CN116904863A - 一种高洁净度高碳钢及其低碳排生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高洁净度高碳钢及其低碳排生产方法，该高洁净度高碳钢中C质量百分数：0.5‑1.0%、P≤0.006%、N≤0.0030%。其低碳排生产方法为电炉冶炼—RH真空—大方坯连铸—开坯及修磨—高线轧制—斯太尔摩风冷—成品盘条。采用本发明技术实现高废钢比条件下低C排放、低气体含量、低杂质元素、高洁净度的控制目标。

Description

一种高洁净度高碳钢及其低碳排生产方法
技术领域
本发明涉及一种高洁净度高碳钢及其低碳排生产方法，属于炼钢的技术领域。
背景技术
随着碳中和目标的推进，钢铁行业也在积极寻求降低碳排放制造工艺技术方法。电炉流程全废钢或低铁水比（≤30%）冶炼，可以取消高炉炼铁或减少铁水用量，进而大幅降低碳排放量。但电炉采用全废钢或低铁水比冶炼时，由于铁水量少，无法进行KR脱硫处理，精炼深脱硫压力大；此外，由于废钢用量大，使杂质元素控制难度增大，如Al、Ti、Cu等；同时，电炉废钢比高则通电时间长，易造成钢水中氮含量大幅升高，常规工艺RH脱氮能力有限，VD脱氮过程渣金反应剧烈，并加剧耐材侵蚀，使夹杂物无法控制。综合导致高品质高碳钢线材产品在电炉流程采用全废钢或低铁水比模式的生产比例较低，如高强弹簧钢、帘线钢、缆索钢等。此外，电炉流程全废钢或低铁水比生产高品质高碳钢线材产品，除了需要控制钢水洁净度外，还需对连铸坯偏析及裂纹、盘条组织及表面质量等加以全面控制，才能获得质量优良的高碳钢线材产品。为了解决上述技术问题，本发明提供一种高洁净度高碳钢及其低碳排生产方法。
高碳钢线材产品种类多、用途广泛，以弹簧钢、帘线钢、缆索钢等为代表的中高端高碳钢产品，对生产过程中洁净度、偏析、裂纹、表面质量等控制要求非要严格。弹簧是重要的基础件，广泛应用于汽车、机械、铁路等领域。作为安全性承载部件，弹簧在服役过程中要承担高周交变载荷，其失效方式主要是疲劳断裂。大量研究表明，对于高强度、高周疲劳弹簧，气体含量、杂质元素、大尺寸夹杂物、脆性夹杂物、偏析、表面质量等是引起疲劳失效的主要原因。帘线钢作为汽车轮胎橡胶中骨架类支撑材料，对其质量稳定性有极高的要求，大尺寸夹杂物、偏析、异常组织等是造成拉拔断裂和扭转合股断裂的主要原因，严重影响产品质量稳定性，进而影响汽车使用安全性。桥梁缆索钢主要应用于大型桥梁工程，其对磷含量、大尺寸夹杂、偏析、网碳、表面质量等较为敏感，拉拔过程中会因为上述缺陷造成脆断或扭转断裂，影响产品质量，进而影响工程质量及安全性。
高品质高碳钢线材，一般采用高炉—KR铁水预处理—转炉—精炼（LF或LF-VD/RH）—连铸工艺生产，生产流程长。主要因为电炉冶炼流程杂质元素、气体含量、夹杂物等无法稳定控制。采用全废钢或低铁水比冶炼时，由于无法进行KR脱硫处理，精炼脱硫压力较大，精炼长时间深脱硫处理会促使钢水吸气量增大及卷渣污染钢水；同时，高端线材产品为了控制钢水中氧化铝、镁铝尖晶石、氧化钛及氮化钛类硬质夹杂，对钢水中Al、Ti含量控制极为严格，同时为了稳定产品性能，Cu、Mo、Sn等元素也需要严格控制，而废钢比的增大使杂质元素控制难度增加；另外，废钢比提高电炉冶炼通电时间延长，导致钢水N含量比转炉流程高，而常规工艺RH脱碳能力较差，VD脱氮能力强于RH，但若使用VD长时间搅拌脱气，对耐材侵蚀加重、渣金反应剧烈，综合导致夹杂物类型不可控，钢水洁净度差。此外，为了保证高碳钢线材产品的质量，除了气体含量、杂质元素等控制外，要需要对连铸坯偏析及裂纹、盘条组织及表面质量等均加以严格控制，以便获得高纯净度、高质量的线材产品。
专利2022111781023提供了一种中优质薄规格碳素工具钢的生产工艺，采用低排放短流程无头带钢生产工艺，包含采用量子电炉冶炼钢水工序，LF精炼进行炉外钢水精炼工序，VOD或RH精炼 进行炉外钢水精炼工序，ESP连铸连轧无头带钢轧制工序，将上述生产工序有效结合形成全新的无头带钢生产工艺生产中优质薄规格碳素工具钢，生产设定规格以下的高碳钢，本发明能够有效的降低带钢产品生产过程中的能源消耗和有害排放。但其电炉主要采用大装入量，出钢留钢进行生产。由于其对废钢种类等未做分类管理，杂质元素含量控制无法保证，成品P、Cu、Ni等杂质元素含量整体偏高。此外，其工艺路线选择RH或VOD后再经过LF精炼处理，精炼过程均开大底吹搅拌，渣金反应剧烈，对钢水夹杂物及洁净度控制均不利。
专利202110338648X提供了一种高洁净度弹簧钢及其生产方法，采用铁水深脱硫、转炉脱磷、LF精炼、RH真空、连铸流程生产，铁水进行脱硫至铁水中S≤0.0015％；转炉吹炼得到P≤0.011％的钢液，精准控制转炉出钢和精炼过程底吹，并结合RH真空处理工艺、中间包感应加热技术，全程控制钢水夹杂物，获得具有高的洁净度弹簧钢盘条。但其采用高碱度渣系，其中CaO 55-60%，SiO2 20-25%，由于弹簧钢中C、Si含量高，在高碱度条件下，Si元素会将渣或耐材中Al2O3还原，造成钢水夹杂物中氧化铝组分升高，高熔点硅铝酸盐夹杂、脆性夹杂物出现的概率大幅增加，对弹簧钢疲劳寿命控制不利。
专利2022109583109提供了一种弹簧钢线材及其生产方法，该工艺通过冶炼过程及部分辅料控制钢水中的P、S、Al、Ti等杂质元素及气体含量，通过连铸大压下控制铸坯偏析，结合加热度采用缩短保温时间、低温加热的方式以及控制炉内气氛、全修磨控制表层脱碳，实现弹簧钢整体质量的控制。该工艺虽然通过KR和转炉控制回硫，精炼和真空过程采用高碱度渣系脱硫，但是高碱度渣系会导致钢水中夹杂物Al2O3、CaO组分大幅增加，对夹杂物类型控制不利。此外，由于是硅锰脱氧钢，酸性夹杂物对耐材有一定的侵蚀作用，同时高碳钢在真空下C对耐材氧化物的还原侵蚀也较为严重，该专利提供的方法未对真空、连铸等耐材提供控制技术方法，不利于外来大尺寸夹杂物的控制；同时，连铸压下按照凝固中心简单分围三段来压，单段压下量过大，可能会导致铸坯内部裂纹等问题；而加热炉中采用低保温时间及低加热温度加热铸坯，不利于元素扩散和偏析的减弱消除；此外，采用线材作为打包带，易造成弹簧盘条表面勒痕和划伤。
专利2016102603055提供了一种用于弹簧钢夹杂物控制的冶炼工艺，包括：1）电炉初炼；2）吹氩；3）LF炉精炼；4）VD炉精炼；5）连铸；电炉初炼出钢过程中采用Si/Mn无铝脱氧工艺进行预脱氧，并同时采用活性石灰、复合剂和精炼渣。虽然能很好地控制钢中脆性夹杂物，但精炼后期的炉渣碱度控制在0.7-1.4，酸性炉渣对钢包、连铸中间包耐材侵蚀严重，易造成外来夹杂物超标，影响弹簧疲劳寿命。
专利2018115248243一种超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条及其生产方法，所述生产方法包括转炉冶炼、LF炉精炼、大方坯连铸、开坯、热轧坯抛丸探伤修磨、钢坯加热、控制轧制、控制冷却工序。该发明生产的超重荷重模具弹簧用弹簧钢热轧盘条具有良好的表面脱碳、内部偏析与洁净度控制，加工成的异性截面弹簧钢丝可用于卷制超重荷重模具弹簧。但采用10-20℃低过热度浇注，既不利于夹杂物的上浮去除，同时对压下量及压后铸坯微裂纹控制均不利。此外，采用酸性预熔型精炼渣，但耐材、辅料等均未做管控，会导致耐材侵蚀加剧，外来杂质元素和夹杂物增多，对高强弹簧钢整体质量控制不利。
专利2020111278482提供了一种2300MPa预应力钢绞线用盘条及其生产方法。盘条生产依次经过“铁水预脱硫→转炉冶炼→炉外精炼→大方坯连铸→开坯→高线轧制→风冷→盐浴处理”等工艺过程。连铸中间包钢水过热度12-25℃，采用电磁搅拌、动态轻压下等措施减小凝固偏析，采用大方坯两火成材轧制工艺，相变之前强冷，抑制网状渗碳体形成，盐浴处理后盘条组织：索氏体≥95％，网碳≤1级。但是，采用低过热度浇注，对夹杂物上浮和大压下造成的裂纹控制不利。铸坯经过轧制后，还需经过盐浴工序处理，整体工艺流程长，生产成本高。
专利2021110884598提供了一种深拉拔高碳钢盘条的生产方法，钢的化学成分，C：0.69-1.02%，Si：0.15-0.35%，Mn：0.40-0.90%，Cr≤0.35%，P≤0.025%，S≤0.025%，余量为铁和不可避免的杂质。连铸采用专用保护渣及大倒角结晶器，高线加热采用高温，控制保温时间以及采用氧化性气氛增加钢坯表面在加热炉烧损，盘条表面网状渗碳体≤0.5级。但适用的高碳钢盘条P、S等杂质元素整体含量高，洁净度差。加热炉采用强化性气氛，会导致坯料表层脱碳严重，增大修磨了，对生产成本及盘条质量控制不利，不适用与高品质高碳钢线材产品的生产。
