CN116159975A - 一种耐候钢薄板坯高拉速制备工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种耐候钢薄板坯高拉速制备工艺，属于钢铁生产领域，包括转炉冶炼、LF炉精炼，然后连铸得到薄板坯，所述的耐候钢成分包括Cu、Cr、Ti，在转炉冶炼工序中，转炉放钢过程不脱氧，补加铜、铬；转炉后钢水的成分的质量比为：C＜0.05％，Cr0.2％‑0.25％，Cu0.15％‑0.2％；在LF炉精炼过程中，依次完成：加热升温到≥1580℃；补磷、铜、铬；吹氩脱碳；补加硅铁合金至成分Si0.20‑0.22％；补加铝线脱氧；脱硫、锰铁合金化、造渣；差流量搅拌下软吹；喂钙铁包芯线，钙处理后第二次软吹，关闭氩气，添加无碳碱性覆盖剂保温；在连铸过程中，提高拉速至4.9m/min。与现有技术相比较具有低成本，高浇铸拉速的特点。

Description

一种耐候钢薄板坯高拉速制备工艺

技术领域

本发明《一种基于薄板坯的耐候钢低成本稳定浇铸生产方法》(2022101019175)的分案申请，涉及一种钢铁生产方法，特别是一种耐候钢薄板坯高拉速制备工艺。

背景技术

耐候钢主要应用集装箱制造，需求量大，目前在全无头薄板坯产线生产耐候钢，具有低成本，规格薄，各项性能稳定等优点。

但在实际生产过程中，由转炉放钢过程一次性补加硅铁、锰铁、铬铁、磷铁、铜板、铝制品脱氧剂；精炼炉进站补加石灰调渣，脱硫，微调合金成分，补钛铁合金、钙处理；对转炉放钢碳要求高，到站碳含量必须小于0.035％。合金量大，冶炼时间长，进而导致转炉过吹氧高，脱氧剂成本高，氧化性夹杂物生成多，连铸机在浇铸过程中存在结晶器液面波动、热电偶波动等状况，影响拉速稳定，尤其是上到4.6m/min以上拉速时，波动会达到1.5以上，连铸降速较快时会导致轧制当前规格不能满足需求，需要向厚规格过度，影响产品交货时间。

发明内容

本发明的技术任务是针对以上现有技术的不足，提供一种耐候钢薄板坯高拉速制备工艺，该方法通过改善钢水冶炼路径，调整合金加入顺序、改变合金加入方式等，去除钢中夹杂物，提高钢水纯净度，同时进一步降低耐候钢生产成本，稳定结晶器液面及热电偶波动，提高浇铸拉速，从而实现耐候钢的低成本、高质量、大产出。

本发明解决其技术问题的技术方案是：一种耐候钢薄板坯高拉速制备工艺，包括：转炉冶炼、LF炉精炼，然后连铸得到薄板坯，所述的耐候钢成分包括Cu、Cr、Ti，其特征在于：在转炉冶炼工序中，转炉放钢过程不脱氧，补加铜、铬；转炉后钢水的成分的质量比为：C＜0.05％，Cr 0.2％-0.25％，Cu 0.15％-0.2％；在LF炉精炼过程中，依次完成：加热升温到≥1580℃；补磷、铜、铬；吹氩脱碳；补加硅铁合金至成分Si 0.20-0.22％；补加铝线脱氧；脱硫、锰铁合金化、造渣；差流量搅拌下软吹；喂钙铁包芯线，钙处理后第二次软吹，关闭氩气，添加无碳碱性覆盖剂保温；在连铸过程中，提高拉速至4.9m/min。

进一步的，上述的LF炉精炼的吹氩脱碳中，搅拌时间根据到站碳含量及钢中氧情况而定，钢中氧大于350ppm，搅拌时间不超过5min；氧每低20ppm，搅拌时间延长1min，最长不超过10min，以此进行脱碳反应，直至降低钢水碳含量小于0.035％。

