CN115572784A - 一种控制超低碳钢含碳量的方法及超低碳钢生产方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及钢铁冶金技术领域，涉及一种控制超低碳钢含碳量的方法及超低碳钢生产方法，要求在RH钢水出站时钢水质量百分数满足：≤0.003％，该方法具体包括以下步骤：转炉控制：S1.转炉带氧出钢：控制转炉终点碳含量≤0.05％，并在出钢前定氧，控制出钢氧含量在800～1200ppm之间；S2.转炉合金加入：在转炉出钢的过程中按照合金控制目标向钢水中加入除脱氧合金以外的部分合金；RH控制：S3.RH温度控制：根据钢种成分计算液相线温度，计算RH钢水理论进站温度，当RH钢水实际进站温度高于RH钢水理论进站温度，则在RH钢水进站后加入调温废钢对钢水进行调温至RH钢水理论进站温度；S4.RH真空处理：对钢水进行RH真空处理，待RH真空处理结束后，按照合金控制目标向钢水中加入脱氧合金。
Description
技术领域
本发明属于钢铁冶金技术领域，涉及一种控制超低碳钢含碳量的方法及超低碳钢生产方法。
背景技术
IF钢，全称Interstitial-FreeSteel，即无间隙原子钢，有时也称超低碳钢，具有极优异的深冲性能，现在伸长率和r值可达50％和2.0以上，在汽车工业上得到了广泛应用。在IF钢中，由于C、N含量低，再加入一定量的钛(Ti)、铌(Nb)等强碳氮化合物形成元素，将超低碳钢中的碳、氮等间隙原子完全固定为碳氮化合物，从而得到的无间隙原子的洁净铁素体钢，即为超低碳无间隙原子钢。通过降低钢中的碳含量可改善钢的加工性能和使用性能，超低碳钢表现出的各种优良性能使其得到越来越广泛的应用。超低碳钢的碳含量范围视具体要求而异，没有一个公认的严格标准，一般将钢中[C]含量≤0.02％称为超低碳钢。
目前生产超低碳钢常用的生产方法为转炉冶炼→RH真空处理→连铸。现有技术中通常采用真空精炼炉进行RH真空处理，并控制RH进站钢水的氧含量，利用RH真空冶炼控制超低碳钢含碳量，然后将RH真空处理后的钢水进行连铸。
但是现有的生产方法仅能将RH进站钢水的氧含量控制在300～500ppm，导致RH脱碳效果未能充分发挥，仅能够将RH真空处理后的钢水碳含量控制在0.005％以下，难以稳定将钢水碳含量控制在0.003％以下，使得超低碳钢的性能不足以满足超低碳钢的产品性能要求和发展需求。因此目前需要一种能够稳定的将RH真空处理后的钢水碳含量控制在0.003％以下的超低碳钢生产方法。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种控制超低碳钢含碳量的方法，通过转炉控制和RH控制，解决RH脱碳效果未能充分发挥的问题，将RH真空处理后超低碳钢的钢水碳含量稳定的控制在0.003％以下；目的之二在于提供一种超低碳钢生产方法，以生产钢水碳含量稳定的控制在0.003％以下的超低碳钢。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一方面，本发明提供一种控制超低碳钢含碳量的方法，要求在RH钢水出站时钢水质量百分数满足：0.003％，该方法具体包括以下步骤：
转炉控制：
S1.转炉带氧出钢：控制转炉终点碳含量≤0.05％，并在出钢前定氧，控制出钢氧含量在800～1200ppm之间；
S2.转炉合金加入：在转炉出钢的过程中按照合金控制目标向钢水中加入除脱氧合金以外的合金；
RH控制：
S3.RH温度控制：根据钢种成分计算液相线温度，计算RH钢水理论进站温度，当RH钢水实际进站温度高于RH钢水理论进站温度，则在RH钢水进站后加入调温废钢对钢水进行调温至RH钢水理论进站温度；
S4.RH真空处理：对钢水进行RH真空处理，待RH真空处理结束后，按照合金控制目标向钢水中加入脱氧合金，RH钢水出站。
进一步，所述脱氧合金包括铝、硅、钛。