高碳钢线材产品对杂质元素、夹杂物、成分及组织均匀性等均具有严格的要求，尤其是高端用途线材产品，如汽车悬架弹簧、高级别帘线钢及金刚线、高强桥梁缆索钢等。因此，为了在电炉流程高废钢比冶炼模式条件下获得高质量的高碳钢产品，需要从控制杂质元素含量、夹杂物类型及尺寸、成分组织均匀性、盘条表面质量等全面研究和设计电炉流程制造工艺。分析表面，脆性夹杂物、大尺寸硅酸盐夹杂物等是造成高碳钢产品质量及性能下降的关键因素之一，因此，需通过控制钢水中Al、Ti及N含量，防止形成氧化铝、镁铝尖晶石、氮化钛等硬质夹杂；对于脱氧产物、渣金反应等形成的夹杂物还需要从塑性化、小尺寸化两方面进行控制。另外，还需通过控制P、S含量来降低其造成产品冷脆性、热脆性等质量问题。同时也需要精准控制盘条成分及组织均匀性、表面质量等，主要通过连铸、轧制过程进行控制，连铸过程通过控制钢水过热度、冷却水强度、压下工艺等，获得组分均匀性高的铸坯，结合开坯修磨、控轧控冷技术，减轻偏析、网碳及表面质量等问题。进而获得高纯净度、高质量、低碳排放的高碳钢盘条。
发明内容
为了解决上述存在的问题，本发明公开了一种高洁净度高碳钢及其低碳排生产方法，其具体技术方案如下：
一种高洁净度高碳钢，所述高洁净度高碳钢盘条除Si、Mn、Cr、V合金元素及Fe元素外，还包括按质量百分数计如下的化学成分：C：0.5-1.0%、P≤0.006%、S≤0.0035%、T.O≤0.0010%、N≤0.0030%、H≤0.0002%、Alt≤0.0015%、Ti≤0.0008%、Ni≤0.02%、Cu≤0.015%、Mo≤0.005%、Sn≤0.010%、As≤0.008%。
进一步的，所述高洁净度高碳钢盘条中夹杂物主要为SiO2-MnO类低熔点夹杂物，1μm以上夹杂物数量密度≤5个/mm2，5μm以上夹杂物数量密度≤0.12个/mm2，横向最大尺寸夹杂物≤15μm，纵向夹杂物A、B、C、D、Ds类夹杂评级均≤1级，脆性夹杂物尺寸≤5μm。
进一步的，所述的高洁净度高碳钢铸坯C偏析指数0.96-1.04，无裂纹缺陷；盘条金相组织中，以体积百分比计，索氏体和珠光体≥97%，晶粒度8-10级；盘条横截面上偏析最严重区域与其他基体区域，以质量百分比计，碳含量比值≤1.04、Si含量比值≤1.15、Mn含量比值≤1.12、Cr含量比值≤1.10、V含量比值≤1.15，且硬度差≤25HV。
进一步的，所述的低碳排生产方法，炼钢、连铸、轧钢C排放总量低于180kg/吨钢。
一种高洁净度高碳钢的低碳排生产方法，所述低碳排生产方法的生产工艺流程包括：电炉冶炼—RH真空—大方坯连铸—开坯及修磨—高线轧制—斯太尔摩风冷—成品盘条；具体包括以下步骤：
步骤1：电炉冶炼，将废钢投放进电炉进行冶炼，直到完全成为钢水，电炉装入量为115±5t，留钢量15-30%，选用优质废钢冶炼，所用电力均来源于水电或光伏发电；
步骤2：电炉出钢，出钢过程采用滑板挡渣，出钢开始时，根据钢水C含量选择预脱氧方式，C含量≤0.35%时，先向钢包中加10-20%的低氮增碳剂、20-30%金属锰进行预脱氧，出钢过程不开底吹，出钢结束，底吹流量控制400-800NL/min；C含量＞0.35%时，沸腾出钢，出钢全程底吹流量200-300NL/min，出钢90%时加碳化硅、合成渣、石灰对炉渣脱氧及造渣，出钢结束钢水运至RH处理；
步骤3：RH炉精炼，RH进站温度≥1595℃，RH进站快速抽真空处理，然后脱氧、脱硫处理，净循环处理后破空出钢，运至连铸平台静置8min以上，开始浇注；
步骤4：采用方坯连铸，连铸全程保护浇注，采用高碱度、低氧化铝中间包覆盖剂，利用中包电磁感应加热设备将中间包钢水过热度控制波动≤5℃，中间包过热度15-40℃；采用整体浸入式水口浇注，浸入式水口插入深度10-15mm，结晶器电磁搅拌电流500-900A，频率6-8Hz，结晶器锥度根据合金元素含量在1.05-1.15%调整；连铸拉速控制在0.50-0.65m/min，铸坯压下量控制控制15-28mm，得到铸坯C偏析指数0.96-1.04，铸坯热装热送，坯料表面温度≥450℃，角部温度≥400℃；
步骤5：开坯修磨，控制表面质量；
步骤6：高线轧制，改善表层脱碳；
步骤7：斯太尔摩风冷，控制冷却强度，改进组织及性能。
进一步的，所述步骤1中电炉通电升温，冶炼前期加石灰、轻烧造渣，开底吹搅拌，底吹氩气流量5-10Nm3/min；废钢全部熔化后，分批次加石灰、轻烧、球团造渣，废钢熔化后底吹切换为氧气，底吹氧气流量30-60Nm3/min，根据废钢Al、Ti、Si含量调节吹氧时间，冶炼全程开侧壁枪吹氩气，流量2-5Nm3/min；底吹氧气过程加石灰、轻烧、球团调节温度及脱磷，渣中T.Fe含量15-25%，通过底吹氧造泡沫渣及加强搅拌，促进过程流渣，加强脱磷，控制通电功率使钢水温度控制在1520-1550℃，将钢水中P含量脱至0.005%以下，然后倒渣，倒渣结束，再加石灰、轻烧、球团造渣，炉渣碱度控制5.0以上，TFe含量8-15%，停止底吹氧，重新切换为吹氩，流量5-10Nm3/min，大功率通电升温，加入适量低氮增碳剂调整钢水C含量，钢水温度升至1645℃以上，C含量0.10-0.50%，氧含量≤0.03%，出钢。
进一步的，所述步骤2中，电炉出钢加入碳化硅1.0-2.0kg/t，合成渣10-12kg/t，石灰1.5-3.5kg/t。
进一步的，所述步骤3中，RH进站快速抽真空处理具体为：按顺序打开三台水环泵和E4、E3、E2、E1蒸汽泵，5分钟内将真空室工作压力降至1mbar以下，提升气体流量为200-250Nm3/min，深真空处理时间≥20min。
进一步的，所述步骤3中，然后脱氧处理具体为：根据进站成分，若C含量≥0.35%，先深真空下自然碳脱碳氧5min以上；若C含量＜0.35%，按目标值0.45%加入低氮增碳剂脱氧5min以上，然后加入碳化硅继续脱氧，并取样检测成分，根据成分检测结果，再补加低氮增碳剂、超纯硅、金属锰、铬铁、钒铁中的一种或多种进行合金化，达到目标成分；
脱硫处理具体为：合金化结束继续深真空处理5min以上，然后关闭三台水环泵与E4蒸汽泵，钢包下降15-25cm，升高真空室压力至20mbar以上，提升气体流量降为100-120Nm3/min，根据钢水S含量确定脱硫剂加入量，分批次加入脱硫剂完成后，净循环≥5min，破空出钢。
进一步的，所述步骤4采用方坯连铸，连铸机为直弧型矩形坯连铸机，连铸坯断面尺寸为300mm×390mm，弧半径为12.5m；
中包感应加热功率2500-3500KW，正常浇注中间包吨位波动≤1吨，换包时吨位下降≤5吨，结晶器水量2700-3000NL/min，二冷段1.5米以内采用强冷，水量600-800NL/min，后段采用缓冷，水量400-600NL/min。
进一步的，所述步骤5开坯修磨，采用大方坯浇注时，将所述连铸坯在开坯加热炉中加热及均热保温，开坯轧制后得到140mm×140mm的轧坯，对轧坯进行磁粉探伤，然后对表面全修磨，表面有明显探伤缺陷的位置再进行点修，修磨平均深度≥0.5mm。
进一步的，所述步骤6高线轧制，将修磨后的轧坯表面喷耐高温涂层，但所述高碳钢Si含量≤0.6%时，涂层厚度0.1-0.3mm，Si含量0.6-1.0%时，涂层厚度0.3-0.5mm，Si含量＞1.0%时，涂层厚度0.5-1.0mm；
将所述喷涂后的轧坯在轧钢加热炉中加热及均热保温，使用天然气加热，控制空燃比9.5-10.1，所述轧坯料出加热炉开轧温度为1000-1150℃，精轧入口温度850-970℃、精轧出口温度1000-1060℃。
进一步的，所述步骤7：斯太尔摩风冷，将在高线轧制工序中得到的轧后所述线材采用斯太尔摩风冷线控制风冷冷却工艺，斯太尔摩风冷线吐丝温度控制在850-950℃。
进一步的，所述电炉所用优质废钢包括但不限于硅钢、管线钢、桥梁钢、汽车板、弹簧钢、帘线钢、缆索钢，成分包括P≤0.035%，S≤0.008%，Ti≤0.015%，Ni≤0.025%、Cu≤0.018%、Mo≤0.006%、Sn≤0.015%、As≤0.01%，其余为常规C、Si、Al、Mn以及Fe元素。
进一步的，所述电炉出钢加入的低碳增碳剂N含量≤0.035%，C含量≥99%，其余为不可避免的杂质元素；
金属锰中Mn元素含量≥98.5%、P含量≤0.006%、S含量≤0.003%、Ti含量≤0.0035%、Al含量≤0.005%，其余为铁和不可避免的杂质元素；
碳化硅中SiC含量≥98%，以及其它不可避免的杂质元素；
电炉出钢所加入的合成渣主要成分包括：CaO：55-65%、SiO2 10-20%、CaF2 3-8%、MnO 1-3%、MgO 1-5%、Al2O3≤3%，以及其他不可避免的杂质组分；加入合成渣、石灰进行造渣，炉渣碱度2.0-3.5，合成渣粒度小于等于3mm占比≥90%，3-5mm占比≥5%，其余为5mm以上，水分≤1.0%。