进一步的，上述的LF炉精炼的补磷、铜、铬中，按照P 0.06％-0.07％、Cu0.23％-0.24％、Cr0.26-0.28％为目标补加。

进一步的，上述的LF炉精炼的脱硫、锰铁合金化、造渣中，具体为先加入石灰，补加锰铁合金，将锰含量微调至0.35-0.45％，合金化后补石灰，送电加铝粒和电石调渣；造好脱硫渣后，吹氩搅拌，保证钢水S＜0.005％；造渣完成后，喂入钛铁包芯线。

进一步的，上述精炼后钢水的成分的质量比为：C 0.035-0.045％、S≤0.003％、P0.075-0.095％、Cu 0.25-0.29％、Cr 0.30-0.35％、Si0.30-0.50％、Mn0.40-0.50％、Als0.015-0.050％。

与现有技术相比较，本发明具有以下突出的有益效果：

1、降低转炉出钢碳要求，以此可以有效降低钢铁料消耗，降低脱氧剂消耗；保护转炉耐材，提高炉役寿命，铝制品脱氧剂成本降低约0.15Kg/t；

2、硅锰合金分开加入，减少形成硅锰酸盐类夹杂物，降低LF精炼过程脱氧剂使用量；

3、将钛铁合金替换为钛铁包芯线，可以有效提高钛元素的收得率，确保成分稳定，同时减少氧化铁、钛氮化合物的生成；

4、通过差流量控制形成环形流场，提高夹杂物上浮效率，提高钢水纯净度。

5、稳定全无头轧制产线连铸浇铸过程液面和热电偶波动，可提高拉速至4.9m/min。

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。

本发明为一种耐候钢薄板坯高拉速制备工艺，包括：转炉冶炼、LF炉精炼，然后连铸得到薄板坯，进入后续的连轧、冷却、卷取工艺流程。并且，铁水无需预处理。

以下为具体生产步骤和参数，生产钢种为耐候钢，成分含有Cu、Cr、Ti等成分。

1、转炉冶炼

现有标准是转炉出钢要求碳≤0.035％，本发明降低对转炉出钢碳要求，氩站碳含量小于0.05％即可。降低转炉出钢碳要求，以此可以有效降低钢铁料消耗，降低脱氧剂消耗，铝制品脱氧剂成本降低约0.15Kg/t；同时可以保护转炉耐材，提高炉役寿命。

现有标准转炉终点钢水[O]范围600ppm-1000ppm，本发明减少转炉过吹，降低终点氧(300-400ppm)，以此有利于钢铁料消耗降低，炉衬耐材保护；

转炉放钢过程不脱氧，按照目标范围Cr 0.2％-0.25％，Cu 0.15％-0.2％，补加铬铁和铜板；

转炉后钢水的成分的质量比为：C＜0.05％，Cr 0.2％-0.25％，Cu 0.15％-0.2％，其他成分无控制要求。

2、LF炉精炼

在LF炉精炼过程中，在LF炉内进行脱氧、脱硫、成分合金加入以及夹杂物去除；以下步骤中原料加入量以匹配300t钢水量为准。

(1)加热升温

LF炉进站定氧取样，加热升温，将钢水温度升高到≥1580℃；

(2)补磷、铜、铬

依据到站成分，将磷含量按照0.06％-0.07％为目标补加，铜含量、铬含量按照成分Cu 0.23％-0.24％，Cr0.26-0.28％，补加铬铁、铜板；优化方案中，按照Cu 0.23％，Cr0.26补加铬铁、铜板；

(3)吹氩脱碳

将钢包底吹氩气调至旁通阀门，管道压力大于1.6bar，保证钢面整体翻腾，以此可以促进钢中残氧和碳进一步反应生成CO气体，降低钢中碳氧含量；

搅拌时间根据到站碳含量及钢中氧情况而定，钢中氧大于350ppm，搅拌时间不超过5min；氧每低20ppm，搅拌时间延长1min，最长不超过10min，以此进行脱碳反应，直至降低钢水碳含量小于0.035％。