进一步，按照过热度20～25℃计算RH钢水理论进站温度。
另一方面，本发明还提供一种超低碳钢生产方法，包括转炉冶炼、RH真空处理和连铸，采用上述的控制超低碳钢含碳量的方法。
本发明的有益效果在于：本发明通过转炉控制将转炉出钢氧控制含量在800～1200ppm之间，将出脱氧合金以外的目标合金在转炉出钢过程中加入钢水内，从而确保了在进行RH真空处理前钢水氧含量≥600ppm，以充分发挥RH真空处理的脱碳效果，并且将所有增碳量大的合金均在转炉出钢过程中加入了钢水中，以便于后续RH真空处理时脱碳，防止在RH真空处理结束后加入增碳量大的合金导致钢水含碳量增加。
其次，本发明根据钢种成分计算液相线温度，按照过热度20～25℃计算RH钢水理论进站温度，并在RH钢水进站后立即加入调温废钢对钢水进行调温至RH钢水理论进站温度，然后再进行RH真空处理进行脱碳，从而避免了在RH真空处理过程中或结束后向钢水中加入调温废钢造成碳含量增加的问题，而且在RH高真空处理前加入调温废钢和合金，进一步提高了钢水纯净度，对钢材性能有进一步改善，若目标合金中有脱氧合金则在RH真空处理结束后加入钢水中，由于此时真空处理已经结束，即使加入脱氧合金降低了钢水含氧量，对于含碳量也没有较大影响，并且脱氧合金中含碳量也极低甚至不含碳，所以也不会影响控制钢水含碳量，从而达到控制RH钢水出站时钢水质量百分数满足：C≤0.003％；本发明提供的一种控制超低碳钢含碳量的方法，无需引入新的设备，并且工艺简单，能够以较低的成本将超低碳钢的含碳量稳定的控制在0.003％以下，具有良好的经济效益，易于推广。
本发明还提供了一种超低碳钢生产方法，在现有的工艺路径上进行工艺优化，能够以稳定的生产含碳量≤0.003％的超低碳钢，通过降低钢种碳含量能够有效降低超低碳钢的铁损，减少IF钢碳化物的析出，提高Ti和Nb合金的利用率。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
一种控制超低碳钢含碳量的方法，要求在RH钢水出站时钢水质量百分数满足：0.003％，该方法具体包括以下步骤：
转炉控制：
S1.转炉带氧出钢：控制转炉终点碳含量≤0.05％，并在出钢前定氧，控制出钢氧含量在800～1200ppm之间；
S2.转炉合金加入：在转炉出钢的过程中按照合金控制目标向钢水中加入除脱氧合金以外的合金，所述脱氧合金包括铝、硅、钛；
RH控制：
S3.RH温度控制：根据钢种成分计算液相线温度，按照过热度20～25℃计算RH钢水理论进站温度，当RH钢水实际进站温度高于RH钢水理论进站温度，则在RH钢水进站后加入调温废钢对钢水进行调温至RH钢水理论进站温度；
S4.RH真空处理：对钢水进行RH真空处理，待RH真空处理结束后，按照合金控制目标向钢水中加入脱氧合金，RH钢水出站。
一种超低碳钢生产方法，包括转炉冶炼、RH真空处理和连铸，采用上述的控制超低碳钢含碳量的方法。
由于现有技术中需要在RH真空处理过程中或结束后加入合金和调温废钢，导致钢水增碳明显，而且由于RH进站钢水氧含量较低，通常仅能控制在300～500ppm之间，导致RH脱碳效果未能充分发挥，仅能够将钢水碳含量控制在0.05％以下，但难以稳定将钢水碳含量控制在0.003％以下。本发明在现有工艺的基础上进行工艺控制和优化，通过转炉控制将转炉出钢氧控制含量在800～1200ppm之间，将出脱氧合金以外的目标合金均在转炉出钢过程中加入钢水内，从而确保了在进行RH真空处理前钢水氧含量≥600ppm，以充分发挥RH真空处理的脱碳效果，并且将所有增碳量大的合金均在转炉出钢过程中加入了钢水中，以便于后续RH真空处理时脱碳，防止在RH真空处理结束后加入增碳量大的合金导致钢水含碳量增加；并且根据钢种成分计算液相线温度，按照过热度20～25℃计算RH钢水理论进站温度，并在RH钢水进站后立即加入调温废钢对钢水进行调温至RH钢水理论进站温度，然后再