进一步的，所述RH所用的低碳增碳剂N含量≤0.035%，C含量≥99%，其余为不可避免的杂质元素；
金属锰中Mn元素含量≥99%、Ti含量≤0.003%、Al含量≤0.005%、P含量≤0.0065%、S含量≤0.0035%，其余为铁和不可避免的杂质元素；
碳化硅中SiC含量≥98%，以及其它不可避免的杂质元素；
超纯硅中Si含量80-85%、Al含量≤0.0035%、Ti含量≤0.001%、P含量≤0.005%、S含量≤0.0025%，其余为铁和不可避免的杂质元素；
铬铁中Cr含量55-60%、C含量≤1.8%、S含量≤0.006%、P含量≤0.013%，其余为铁和不可避免的杂质元素；
钒铁中V含量45-50%，C含量≤1.6%、S含量≤0.005%、P含量≤0.012%，其余为铁和不可避免的杂质元素；
脱硫剂成分包括：CaO 70-80%、CaF2 15-25%，MgO 1-3%，SiO2≤2%，以及其他不可避免的杂质组分，粒度3-8mm占比≥90%，最大不超过10mm。
进一步的，所述所用的钢包砖为高强度、高致密度镁碳砖，抗折强度≥45MPa，致密度2.8-3.5g/cm3，气孔率≤9.0%，其中，MgO含量≥85%，C含量3-8%，Al2O3含量≤3.0%，其余为其它不可避免的组分。
进一步的，所述所用的RH真空炉的浸渍管、底部槽所用耐材主要为高质量的超低碳镁铬砖，抗折强度≥48MPa，致密度3.2-3.6g/cm3，气孔率≤8.0%，其中C含量≤1.5%，MgO：85-95%，Cr2O3:5-12，以及其他不可避免的杂质组分。
进一步的，所述连铸高碱度、低氧化铝中间包覆盖剂成分包括：碱度CaO/SiO2为1.2-1.5，Al2O3≤2%，CaF2 3-8%，MgO 3-6%，以及其他不可避免的组分；
中包内壁镁质喷涂料粒度≤2mm占比70-80%，2-3mm占比20%以上，3mm以上占比≤5%，成分包括MgO≥80%，CaO 5-10%，SiO2 1-3%，以及其他不可避免的组分；
结晶器保护渣熔点1000-1100℃，黏度0.3-0.45Pa•s，包括质量成分：C：15-20%，CaO/SiO2：0.6-0.8%，Na2O：10-15%，Al2O3 ≤3%，MgO ≤1%，CaF2：3-6%，以及其他不可避免的杂质组分。
进一步的，所述塞棒、水口材质包括镁碳质，塞棒材质还包括MgO含量80-85%，C含量8-12%，Al2O3含量≤1.5%，SiC含量1-4%，SiO2含量2-3%，以及其他不可避免的杂质组分，密度2.4-2.7g/cm3，气孔率≤14%，抗折强度≥40MPa；
浸入式水口内壁厚度5-7mm，致密度2.5-2.8g/cm3，气孔率≤13%，成分包括MgO和C总含量≥90%，其中含量SiC 3-5%，以及其他不可避免杂质组分。
进一步的，所述连铸工序中连铸机包括11台拉矫机，沿拉坯方向依次排布，其中第1拉矫机到第4拉矫机分布在矫直段，第1拉矫机压力为30-40bar，此后每个拉矫机压力逐步递增5-15bar；第5拉矫机到第11拉矫机分布在水平段，第5拉矫机压力为75-85bar，此后每个拉矫机递增到5-10bar，第10、11拉矫机在第9拉矫机压力下减少10-20bar。
进一步的，所述轧坯进加热炉前喷涂层防护，涂料粒度90%以上在120-200目，成分包括硅酸钙、铝酸钙、镁铝尖晶石、氧化锆、石墨碳以及少量碱金属氧化物、无机粘结剂、表面活性剂等物质混合组成，1600℃以内不分解。
进一步的，轧坯进加热炉加热，预热段，炉温控制750-850℃，时间40-60min；加热段温度900-1100℃，时间60-80min；均热段1100-1250℃，时间60-80min。
进一步的，采用斯太尔摩线控制风冷冷却工艺，风冷线上1#至3#风机风量为100%，4#至7#风机风量为60-80%、8#、9#风机风量为40-50%，其余风机风量开启10-20%或关闭。
进一步的，所述的方法制得的高洁净度高碳钢盘条。
进一步的，所述的高洁净度高碳钢盘条T.O含量≤10ppm，索氏体和珠光体≥97%，C含量偏析值≤1.04，表面无微裂纹、凹坑、结疤、划伤缺陷，且盘条表面无全脱碳层，可用于制备强度1600-2200MPa级高强弹簧钢、1800-2200MPa级桥梁缆索钢、拉拔直径0.05mm以上的帘线钢丝或高强金刚线。
本发明还申请保护：由本发明方法制得的高洁净度高碳钢。
本发明还申请保护：由高洁净度高碳钢制得的盘条。
进一步的，所述盘条T.O含量≤10ppm，索氏体和珠光体≥97%，C含量偏析值≤1.04，表面无微裂纹、凹坑、结疤、划伤缺陷，且盘条表面无全脱碳层。
本发明还申请保护：由盘条制备的强度1600-2200MPa级高强弹簧钢、1800-2200MPa级桥梁缆索钢、拉拔直径0.05mm以上的帘线钢丝或高强金刚线。
本发明冶炼工艺的原理如下：
帘线钢需要良好的拉拔和合股扭转性能、弹簧钢需要较高的抗疲劳性能、缆索钢对材料的扭转性能要求高，此类高性能要求的高碳钢线材产品对气体气体含量、洁净度、偏析、脱碳、表面质量等均有非常高的要求。为了在低碳排放的条件下获得高纯净的钢液、高均质化的铸坯以及高纯净度的盘条，本发明在常规冶炼工艺的基础上，创新性的设计了电炉—RH真空短流程高效低碳排冶炼技术。
首先，冶炼阶段选用低硫、低磷，且不易氧化元素含量低的废钢原料，结合铁水轻脱硫、RH脱硫操作，实现钢水硫含量的控制。电炉通过炉壁枪侧吹氩气、底吹氧气，减少电炉冶炼阶段吸气；底吹适量吹入氧气，脱碳产生大量CO气体，进一步加强钢水脱氮，同时脱除废钢中带入的Al、Ti、P等杂质元素，并为钢水提供了化学热，减少了通电升温；另外，底吹氧钢水搅动效果非常强，结合石灰、球团造渣，实现大底吹搅拌脱磷，实现超低磷冶炼。结合电炉冶炼过程流渣、倒渣操作，将杂质元素去除较为彻底。
其次，电炉出钢采用留钢操作，为提高下一炉次的冶炼效率做准备，出钢过程采用弱脱氧或沸腾出钢，钢水中含量一定量的氧，出钢过程大幅降低了空气吸氮，出钢后直上RH，RH前期利用碳脱氧，结合深真空操作，进一步降低钢水N含量；中后期脱氧合金化后将钢水氧含量脱至极低水平，再通过工艺参数条件降低钢水循环流量及强度，减轻对耐材冲刷以及湍流造成的夹杂物回流问题，促进夹杂物进一步上浮。电炉弱脱氧或沸腾出钢直上RH真空炉，利用碳、硅、锰脱氧，可以实现夹杂物精准控制，主要控制为高SiO2组分的SiO2-MnO类夹杂物，实现了夹杂物组分的精准控制。采用本发明技术实现低气体含量、低杂质元素、高洁净度的控制目标。本发明技术克服了电炉流程气体及杂质元素含量高、洁净度控制困难等技术难题。
再次，通过电炉底吹弱吹氧工艺，结合流渣、排渣等操作，将Al、Ti、P含量降至极低水平，同时弱脱氧或沸腾出钢与高碱度渣系设计，加强Al、Ti元素的氧化，同时吸附Al、Ti等脱氧产物，并减弱了对耐材的侵蚀，减少了后继过程氧化铝、镁铝尖晶石、氧化钛、氮化钛等内生或外来脆性夹杂物的生成。采用低氧化铝含量的钢包耐材、真空炉耐材、连铸三大件等，进一步减少了氧化铝夹杂物的来源，同时对耐材质量提高要求，减少了耐材侵蚀，避免镁质外来夹杂。根据相关研究结果，氧化铝、氧化镁、镁铝尖晶石等高熔点外来夹杂才是造成高端线材产品拉拔断裂、疲劳失效的关键问题。因此，真空炉中后期采用弱循环搅动模式，避免钢水对耐材持续高强度的冲刷，使少量的耐材侵蚀形成的复合夹杂物进一步上浮去除，破空后进一步软搅拌、镇静，促进夹杂物上浮，获得高纯净度钢水。
另外，连铸过程利用高镁质喷补料吸附夹杂物，同时利用中包电磁感应加热、结晶器电磁搅拌等技术进一步促进夹杂物上浮去除。连铸过程采用窄区间稳定过热度浇注，根据钢水C、Si含量调节合适的过热度，C含量低、Si含量高，过热度适量提高，避免了低过热度导致坯料硬度过大，易因为压下或矫直造成裂纹，过热度适量提高，有助于压下，结合控制合适的压下量，可以显著改善铸坯偏析问题。C含量高、Si含量低，过热度适量降低，但仍较传统工艺高，匹配合适的压下工艺、冷却水量，确保各区段液相区比例，采用压下量逐渐递减模式，确保总压下量不变，减弱中心偏析，同时避免压下量过大造成内部裂纹等问题；控制稳定的结晶器液面波动，可杜绝结晶器卷渣问题的发生。转炉出钢弱脱氧工艺、RH真空脱气等技术，结合连铸冷却强度控制与恒拉速浇注技术，减少析出物的产生。
最后，加热炉采用高温加热、延长保温时间的技术思路，进一步促进合金元素的扩散均匀，减少偏析、网碳等问题；同时开坯后采用全修磨技术，消除原始铸坯表面质量问题，轧制坯采用耐高温脱层，减轻铸坯表面脱碳问题，提高组织性能均匀性。利用控制控冷技术，得到索氏体和珠光体组织，减少马氏体和铁素体组织，获得高洁净度高碳钢盘条产品。
本发明的有益效果是：