(4)补加硅铁合金

补加硅铁合金至成分硅0.20-0.22％，进行硅合金化；优化方案中，按照Si0.20％为目标补加；

(5)补加铝线脱氧

然后补加1000-1500米铝线脱氧；

(6)脱硫、合金化、造渣

脱氧后加入首批石灰2500-3500Kg，补加低碳锰铁或中碳锰铁合金，如果钢水设计中还含有有Ni或者其他合金则也在此时和锰铁合金一起补入，将锰含量微调至0.35-0.45％，优化方案中，按照下限补加；硅、锰合金分开加入，减少形成硅锰酸盐类夹杂物，降低LF精炼过程脱氧剂使用量；

合金化后补石灰≤1200Kg，送电加铝粒和电石调渣，单次补加铝粒15-35Kg，电石20-30Kg，优化方案中，每分钟补加电石10-20Kg；

造好脱硫渣后，氩气流量调至80m³/h搅拌5-8min。保证钢水S小于0.005％；

依据渣况，如未出现白渣则补加石灰≤500Kg/次；

造渣完成后，喂入钛铁包芯线350-450米，所述的钛铁包芯线中含钛量为70％，且铁、粉比170：396。将钛铁合金替换为钛铁包芯线，可以有效提高钛元素的收得率，确保成分稳定，同时减少氧化铁、钛氮化合物的生成。

(7)软吹

差流量搅拌：分两阶段共计6min，每阶段3min，第一阶段将A侧透气芯氩气开至旁通状态，B侧使用流量50-80m³/h，3min后进行第二阶段B侧透气芯氩气开至旁通状态，A侧使用流量50-80m³/h。以此形成环形流场，促进夹杂物上浮吸附。通过差流量控制形成环形流场，提高夹杂物上浮效率，提高钢水纯净度。

差流量控制后调整氩气软吹8-15min(氩花在钢液面裸露直径50-100mm)，喂钙铁包芯线280m(Ca含量＞97％)，钙处理后第二次软吹8-12分钟。软吹时氩气流量10-30m³/h。

关闭氩气，添加无碳碱性覆盖剂保温，钢水出站上连铸。

精炼后钢水的成分的质量比为：C 0.035-0.045％、S≤0.003％、P0.075-0.095％、Cu 0.25-0.29％、Cr 0.30-0.35％、Si0.30-0.50％、Mn0.40-0.50％、Als0.015-0.050％。

3、连铸

将从LF炉精炼形成的钢水进入连铸连轧产线，连铸浇铸过程液面和热电偶波动＜1，由于钢水纯净度高，因此可，得到1.0-2.5mm规格的薄板坯。

薄板坯经过粗轧、精轧、层流冷却、卷取，得到不同厚度的热轧带钢。

为了更好地比较本申请工艺和现有技术，进行了对比试验。

各实施例组和对照组的铁水预处理和转炉冶炼方法相同，其差异在于LF炉精炼工艺。

转炉冶炼工序中：转炉过吹达到30％，转炉放钢过程不添加脱氧剂合金，转炉后钢水的成分的质量比按照C＜0.05％，Cr 0.23％，Cu 0.18％控制，其他成分无控制要求。

各实施例组和对照组精炼后钢水的成分的质量比按照C 0.038％、S0.0025％、P0.079％、Cu 0.26％、Cr 0.33％、Si0.34％、Mn0.45％、Als0.025％控制。

