳脱氧处理，保证真空槽内真空度达到27KPa及以下高真空状态,槽内真空度达到27KPa时脱碳脱氧阶段结束，此时用快速定氧偶头测定钢包钢水自由氧含量，并进行测温和取样，根据炉脱碳脱氧结束时钢中残余自由氧含量及酸溶铝含量要求，通过VD真空槽向钢包加入铝粒进行深脱氧及增加钢中酸溶铝；如果钢水经真空处理后直接供连铸浇注，则加铝同时通过真空槽向钢包加入增碳剂增加钢中的C含量，加铝和加增碳剂后，保持高真空状态下纯脱气3～5分钟，得到VD真空炉处理完毕的钢水，然后对钢水进行包括Ca处理、软吹的操作，获得直接供连铸浇注的钢水；
LF炉精炼：将VD炉真空处理过的钢水吊至LF精炼工位进行通电升温处理，并加入包括合成渣、石灰和萤石的造渣材料造渣,加入包括铝粒、硅钙碳的脱氧剂进行渣面扩散脱氧，脱氧后铝线、碳线调整钢水中的C、Als含量；通电结束后再进行包括Ca处理、软吹的操作，得到LF炉精炼过的钢水；
方坯连铸：将经VD炉精炼过的钢水和LF炉精炼过的钢水进行连铸浇注,即可得到低碳低硅钢坯；
轧制加热炉加热温度控制为：预热850±50℃、加热段950±50℃、均热段1000±420℃，残氧控制在1％--4％，加热时间为90±5min；开轧温度990±15℃，精轧入口温度为910±20℃，1-5架风机开启度100％，6、7架关，8架风机开启度50％，9、10架风机关，保温罩全开。
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| CN202210500441.2A CN115058639A (zh) | 2022-05-09 | 2022-05-09 | 一种低碳低硅钢的生产方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN115747618A (zh) * | 2022-11-29 | 2023-03-07 | 包头钢铁（集团）有限责任公司 | 一种生产低碳碳素钢标样用铸锭及其冶炼铸造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103627853A (zh) * | 2013-12-05 | 2014-03-12 | 广东韶钢松山股份有限公司 | 一种低碳低硅钢制造方法 |
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- 2022-05-09 CN CN202210500441.2A patent/CN115058639A/zh active Pending
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