（1）与常规高碳钢线材生产工艺相比，取消了高炉、KR铁水预处理、LF精炼工序，实现了短流程生产，同时电炉采取全废钢绿色电力能源冶炼模式以及高效碳脱氧模式，降低了炼钢碳排放量和合金消耗量；连铸高效热装热送模式，大幅降低了轧钢工序能源消耗，开发设计的高碳钢线材短流程生产模式碳排放量低，合金消耗少，对环保、成本、质量均具有重要意义。
（2）常规工艺冶炼高品质高碳钢线材，一般脱硫任务主要在KR和LF精炼工位，本发明取消了KR、LF精炼工序，在电炉、RH工序联合将钢水中S含量控制在极低的水平，缩短了冶炼流程，有效避免了精炼大量脱硫造成的卷渣及夹杂物类型的改变，可有效降低夹杂物尺寸，并精准控制夹杂物的类型；同时，取消精炼工序可大幅提升生产效率，降低冶炼成本。
（3）侧壁吹气保护结合底吹氩氧冶炼模式，有效控制电炉冶炼过程钢水增氮，结合电炉弱脱氧或沸腾出钢直上RH处理工艺，大幅降低出钢过程钢水吸氮问题，并利用RH深真空下碳脱氧反应，产生的CO可辅助钢水脱氮，同时，大提升气体流量吹炼的氩气泡也可以辅助脱氮，进一步降低N、O含量，对控制N含量和钢水洁净度非常有利。
（4）电炉底吹氧模式比侧壁枪吹氧对钢水搅动强度更大，脱碳及脱磷效率更高，同时，脱除废钢带入的Al、Ti等有害元素，并为电炉冶炼过程提供了热源，减少通电时间；结合钢包、RH真空炉、连铸耐材及辅料全部选用高纯净度标准材质，减轻高碳、硅酸盐夹杂物等造成的侵蚀问题，有效控制外来夹杂物，为高品线材外来有害夹杂物提供了有效的控制方法。
（5）全流程系统设计考虑钢中各类杂质元素及夹杂物控制，降低钢中杂质元素含量和气体含量，同时大幅降低内生和外来夹杂物尺寸和数量，在电炉弱脱氧或沸腾出钢直上RH真空的基础上，电炉出钢过程采用硅酸钙系稳定相高碱度合成渣，进一步减少CaO类夹杂向钢水中传输，并加强了对SiO2类酸性夹杂物的吸附，在RH真空条件下进行脱氧合金化，可以实现高SiO2组分夹杂物的精准控制。
（6）采用精准控制中包钢水过热度、分段式精准压下控制工艺技术，降低铸坯偏析；结合坯料涂层防护技术，实施加热炉高温、长时保温技术，进一步促进元素扩散均匀，同时有效控制铸坯表层脱碳问题；并结合斯太尔摩风冷风冷控制工艺，控制盘条组织性能，并减轻盘条偏析及网碳问题，全方位的提升盘条质量。
本发明电炉采用全废钢冶炼，然后电炉高碳、高温出钢，采用绿电冶炼，减少电炉吹氧量；采取了电炉废钢控制、低磷钢冶炼工艺技术；电炉出钢加部分碳粉和部分金属锰弱脱氧或不脱氧控制技术，控制钢水氧含量，减少Al、Ti含量，同时降低钢水吸氮；然后加入特定物相的高碱度碱度合成渣，加强夹杂物吸附，控制夹杂物类型；不经过精炼处理，直上RH真空炉，RH过程采取分步脱氧，采用碳化硅先脱氧，减少碳排放，控制总氧含量和夹杂物类型，并通过关闭部分蒸汽泵、降低浸渍管插入深度，提升气体流量等降低循环流量，减轻对耐材的侵蚀，加强夹杂物去除，提高洁净度；结合中包耐材、合金及辅料部分理化指标控制，减少外来脆性夹杂物；连铸控制覆盖剂、保护渣等吸附夹杂物，提高洁净度；连铸采用中包感应加热、过热度控制、结晶器锥度、大压下及精准控制冷却水量等技术，减轻偏析；高温加热、坯料防护、增加加热时间、控制风机风量等减轻偏析，提高盘条质量等。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明。应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
一种高洁净度高碳钢，所述高洁净度高碳钢盘条除Si、Mn、Cr、V合金元素及Fe元素外，还包括按质量百分数计如下的化学成分：C：0.5-1.0%、P≤0.006%、S≤0.0035%、T.O≤0.0010%、N≤0.0030%、H≤0.0002%、Alt≤0.0015%、Ti≤0.0008%、Ni≤0.02%、Cu≤0.015%、Mo≤0.005%、Sn≤0.010%、As≤0.008%。
高洁净度高碳钢盘条中夹杂物主要为SiO2-MnO类低熔点夹杂物，1μm以上夹杂物数量密度≤5个/mm2，5μm以上夹杂物数量密度≤0.12个/mm2，横向最大尺寸夹杂物≤15μm，纵向夹杂物A、B、C、D、Ds类夹杂评级均≤1级，脆性夹杂物尺寸≤5μm。
高洁净度高碳钢铸坯C偏析指数0.96-1.04，无裂纹缺陷；盘条金相组织中，以体积百分比计，索氏体和珠光体≥97%，晶粒度8-10级；盘条横截面上偏析最严重区域与其他基体区域，以质量百分比计，碳含量比值≤1.04、Si含量比值≤1.15、Mn含量比值≤1.12、Cr含量比值≤1.10、V含量比值≤1.15，且硬度差≤25HV。
低碳排生产方法，炼钢、连铸、轧钢C排放总量低于180kg/吨钢。
一种高洁净度高碳钢的低碳排生产方法，所述低碳排生产方法的生产工艺流程包括：电炉冶炼—RH真空—大方坯连铸—开坯及修磨—高线轧制—斯太尔摩风冷—成品盘条；具体包括以下步骤：
步骤1：电炉冶炼，将废钢投放进电炉进行冶炼，直到完全成为钢水，电炉装入量为115±5t，留钢量15-30%，选用优质废钢冶炼，所用电力均来源于水电或光伏发电；
电炉通电升温，冶炼前期加石灰、轻烧造渣，开底吹搅拌，底吹氩气流量5-10Nm3/min；废钢全部熔化后，分批次加石灰、轻烧、球团造渣，废钢熔化后底吹切换为氧气，底吹氧气流量30-60Nm3/min，根据废钢Al、Ti、Si含量调节吹氧时间，冶炼全程开侧壁枪吹氩气，流量2-5Nm3/min；底吹氧气过程加石灰、轻烧、球团调节温度及脱磷，渣中T.Fe含量15-25%，通过底吹氧造泡沫渣及加强搅拌，促进过程流渣，加强脱磷，控制通电功率使钢水温度控制在1520-1550℃，将钢水中P含量脱至0.005%以下，然后倒渣，倒渣结束，再加石灰、轻烧、球团造渣，炉渣碱度控制5.0以上，TFe含量8-15%，停止底吹氧，重新切换为吹氩，流量5-10Nm3/min，大功率通电升温，加入适量低氮增碳剂调整钢水C含量，钢水温度升至1645℃以上，C含量0.10-0.50%，氧含量≤0.03%，出钢；
电炉所用优质废钢包括但不限于硅钢、管线钢、桥梁钢、汽车板、弹簧钢、帘线钢、缆索钢，成分包括P≤0.035%，S≤0.008%，Ti≤0.015%，Ni≤0.025%、Cu≤0.018%、Mo≤0.006%、Sn≤0.015%、As≤0.01%，其余为常规C、Si、Al、Mn以及Fe元素。
步骤2：电炉出钢，出钢过程采用滑板挡渣，出钢开始时，根据钢水C含量选择预脱氧方式，C含量≤0.35%时，先向钢包中加10-20%的低氮增碳剂、20-30%金属锰进行预脱氧，出钢过程不开底吹，出钢结束，底吹流量控制400-800NL/min；C含量＞0.35%时，沸腾出钢，出钢全程底吹流量200-300NL/min，出钢90%时加碳化硅1.0-2.0kg/t，合成渣10-12kg/t，石灰1.5-3.5kg/t对炉渣脱氧及造渣，出钢结束钢水运至RH处理；
电炉出钢加入的低碳增碳剂N含量≤0.035%，C含量≥99%，其余为不可避免的杂质元素；
金属锰中Mn元素含量≥98.5%、P含量≤0.006%、S含量≤0.003%、Ti含量≤0.0035%、Al含量≤0.005%，其余为铁和不可避免的杂质元素；
碳化硅中SiC含量≥98%，以及其它不可避免的杂质元素；
电炉出钢所加入的合成渣主要成分包括：CaO：55-65%、SiO2 10-20%、CaF2 3-8%、MnO 1-3%、MgO 1-5%、Al2O3≤3%，以及其他不可避免的杂质组分；加入合成渣、石灰进行造渣，炉渣碱度2.0-3.5，合成渣粒度小于等于3mm占比≥90%，3-5mm占比≥5%，其余为5mm以上，水分≤1.0%；
所用的钢包砖为高强度、高致密度镁碳砖，抗折强度≥45MPa，致密度2.8-3.5g/cm3，气孔率≤9.0%，其中，MgO含量≥85%，C含量3-8%，Al2O3含量≤3.0%，其余为其它不可避免的组分。
步骤3：RH炉精炼，RH进站温度≥1595℃，RH进站快速抽真空处理，然后脱氧、脱硫处理，净循环处理后破空出钢，运至连铸平台静置8min以上，开始浇注；
RH进站快速抽真空处理具体为：按顺序打开三台水环泵和E4、E3、E2、E1蒸汽泵，5分钟内将真空室工作压力降至1mbar以下，提升气体流量为200-250Nm3/min，深真空处理时间≥20min；
根据进站成分，若C含量≥0.35%，先深真空下自然碳脱碳氧5min以上；若C含量＜0.35%，按目标值0.45%加入低氮增碳剂脱氧5min以上，然后加入碳化硅继续脱氧，并取样检测成分，根据成分检测结果，再补加低氮增碳剂、超纯硅、金属锰、铬铁、钒铁中的一种或多种进行合金化，达到目标成分；
脱硫处理具体为：合金化结束继续深真空处理5min以上，然后关闭三台水环泵与E4蒸汽泵，钢包下降15-25cm，升高真空室压力至20mbar以上，提升气体流量降为100-120Nm3/min，根据钢水S含量确定脱硫剂加入量，分批次加入脱硫剂完成后，净循环≥5min，破空出钢；