各实施例组的LF炉精炼工序依据上述步骤公开的参数范围作业。

对照组的LF炉精炼工序中：

(1)加热升温

LF炉进站定氧取样，加热升温，将钢水温度升高到1590℃；

(2)吹氩脱碳

到站氧380ppm，搅拌时间5min；搅拌后碳含量0.034％；

(3)脱氧

补加铝线1500米；

(4)脱硫、合金化、造渣

脱氧后加入首批石灰2000Kg(300t钢水量)，按照预设成分控制要求，顺序补加低碳锰铁、铜板、低碳铬铁、硅铁，送电20分钟，渣面发绿，继续补加石灰400Kg，送电3min渣面发白，进行脱硫搅拌，氩气开至50m³/h搅拌15min，钢中S降至0.006％。脱硫至[S]≤0.003％后向渣面加入20～30kg铝粒，搅拌1～2min重新造渣后再进行钛合金化，钛合金化目标按内控0.025-0.045％控制。

(5)软吹

钢包2个透气芯设定流量为15-25m³/h，流量相同，保证氩花直径为一个篮球大小。

各组结果比较见下表

	脱氧剂使用量	钛元素收得率	钢水纯净度	最大平稳拉速
					实施例1	3.1Kg/t	92％	波动0.5	4.9m/min
实施例2	3.25Kg/t	94.5％	波动0.4	4.9m/min
					实施例3	3.08Kg/t	90.3％	波动0.6	4.9m/min
对照组	3.53Kg/t	72.3％	波动1.8	4.5m/min

各组结果可以看出，使用本发明方法可以降低LF精炼过程脱氧剂使用量、可以有效提高钛元素收得率，通过提高夹杂物上浮效率提高钢水纯净度，最大平稳拉速可提高至4.9m/min。而对照组上到4.6m/min以上拉速时，波动会达到1.5以上，因此最大平稳拉速仅能达到4.5m/min，且连铸降速较快时会导致轧制当前规格不能满足需求，需要向厚规格过度，影响产品交货时间。

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 (5)

1.一种耐候钢薄板坯高拉速制备工艺，包括：转炉冶炼、LF炉精炼，然后连铸得到薄板坯，所述的耐候钢成分包括Cu、Cr、Ti，其特征在于：

在转炉冶炼工序中，转炉放钢过程不脱氧，补加铜、铬；转炉后钢水的成分的质量比为：C＜0.05％，Cr0.2％-0.25％，Cu0.15％-0.2％；

在LF炉精炼过程中，依次完成：加热升温到≥1580℃；补磷、铜、铬；吹氩脱碳；补加硅铁合金至成分Si0.20-0.22％；补加铝线脱氧；脱硫、锰铁合金化、造渣；差流量搅拌下软吹；喂钙铁包芯线，钙处理后第二次软吹，关闭氩气，添加无碳碱性覆盖剂保温；

在连铸过程中，提高拉速至4.9m/min。

2.根据权利要求1所述的耐候钢薄板坯高拉速制备工艺，其特征在于：所述的LF炉精炼的吹氩脱碳中，搅拌时间根据到站碳含量及钢中氧情况而定，钢中氧大于350ppm，搅拌时间不超过5min；氧每低20ppm，搅拌时间延长1min，最长不超过10min，以此进行脱碳反应，直至降低钢水碳含量小于0.035％。

3.根据权利要求2所述的耐候钢薄板坯高拉速制备工艺，其特征在于：所述的LF炉精炼的补磷、铜、铬中，按照P0.06％-0.07％、Cu0.23％-0.24％、Cr0.26-0.28％为目标补加。

4.根据权利要求1所述的耐候钢薄板坯高拉速制备工艺，其特征在于：所述的LF炉精炼的脱硫、锰铁合金化、造渣中，具体为先加入石灰，补加锰铁合金，将锰含量微调至0.35-0.45％，合金化后补石灰，送电加铝粒和电石调渣；造好脱硫渣后，吹氩搅拌，保证钢水S＜0.005％；造渣完成后，喂入钛铁包芯线。

5.根据权利要求1所述的耐候钢薄板坯高拉速制备工艺，其特征在于：

所述精炼后钢水的成分的质量比为：C0.035-0.045％、S≤0.003％、P0.075-0.095％、Cu0.25-0.29％、Cr0.30-0.35％、Si0.30-0.50％、Mn0.40-0.50％、Als0.015-0.050％。