进行RH真空处理进行脱碳，从而避免了在RH真空处理过程中或结束后向钢水中加入调温废钢造成碳含量增加的问题，而且在RH高真空处理前加入调温废钢和合金，进一步提高了钢水纯净度，对钢材性能有进一步改善，若目标合金中有脱氧合金则在RH真空处理结束后加入钢水中，由于此时真空处理已经结束，即使加入脱氧合金降低了钢水含氧量，对于含碳量也没有较大影响，并且脱氧合金中含碳量也极低甚至不含碳，所以也不会影响控制钢水含碳量，从而达到控制RH钢水出站时钢水质量百分数满足：C≤0.003％；并提供了一种超低碳钢生产方法，以生产含碳量≤0.003％的超低碳钢。
具体的，本实施例生产连续生产4炉超低碳钢，该超低碳钢具体为无取向硅钢，通过降低钢种碳含量能够有效降低无取向硅钢铁损，减少IF钢碳化物的析出，提高Ti、Nb合金的利用率，该生产方法包括转炉冶炼、RH真空处理和连铸，具体流程如下：控制转炉出钢温度为1600～1700℃，转炉终点氧含量800～1200ppm，在转炉出钢的过程中按照合金控制目标向钢水中加入锰合金，进行锰合金化，RH进站先加调温废钢调整钢水温度至RH钢水理论进站温度(过热度为20～25℃的液相线温度)，然后将真空精炼炉快速抽真空进行RH真空处理(脱碳处理)，RH真空处理结束后向钢水内加入硅合金，然后进行RH钢水出站，钢水进入连铸工序。
表1为工艺流程过程中各环节工艺参数，表2为成品超低碳钢的成分检测表。
表1
| 序号 | 出钢温度/℃ | 出钢氧/ppm | RH进站温度/℃ | RH进站氧/ppm | 调温废钢加入量/Kg |
| 1 | 1664 | 1038 | 1568 | 738 | 0 |
| 2 | 1683 | 1134 | 1581 | 784 | 502 |
| 3 | 1698 | 1242 | 1581 | 872 | 512 |
| 4 | 1691 | 1158 | 1592 | 958 | 489 |
表2
| 序号 | C/％ | Si/％ | Mn/％ | P/％ | S/％ |
| 1 | 0.003 | 0.82 | 0.23 | 0.016 | 0.006 |
| 2 | 0.0028 | 0.92 | 0.33 | 0.016 | 0.006 |
| 3 | 0.0029 | 0.95 | 0.28 | 0.015 | 0.005 |
| 4 | 0.003 | 0.91 | 0.26 | 0.015 | 0.005 |
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (4)
1.一种控制超低碳钢含碳量的方法，其特征在于，要求在RH钢水出站时钢水质量百分数满足：≤0.003％，该方法具体包括以下步骤：
转炉控制：
S1.转炉带氧出钢：控制转炉终点碳含量≤0.05％，并在出钢前定氧，控制出钢氧含量在800～1200ppm之间；
S2.转炉合金加入：在转炉出钢的过程中按照合金控制目标向钢水中加入除脱氧合金以外的合金；
RH控制：
S3.RH温度控制：根据钢种成分计算液相线温度，计算RH钢水理论进站温度，当RH钢水实际进站温度高于RH钢水理论进站温度，则在RH钢水进站后加入调温废钢对钢水进行调温至RH钢水理论进站温度；
S4.RH真空处理：对钢水进行RH真空处理，待RH真空处理结束后，按照合金控制目标向钢水中加入脱氧合金。
2.根据权利要求1所述的一种控制超低碳钢含碳量的方法，其特征在于：所述脱氧合金包括铝、硅、钛。
3.根据权利要求1所述的一种控制超低碳钢含碳量的方法，其特征在于：按照过热度20～25℃计算RH钢水理论进站温度。
4.一种超低碳钢生产方法，包括转炉冶炼、RH真空处理和连铸，其特征在于：采用根据权利要求1-3任一项中所述的控制超低碳钢含碳量的方法。
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