RH所用的低碳增碳剂N含量≤0.035%，C含量≥99%，其余为不可避免的杂质元素；
金属锰中Mn元素含量≥99%、Ti含量≤0.003%、Al含量≤0.005%、P含量≤0.0065%、S含量≤0.0035%，其余为铁和不可避免的杂质元素；
碳化硅中SiC含量≥98%，以及其它不可避免的杂质元素；
超纯硅中Si含量80-85%、Al含量≤0.0035%、Ti含量≤0.001%、P含量≤0.005%、S含量≤0.0025%，其余为铁和不可避免的杂质元素；
铬铁中Cr含量55-60%、C含量≤1.8%、S含量≤0.006%、P含量≤0.013%，其余为铁和不可避免的杂质元素；
钒铁中V含量45-50%，C含量≤1.6%、S含量≤0.005%、P含量≤0.012%，其余为铁和不可避免的杂质元素；
脱硫剂成分包括：CaO 70-80%、CaF2 15-25%，MgO 1-3%，SiO2≤2%，以及其他不可避免的杂质组分，粒度3-8mm占比≥90%，最大不超过10mm；
RH真空炉的浸渍管、底部槽所用耐材主要为高质量的超低碳镁铬砖，抗折强度≥48MPa，致密度3.2-3.6g/cm3，气孔率≤8.0%，其中C含量≤1.5%，MgO：85-95%，Cr2O3:5-12，以及其他不可避免的杂质组分。
步骤4：采用方坯连铸，连铸机为直弧型矩形坯连铸机，连铸坯断面尺寸为300mm×390mm，弧半径为12.5m；
连铸全程保护浇注，采用高碱度、低氧化铝中间包覆盖剂，利用中包电磁感应加热设备将中间包钢水过热度控制波动≤5℃，中间包过热度15-40℃，中包感应加热功率2500-3500K，正常浇注中间包吨位波动≤1吨，换包时吨位下降≤5吨；
采用整体浸入式水口浇注，浸入式水口插入深度10-15mm，结晶器电磁搅拌电流500-900A，频率6-8Hz，结晶器锥度根据合金元素含量在1.05-1.15%调整，结晶器水量2700-3000NL/min，二冷段1.5米以内采用强冷，水量600-800NL/min，后段采用缓冷，水量400-600NL/min；
连铸拉速控制在0.50-0.65m/min，铸坯压下量控制控制15-28mm，得到铸坯C偏析指数0.96-1.04，铸坯热装热送，坯料表面温度≥450℃，角部温度≥400℃；
连铸工序中连铸机包括11台拉矫机，沿拉坯方向依次排布，其中第1拉矫机到第4拉矫机分布在矫直段，第1拉矫机压力为30-40bar，此后每个拉矫机压力逐步递增5-15bar；第5拉矫机到第11拉矫机分布在水平段，第5拉矫机压力为75-85bar，此后每个拉矫机递增到5-10bar，第10、11拉矫机在第9拉矫机压力下减少10-20bar；
所述连铸高碱度、低氧化铝中间包覆盖剂成分包括：碱度CaO/SiO2为1.2-1.5，Al2O3≤2%，CaF2 3-8%，MgO 3-6%，以及其他不可避免的组分；
中包内壁镁质喷涂料粒度≤2mm占比70-80%，2-3mm占比20%以上，3mm以上占比≤5%，成分包括MgO≥80%，CaO 5-10%，SiO2 1-3%，以及其他不可避免的组分；
结晶器保护渣熔点1000-1100℃，黏度0.3-0.45Pa•s，包括质量成分：C：15-20%，CaO/SiO2：0.6-0.8%，Na2O：10-15%，Al2O3 ≤3%，MgO ≤1%，CaF2：3-6%，以及其他不可避免的杂质组分；
所述塞棒、水口材质包括镁碳质，塞棒材质还包括MgO含量80-85%，C含量8-12%，Al2O3含量≤1.5%，SiC含量1-4%，SiO2含量2-3%，以及其他不可避免的杂质组分，密度2.4-2.7g/cm3，气孔率≤14%，抗折强度≥40MPa；
浸入式水口内壁厚度5-7mm，致密度2.5-2.8g/cm3，气孔率≤13%，成分包括MgO和C总含量≥90%，其中含量SiC 3-5%，以及其他不可避免杂质组分。
步骤5：开坯修磨，控制表面质量，采用大方坯浇注时，将所述连铸坯在开坯加热炉中加热及均热保温，开坯轧制后得到140mm×140mm的轧坯，对轧坯进行磁粉探伤，然后对表面全修磨，表面有明显探伤缺陷的位置再进行点修，修磨平均深度≥0.5mm；
开坯轧制，坯料进加热炉达到目标温度后保温，预热段，炉温控制600-800℃，升温速率10-20℃/min；加热段温度850-1150℃，升温速率20-30℃/min；均热段1150-1250℃，在炉总时间280-320min；然后开坯轧制，开轧温度1100-1220℃，开坯料为断面140mm×140mm方坯轧坯。
步骤6：高线轧制，改善表层脱碳，将修磨后的轧坯表面喷耐高温涂层，但所述高碳钢Si含量≤0.6%时，涂层厚度0.1-0.3mm，Si含量0.6-1.0%时，涂层厚度0.3-0.5mm，Si含量＞1.0%时，涂层厚度0.5-1.0mm；
轧坯进加热炉前喷涂层防护，涂料粒度90%以上在120-200目，成分包括硅酸钙、铝酸钙、镁铝尖晶石、氧化锆、石墨碳以及少量碱金属氧化物、无机粘结剂、表面活性剂等物质混合组成，1600℃以内不分解；
轧坯进加热炉加热，预热段，炉温控制750-850℃，时间40-60min；加热段温度900-1100℃，时间60-80min；均热段1100-1250℃，时间60-80min；
将所述喷涂后的轧坯在轧钢加热炉中加热及均热保温，使用天然气加热，控制空燃比9.5-10.1，所述轧坯料出加热炉开轧温度为1000-1150℃，精轧入口温度850-970℃、精轧出口温度1000-1060℃。
步骤7：斯太尔摩风冷，控制冷却强度，改进组织及性能，将在高线轧制工序中得到的轧后所述线材采用斯太尔摩风冷线控制风冷冷却工艺，斯太尔摩风冷线吐丝温度控制在850-950℃；
风冷线上1#至3#风机风量为100%，4#至7#风机风量为60-80%、8#、9#风机风量为40-50%，其余风机风量开启10-20%或关闭。
所述的方法制得的高洁净度高碳钢盘条，盘条T.O含量≤10ppm，索氏体和珠光体≥97%，C含量偏析值≤1.04，表面无微裂纹、凹坑、结疤、划伤缺陷，且盘条表面无全脱碳层，可用于制备强度1600-2200MPa级高强弹簧钢、1800-2200MPa级桥梁缆索钢、拉拔直径0.05mm以上的帘线钢丝或高强金刚线。
实施例
所述高洁净度高碳钢盘条除Si、Mn、Cr、V合金元素及Fe元素外，还包括按质量百分数计如下的化学成分：C：0.5-1.0%、P≤0.006%、S≤0.0035%、T.O≤0.0010%、N≤0.0030%、H≤0.0002%、Alt≤0.0015%、Ti≤0.0008%、Ni≤0.02%、Cu≤0.015%、Mo≤0.005%、Sn≤0.010%、As≤0.008%。
分别以弹簧钢55SiCr/65Mn、帘线钢72A/82A/97A、缆索钢87B/92Si为例，介绍本发明技术生产工艺过程。
第一组高碳钢种：弹簧钢
弹簧钢55SiCr化学成分质量百分数：C：0.50-0.60%、Si：1.35-1.65%、Mn：0.60-0.80%、Cr：0.55-0.80%、V：0.15-0.35%。
弹簧钢65Mn化学成分质量百分数：C：0.60-0.70%、Si：0.20-0.40%、Mn：0.90-1.00%。
第二组高碳钢种：帘线钢
帘线72A化学成分质量百分数：C：0.70-0.78%、Si：0.15-0.30%、Mn：0.50-0.60%。
帘线82A化学成分质量百分数：C：0.78-0.86%、Si：0.15-0.35%、Mn：0.50-0.65%。
帘线97A化学成分质量百分数：C：0.95-1.00%、Si：0.15-0.30%、Mn：0.35-0.45%。
第三组高碳钢种：缆索钢
缆索钢87B化学成分质量百分数：C：0.85-0.90%、Si：0.45-0.60%、Mn：0.70-0.85%、Cr：0.20-0.35%、V：0.02-0.05%。
缆索钢92Si化学成分质量百分数：C：0.90-0.95%、Si：1.1-1.3%、Mn：0.75-0.90%、Cr：0.20-0.35%、V：0.01-0.04%。
一种高洁净度高碳钢的低碳排生产方法，所述低碳排生产方法的生产工艺流程包括：电炉冶炼—RH真空—大方坯连铸—开坯及修磨—高线轧制—斯太尔摩风冷—成品盘条；具体包括以下步骤：
步骤1：电炉冶炼
将优质废钢投放进电炉进行冶炼，冶炼全程开侧壁枪吹氩气，直到完全成为钢水，电炉所用电力均来源于水电或光伏发电。电炉冶炼前期，通电升温，加石灰、轻烧造渣，开底吹搅拌，底吹氩气搅拌；废钢全部熔化后，分批次加石灰、轻烧、球团造渣，废钢熔化后底吹切换为氧气，底吹氧气搅拌，根据废钢Al、Ti、Si含量调节吹氧时间，脱除废钢中的参与合金元素及C元素。底吹氧气过程加石灰、轻烧、球团调节温度及脱磷，通过石灰、球团控制炉渣高碱度、高氧化性，结合底吹氧造泡沫渣及加强搅拌，促进过程流渣，加强脱磷，控制通电功率使钢水温度稳定在相对较低温度区域，适合渣金反应脱磷，流渣将含P渣排出，将钢水中P含量脱至0.005%以下，然后倒渣。倒渣结束，再加石灰、轻烧、球团造渣，造高碱度、中氧化性炉渣，继续脱磷。同时，停止底吹氧，重新切换为吹氩，大功率通电升温，加入适量低氮增碳剂调整钢水C含量，钢水温度、C含量、氧含量达目标出钢。
电炉所用优质废钢包括但不限于硅钢、管线钢、桥梁钢、汽车板、弹簧钢、帘线钢、缆索钢，成分包括P≤0.035%，S≤0.008%，Ti≤0.015%，Ni≤0.025%、Cu≤0.018%、Mo≤0.006%、Sn≤0.015%、As≤0.01%，其余为常规C、Si、Al、Mn以及Fe元素。
表1 弹簧钢电炉冶炼主要参数
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表2 弹簧钢电炉冶炼终点主要参数
表3 帘线钢电炉冶炼主要参数
表4 帘线钢电炉冶炼终点主要参数
表5 缆索钢电炉冶炼主要参数
表6 缆索钢电炉冶炼终点主要参数
步骤2：电炉出钢
电炉出钢过程采用滑板挡渣，出钢开始时，根据钢水C含量选择预脱氧方式，C含量≤0.35%时，先向钢包中加10-20%的低氮增碳剂、20-30%金属锰进行预脱氧，出钢过程不开底吹，出钢结束，开中大底吹搅拌；C含量＞0.35%时，沸腾出钢，开中小底吹搅拌，出钢90%时加碳化硅、合成渣、石灰对炉渣脱氧及造渣，出钢结束钢水运至RH处理。
电炉出钢加入的低碳增碳剂N含量≤0.035%，C含量≥99%，其余为不可避免的杂质元素；金属锰中Mn元素含量≥98.5%、P含量≤0.006%、S含量≤0.003%、Ti含量≤0.0035%、Al含量≤0.005%，其余为铁和不可避免的杂质元素；碳化硅中SiC含量≥98%，以及其它不可避免的杂质元素；电炉出钢所加入的合成渣主要成分包括：CaO：55-65%、SiO2 10-20%、CaF2 3-8%、MnO 1-3%、MgO 1-5%、Al2O3≤3%，以及其他不可避免的杂质组分；合成渣粒度小于等于3mm占比≥90%，3-5mm占比≥5%，其余为5mm以上，水分≤1.0%；所用的钢包砖为高强度、高致密度镁碳砖，抗折强度≥45MPa，致密度2.8-3.5g/cm3，气孔率≤9.0%，其中，MgO含量≥85%，C含量3-8%，Al2O3含量≤3.0%，其余为其它不可避免的组分。
表7 弹簧钢电炉出钢主要参数
表8 帘线钢电炉出钢主要参数
表9 缆索钢电炉出钢主要参数
步骤3：RH炉精炼
RH进站快速抽真空处理，然后脱氧、脱硫处理，净循环处理后破空出钢，运至连铸平台静置一定时间，开始浇注。
RH进站快速抽真空处理具体为：按顺序打开三台水环泵和E4、E3、E2、E1蒸汽泵，快速降真空室压力抽至极低，设置大提升气体流量，控制深真空处理时间。根据进站成分，若C含量≥0.35%，先深真空下自然碳脱碳氧；若C含量＜0.35%，按目标值0.45%加入低氮增碳剂脱氧，然后加入碳化硅继续脱氧，并取样检测成分，根据成分检测结果，再补加低氮增碳剂、超纯硅、金属锰、铬铁、钒铁中的一种或多种进行合金化，达到目标成分。脱硫处理具体为：合金化结束继续深真空处理一定时间，然后关闭三台水环泵与E4蒸汽泵，钢包下降，升高真空室压力，提升气体流量降，根据钢水S含量确定脱硫剂加入量，分批次加入脱硫剂完成后，净循环，破空出钢。
RH所用的低碳增碳剂N含量≤0.035%，C含量≥99%，其余为不可避免的杂质元素；金属锰中Mn元素含量≥99%、Ti含量≤0.003%、Al含量≤0.005%、P含量≤0.0065%、S含量≤0.0035%，其余为铁和不可避免的杂质元素；碳化硅中SiC含量≥98%，以及其它不可避免的杂质元素；超纯硅中Si含量80-85%、Al含量≤0.0035%、Ti含量≤0.001%、P含量≤0.005%、S含量≤0.0025%，其余为铁和不可避免的杂质元素；铬铁中Cr含量55-60%、C含量≤1.8%、S含量≤0.006%、P含量≤0.013%，其余为铁和不可避免的杂质元素；钒铁中V含量45-50%，C含量≤1.6%、S含量≤0.005%、P含量≤0.012%，其余为铁和不可避免的杂质元素；脱硫剂成分包括：CaO 70-80%、CaF2 15-25%，MgO 1-3%，SiO2≤2%，以及其他不可避免的杂质组分，粒度3-8mm占比≥90%，最大不超过10mm；RH真空炉的浸渍管、底部槽所用耐材主要为高质量的超低碳镁铬砖，抗折强度≥48MPa，致密度3.2-3.6g/cm3，气孔率≤8.0%，其中C含量≤1.5%，MgO：85-95%，Cr2O3:5-12，以及其他不可避免的杂质组分。
表10 弹簧钢RH进站及深真空处理参数
表11 弹簧钢RH处理合金化后及出钢参数
表12 帘线钢RH进站及深真空处理参数
表13 帘线钢RH处理合金化后及出钢参数
表14 缆索钢RH进站及深真空处理参数
表15 缆索钢RH处理合金化后及出钢参数
步骤4：大方坯连铸
连铸机为直弧型矩形坯连铸机，连铸坯断面尺寸为300mm×390mm，弧半径为12.5m；连铸全程保护浇注，采用高碱度、低氧化铝中间包覆盖剂，利用中包电磁感应加热设备将中间包钢水过热度控制波动及中间包过热度，高效换中包，控制正常浇注及换包时中间包吨位稳定；采用整体浸入式水口浇注，控制浸入式水口插入深度，调节结晶器电磁搅拌电流、频率大小；C含量或合金元素含量越高结晶器锥度在1.05-1.15%范围内适当调大；控制结晶器水量、二冷段水口；连铸恒拉速浇注，控制压下量，得到高质量铸坯，铸坯热装热送，坯料表面温度≥450℃，角部温度≥400℃，减少在加热炉中的能量消耗；
连铸工序中连铸机包括11台拉矫机，沿拉坯方向依次排布，其中第1拉矫机到第4拉矫机分布在矫直段，第1拉矫机压力为30-40bar，此后每个拉矫机压力逐步递增5-15bar；第5拉矫机到第11拉矫机分布在水平段，第5拉矫机压力为75-85bar，此后每个拉矫机递增到5-10bar，第10、11拉矫机在第9拉矫机压力下减少10-20bar；
所述连铸高碱度、低氧化铝中间包覆盖剂成分包括：碱度CaO/SiO2为1.2-1.5，Al2O3≤2%，CaF2 3-8%，MgO 3-6%，以及其他不可避免的组分；中包内壁镁质喷涂料粒度≤2mm占比70-80%，2-3mm占比20%以上，3mm以上占比≤5%，成分包括MgO≥80%，CaO 5-10%，SiO2 1-3%，以及其他不可避免的组分；结晶器保护渣熔点1000-1100℃，黏度0.3-0.45Pa•s，包括质量成分：C：15-20%，CaO/SiO2：0.6-0.8%，Na2O：10-15%，Al2O3 ≤3%，MgO ≤1%，CaF2：3-6%，以及其他不可避免的杂质组分；所述塞棒、水口材质包括镁碳质，塞棒材质还包括MgO含量80-85%，C含量8-12%，Al2O3含量≤1.5%，SiC含量1-4%，SiO2含量2-3%，以及其他不可避免的杂质组分，密度2.4-2.7g/cm3，气孔率≤14%，抗折强度≥40MPa；浸入式水口内壁厚度5-7mm，致密度2.5-2.8g/cm3，气孔率≤13%，成分包括MgO和C总含量≥90%，其中含量SiC 3-5%，以及其他不可避免杂质组分。
表16 弹簧钢连铸中间包主要参数
表17 弹簧钢连铸结晶器及压下控制参数
表18 帘线钢连铸中间包主要参数
表19 帘线钢连铸结晶器及压下控制参数
表20 缆索钢连铸中间包主要参数
表21 缆索钢连铸结晶器及压下控制参数
步骤5：开坯修磨
采用大方坯浇注时，将所述连铸坯在开坯加热炉中加热，预热段升温速率10-20℃/min；加热段升温速率20-30℃/min，然后均热保温，开坯轧制后得到140mm×140mm的轧坯，对轧坯进行磁粉探伤，然后对表面全修磨，表面有明显探伤缺陷的位置再进行点修。
表22 弹簧钢开坯修磨主要工艺参数
表23 帘线钢开坯修磨主要工艺参数
表24 缆索钢开坯修磨主要工艺参数
步骤6：高线轧制
将修磨后的轧坯表面喷耐高温涂层，但所述高碳钢Si含量≤0.6%时，涂层厚度0.1-0.3mm，Si含量0.6-1.0%时，涂层厚度0.3-0.5mm，Si含量＞1.0%时，涂层厚度0.5-1.0mm；
轧坯进加热炉前喷涂层防护，涂料粒度90%以上在120-200目，成分包括硅酸钙、铝酸钙、镁铝尖晶石、氧化锆、石墨碳以及少量碱金属氧化物、无机粘结剂、表面活性剂等物质混合组成，1600℃以内不分解；
轧坯进加热炉加热，使用天然气加热，控制空燃比9.5-10.1，预热段在炉时间40-60min；加热段在炉时间60-80min；均热段在炉时间60-80min，然后轧制。
表25 弹簧钢轧制主要工艺参数
表26 帘线钢轧制主要工艺参数
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表27 缆索钢轧制主要工艺参数
步骤7：斯太尔摩风冷
将在高线轧制工序中得到的轧后所述线材采用斯太尔摩风冷线控制风冷冷却工艺，斯太尔摩风冷线风机风量分段式精准控制。
所述的方法制得的高洁净度高碳钢盘条，盘条T.O含量≤10ppm，索氏体和珠光体≥97%，C含量偏析值≤1.04，表面无微裂纹、凹坑、结疤、划伤缺陷，且盘条表面无全脱碳层，可用于制备强度1600-2200MPa级高强弹簧钢、1800-2200MPa级桥梁缆索钢、拉拔直径0.05mm以上的帘线钢丝或高强金刚线。
表28 弹簧钢风冷主要工艺参数
表29 帘线钢风冷主要工艺参数
表30 缆索钢风冷主要工艺参数
本发明实现：
（1）工艺流程短，碳排放量低，取消高炉或少用铁水，同时取消了LF精炼炉，开发了高品质高碳钢线材短流程生产工艺路线。
（2）通过废钢分类选择，解决电炉回硫、回磷问题，结合电炉底吹氧、留渣及排渣工艺方案，有效控制了Al、Ti等有害元素，为控制杂质元素、内生脆性夹杂物提供了保障。
（3）电炉采用底吹氧、侧壁吹氩模式，控制电炉冶炼过程吸氮问题，结合电炉终点沸腾出钢直上RH处理，有效解决了常规工艺出钢脱氧合金化过程大量吸气的问题；同时，取消了常规高碳钢线材LF精炼操作，进一步减少了吸气，RH过程利用碳脱氧、高真空、强吹氩操作，进一步降低钢水氮含量，解决了电炉流程低氮冶炼技术难题。
（4）洁净度控制方面，采用电炉高碳沸腾出钢直上RH工艺，RH深真空碳脱氧，可以大幅降低合金化阶段夹杂物产生数量，同时，RH真空处理阶段不开钢包底吹，渣金反应非常弱，并选用硅酸一钙、硅酸二钙组成相的合成渣，进一步避免了硅酸钙夹杂物进入钢水，使钢水中夹杂物精准控制为高SiO2组分夹杂，该类型夹杂物与钢水浸润性差，在钢水循环搅动下，极易去除，大幅提升了钢水洁净度。
（5）外来夹杂物控制方面，钢包、真空槽、连铸耐材等辅料的控制，减少氧化铝类夹杂物的来源，提高耐材质量，降低耐材侵蚀形成外来大尺寸脆性夹杂；同时RH采用变循环强度的方式去除夹杂物，前期采用高真空高提升气体流量去除低熔点酸性夹杂，该类夹杂对耐材有一定的侵蚀作用，耐材采用低碳材质，减弱脱氧侵蚀，中后期使用弱循环搅拌，减弱对耐材的侵蚀，促进前期侵蚀形成的大尺寸硅酸盐类复合夹杂物的上浮，结合破空后的软搅拌及镇静、连铸电磁搅拌等进一步促进夹杂物上浮。
（6）连铸采用窄区间过热度、合金元素与过热度匹配控制及恒拉速浇注技术，实现精准分区段压下控制，可减轻铸坯中各类元素的偏析，即减少析出物夹杂的形成；同时避免应压力量分配不合适造成的内部裂纹等问题。
（7）开坯及轧制过程采用高温、长时加热技术，促进元素的扩散均匀，消除元素偏析等问题，同时结合坯料全修磨及新型涂层材料应用技术，减少盘条表层脱碳；优化控制控冷工艺，获得高索氏体及珠光体组织的优良盘条。
本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (29)

1.一种高洁净度高碳钢，其特征在于，所述高洁净度高碳钢盘条除Si、Mn、Cr、V合金元素及Fe元素外，还包括按质量百分数计如下的化学成分：C：0.5-1.0%、P≤0.006%、S≤0.0035%、T.O≤0.0010%、N≤0.0030%、H≤0.0002%、Alt≤0.0015%、Ti≤0.0008%、Ni≤0.02%、Cu≤0.015%、Mo≤0.005%、Sn≤0.010%和As≤0.008%。
2.根据权利要求1所述的高洁净度高碳钢，其特征在于，所述高洁净度高碳钢盘条中夹杂物主要为SiO2-MnO类低熔点夹杂物，1μm以上夹杂物数量密度≤5个/mm2，5μm以上夹杂物数量密度≤0.12个/mm2，横向最大尺寸夹杂物≤15μm，纵向夹杂物A、B、C、D、Ds类夹杂评级均≤1级，脆性夹杂物尺寸≤5μm。
3.根据权利要求1所述的高洁净度高碳钢，其特征在于，所述高洁净度高碳钢铸坯C偏析指数0.96-1.04，无裂纹缺陷；盘条金相组织中，以体积百分比计，索氏体和珠光体≥97%，晶粒度8-10级；盘条横截面上偏析最严重区域与其他基体区域，以质量百分比计，碳含量比值≤1.04、Si含量比值≤1.15、Mn含量比值≤1.12、Cr含量比值≤1.10、V含量比值≤1.15，且硬度差≤25HV。
4.一种权利要求1-3任一所述的高洁净度高碳钢的低碳排生产方法，其特征在于，炼钢、连铸、轧钢C排放总量低于180kg/吨钢。
5.一种权利要求1-3任一所述的高洁净度高碳钢的低碳排生产方法，其特征在于，所述低碳排生产方法的生产工艺流程包括：电炉冶炼—RH真空—大方坯连铸—开坯及修磨—高线轧制—斯太尔摩风冷—成品盘条；具体包括以下步骤：
步骤1：电炉冶炼，将废钢投放进电炉进行冶炼，直到完全成为钢水，电炉装入量为115±5t，留钢量15-30%，选用优质废钢冶炼，所用电力均来源于水电或光伏发电；
步骤2：电炉出钢，出钢过程采用滑板挡渣，出钢开始时，根据钢水C含量选择预脱氧方式，C含量≤0.35%时，先向钢包中加10-20%的低氮增碳剂、20-30%金属锰进行预脱氧，出钢过程不开底吹，出钢结束，底吹流量控制400-800NL/min；C含量＞0.35%时，沸腾出钢，出钢全程底吹流量200-300NL/min，出钢90%时加碳化硅、合成渣、石灰对炉渣脱氧及造渣，出钢结束钢水运至RH处理；
步骤3：RH炉精炼，RH进站温度≥1595℃，RH进站快速抽真空处理，然后脱氧、脱硫处理，净循环处理后破空出钢，运至连铸平台静置8min以上，开始浇注；
步骤4：采用方坯连铸，连铸全程保护浇注，采用高碱度、低氧化铝中间包覆盖剂，利用中包电磁感应加热设备将中间包钢水过热度控制波动≤5℃，中间包过热度15-40℃；采用整体浸入式水口浇注，浸入式水口插入深度10-15mm，结晶器电磁搅拌电流500-900A，频率6-8Hz，结晶器锥度根据合金元素含量在1.05-1.15%调整；连铸拉速控制在0.50-0.65m/min，铸坯压下量控制15-28mm，得到铸坯C偏析指数0.96-1.04，铸坯热装热送，坯料表面温度≥450℃，角部温度≥400℃；
步骤5：开坯修磨，控制表面质量；
步骤6：高线轧制，改善表层脱碳；
步骤7：斯太尔摩风冷，控制冷却强度，改进组织及性能。
6.根据权利要求5所述的高洁净度高碳钢的低碳排生产方法，其特征在于，所述步骤1中，电炉通电升温，冶炼前期加石灰、轻烧造渣，开底吹搅拌，底吹氩气流量5-10Nm3/min；废钢全部熔化后，分批次加石灰、轻烧、球团造渣，废钢熔化后底吹切换为氧气，底吹氧气流量30-60Nm3/min，根据废钢Al、Ti、Si含量调节吹氧时间，冶炼全程开侧壁枪吹氩气，流量2-5Nm3/min；底吹氧气过程加石灰、轻烧、球团调节温度及脱磷，渣中T.Fe含量15-25%，通过底吹氧造泡沫渣及加强搅拌，促进过程流渣，加强脱磷，控制通电功率使钢水温度控制在1520-1550℃，将钢水中P含量脱至0.005%以下，然后倒渣，倒渣结束，再加石灰、轻烧、球团造渣，炉渣碱度控制5.0以上，TFe含量8-15%，停止底吹氧，重新切换为吹氩，流量5-10Nm3/min，大功率通电升温，加入适量低氮增碳剂调整钢水C含量，钢水温度升至1645℃以上，C含量0.10-0.50%，氧含量≤0.03%，出钢。
7.根据权利要求5所述的高洁净度高碳钢的低碳排生产方法，其特征在于，所述步骤2中，电炉出钢加入碳化硅1.0-2.0kg/t，合成渣10-12kg/t，石灰1.5-3.5kg/t。
8.根据权利要求5所述的高洁净度高碳钢的低碳排生产方法，其特征在于，所述步骤3中，RH进站快速抽真空处理具体为：按顺序打开三台水环泵和E4、E3、E2、E1蒸汽泵，5分钟内将真空室工作压力降至1mbar以下，提升气体流量为200-250Nm3/min，深真空处理时间≥20min。
9.根据权利要求5所述的高洁净度高碳钢的低碳排生产方法，其特征在于，所述步骤3中，脱氧处理具体为：根据进站成分，若C含量≥0.35%，先深真空下自然碳脱碳氧5min以上；若C含量＜0.35%，按目标值0.45%加入低氮增碳剂脱氧5min以上，然后加入碳化硅继续脱氧，并取样检测成分，根据成分检测结果，再补加低氮增碳剂、超纯硅、金属锰、铬铁、钒铁中的一种或多种进行合金化，达到目标成分；
脱硫处理具体为：合金化结束继续深真空处理5min以上，然后关闭三台水环泵与E4蒸汽泵，钢包下降15-25cm，升高真空室压力至20mbar以上，提升气体流量降为100-120Nm3/min，根据钢水S含量确定脱硫剂加入量，分批次加入脱硫剂完成后，净循环≥5min，破空出钢。
10.根据权利要求5所述的高洁净度高碳钢的低碳排生产方法，其特征在于，所述步骤4采用方坯连铸，连铸机为直弧型矩形坯连铸机，连铸坯断面尺寸为300mm×390mm，弧半径为12.5m；
中包感应加热功率2500-3500KW，正常浇注中间包吨位波动≤1吨，换包时吨位下降≤5吨，结晶器水量2700-3000NL/min，二冷段1.5米以内采用强冷，水量600-800NL/min，后段采用缓冷，水量400-600NL/min。
11.根据权利要求5所述的高洁净度高碳钢的低碳排生产方法，其特征在于，所述步骤5：开坯修磨，采用大方坯浇注时，将所述连铸坯在开坯加热炉中加热及均热保温，开坯轧制后得到140mm×140mm的轧坯，对轧坯进行磁粉探伤，然后对表面全修磨，表面有明显探伤缺陷的位置再进行点修，修磨平均深度≥0.5mm。
12.根据权利要求5所述的高洁净度高碳钢的低碳排生产方法，其特征在于，所述步骤6：高线轧制，将修磨后的轧坯表面喷耐高温涂层，但所述高碳钢Si含量≤0.6%时，涂层厚度0.1-0.3mm，Si含量0.6-1.0%时，涂层厚度0.3-0.5mm，Si含量＞1.0%时，涂层厚度0.5-1.0mm；
将所述喷涂后的轧坯在轧钢加热炉中加热及均热保温，使用天然气加热，控制空燃比9.5-10.1，所述轧坯料出加热炉开轧温度为1000-1150℃，精轧入口温度850-970℃、精轧出口温度1000-1060℃。
13.根据权利要求5所述的高洁净度高碳钢的低碳排生产方法，其特征在于，所述步骤7：斯太尔摩风冷，将在高线轧制工序中得到的轧后所述线材采用斯太尔摩风冷线控制风冷冷却工艺，斯太尔摩风冷线吐丝温度控制在850-950℃。
14.根据权利要求5所述的高洁净度高碳钢的低碳排生产方法，其特征在于，所述电炉所用优质废钢包括但不限于硅钢、管线钢、桥梁钢、汽车板、弹簧钢、帘线钢、缆索钢，成分包括P≤0.035%，S≤0.008%，Ti≤0.015%，Ni≤0.025%、Cu≤0.018%、Mo≤0.006%、Sn≤0.015%、As≤0.01%，其余为常规C、Si、Al、Mn以及Fe元素。
15.根据权利要求5所述的高洁净度高碳钢的低碳排生产方法，其特征在于，所述电炉出钢加入的低碳增碳剂N含量≤0.035%，C含量≥99%，其余为不可避免的杂质元素；
金属锰中Mn元素含量≥98.5%、P含量≤0.006%、S含量≤0.003%、Ti含量≤0.0035%、Al含量≤0.005%，其余为铁和不可避免的杂质元素；
碳化硅中SiC含量≥98%，以及其它不可避免的杂质元素；
电炉出钢所加入的合成渣主要成分包括：CaO：55-65%、SiO2 10-20%、CaF2 3-8%、MnO 1-3%、MgO 1-5%、Al2O3≤3%，以及其他不可避免的杂质组分；加入合成渣、石灰进行造渣，炉渣碱度2.0-3.5，合成渣粒度小于等于3mm占比≥90%，3-5mm占比≥5%，其余为5mm以上，水分≤1.0%。
16.根据权利要求5所述的高洁净度高碳钢的低碳排生产方法，其特征在于，以质量百分比计，所述RH所用的低碳增碳剂N含量≤0.035%，C含量≥99%，其余为不可避免的杂质元素；
金属锰中Mn元素含量≥99%、Ti含量≤0.003%、Al含量≤0.005%、P含量≤0.0065%、S含量≤0.0035%，其余为铁和不可避免的杂质元素；
碳化硅中SiC含量≥98%，以及其它不可避免的杂质元素；
超纯硅中Si含量80-85%、Al含量≤0.0035%、Ti含量≤0.001%、P含量≤0.005%、S含量≤0.0025%，其余为铁和不可避免的杂质元素；
铬铁中Cr含量55-60%、C含量≤1.8%、S含量≤0.006%、P含量≤0.013%，其余为铁和不可避免的杂质元素；
钒铁中V含量45-50%，C含量≤1.6%、S含量≤0.005%、P含量≤0.012%，其余为铁和不可避免的杂质元素；
脱硫剂成分包括：CaO 70-80%、CaF2 15-25%，MgO 1-3%，SiO2≤2%，以及其他不可避免的杂质组分，粒度3-8mm占比≥90%，最大不超过10mm。
17.根据权利要求5所述的高洁净度高碳钢的低碳排生产方法，其特征在于，所述所用的钢包砖为高强度、高致密度镁碳砖，抗折强度≥45MPa，致密度2.8-3.5g/cm3，气孔率≤9.0%，其中，以质量百分比计，MgO含量≥85%，C含量3-8%，Al2O3含量≤3.0%，其余为其它不可避免的组分。
18.根据权利要求5所述的高洁净度高碳钢的低碳排生产方法，其特征在于，所述所用的RH真空炉的浸渍管、底部槽所用耐材为高质量的超低碳镁铬砖，抗折强度≥48MPa，致密度3.2-3.6g/cm3，气孔率≤8.0%，其中以质量百分比计，C含量≤1.5%，MgO：85-95%，Cr2O3:5-12，以及其他不可避免的杂质组分。
19.根据权利要求5所述的高洁净度高碳钢的低碳排生产方法，其特征在于，所述连铸高碱度、低氧化铝中间包覆盖剂成分包括：碱度CaO/SiO2为1.2-1.5，Al2O3≤2%，CaF2 3-8%，MgO 3-6%，以及其他不可避免的组分；
中包内壁镁质喷涂料粒度≤2mm占比70-80%，2-3mm占比20%以上，3mm以上占比≤5%，成分包括MgO≥80%，CaO 5-10%，SiO2 1-3%，以及其他不可避免的组分；
结晶器保护渣熔点1000-1100℃，黏度0.3-0.45Pa•s，包括质量成分：C：15-20%，CaO/SiO2：0.6-0.8%，Na2O：10-15%，Al2O3 ≤3%，MgO ≤1%，CaF2：3-6%，以及其他不可避免的杂质组分。
20.根据权利要求5所述的高洁净度高碳钢的低碳排生产方法，其特征在于，所述塞棒、水口材质包括镁碳质，塞棒材质还包括MgO含量80-85%，C含量8-12%，Al2O3含量≤1.5%，SiC含量1-4%，SiO2含量2-3%，以及其他不可避免的杂质组分，密度2.4-2.7g/cm3，气孔率≤14%，抗折强度≥40MPa；
浸入式水口内壁厚度5-7mm，致密度2.5-2.8g/cm3，气孔率≤13%，成分包括MgO和C总含量≥90%，其中SiC含量 3-5%，以及其他不可避免杂质组分。
21.根据权利要求5所述的高洁净度高碳钢的低碳排生产方法，其特征在于，所述连铸工序中连铸机包括11台拉矫机，沿拉坯方向依次排布，其中第1拉矫机到第4拉矫机分布在矫直段，第1拉矫机压力为30-40bar，此后每个拉矫机压力逐步递增5-15bar；第5拉矫机到第11拉矫机分布在水平段，第5拉矫机压力为75-85bar，此后每个拉矫机递增到5-10bar，第10、11拉矫机在第9拉矫机压力下减少10-20bar。
22.根据权利要求5所述的高洁净度高碳钢的低碳排生产方法，其特征在于，所述开坯轧制，坯料进加热炉达到目标温度后保温，预热段，炉温控制600-800℃，升温速率10-20℃/min；加热段温度850-1150℃，升温速率20-30℃/min；均热段1150-1250℃，在炉总时间280-320min；然后开坯轧制，开轧温度1100-1220℃，开坯料为断面140mm×140mm方坯轧坯。
23.根据权利要求5所述的高洁净度高碳钢的低碳排生产方法，其特征在于，所述轧坯进加热炉前喷涂层防护，涂料粒度90%以上在120-200目，成分包括硅酸钙、铝酸钙、镁铝尖晶石、氧化锆、石墨碳以及少量碱金属氧化物、无机粘结剂、表面活性剂等物质混合组成，1600℃以内不分解。
24.根据权利要求5所述的高洁净度高碳钢的低碳排生产方法，其特征在于，所述轧坯进加热炉加热，预热段，炉温控制750-850℃，时间40-60min；加热段温度900-1100℃，时间60-80min；均热段1100-1250℃，时间60-80min。
25.根据权利要求5所述的高洁净度高碳钢的低碳排生产方法，其特征在于，所述步骤7采用斯太尔摩线控制风冷冷却工艺，风冷线上1#至3#风机风量为100%，4#至7#风机风量为60-80%、8#、9#风机风量为40-50%，其余风机风量开启10-20%或关闭。
26.根据权利要求5-25任一所述的方法制得的高洁净度高碳钢。
27.由权利要求26所述的高洁净度高碳钢制得的盘条。
28.根据权利要求27所述的盘条，其特征在于，所述盘条T.O含量≤10ppm，索氏体和珠光体≥97%，C含量偏析值≤1.04，表面无微裂纹、凹坑、结疤、划伤缺陷，且盘条表面无全脱碳层。
29.由权利要求28所述的盘条制备的强度1600-2200MPa级高强弹簧钢、1800-2200MPa级桥梁缆索钢、拉拔直径0.05mm以上的帘线钢丝或高强金刚线。
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