专利名称：利用传统炼钢设备低成本地制造低碳、低硫以及低氮钢的制作方法
利用传统炼钢设备低成本地制造低碳、低硫以及低氮钢背景及
发明内容
某些型钢组合物需要相对低含量的碳(低于0. 035% )、氮(低于50ppm)、以及硫(低于30ppm)。在过去，制备这些低碳和低硫钢的方法需要利用在炼钢炉和脱气炉 (degasser)中的过程的组合。现有方法涉及在炼钢炉(例如电弧炉(EAF))中降低钢组合物的碳水平，在出钢过程(tapping process)中制备合金添加剂(alloy addition)以进行钢的脱硫和合金化，以及然后将钢运送给脱气炉，例如真空罐脱气炉(vacuum tank degasser) (VTD)。这样的处理路线简单且相当直接。在过去，为了获得符合上述工业等级的钢组合物，具有非常低的碳水平(例如小于0. 025% )的钢在炼钢炉中出钢。在出钢之前，炉子中与这些低碳含量相关的溶解氧水平在1200ppm 1400ppm数量级。当脱气炉与炉子具有一段距离时，钢需要在约1700°C出钢以来补偿运输到脱气炉过程中的温度损失。在出钢过程中，钢被铝和硅铁(FeSi)脱氧。还加入了石灰和铝浮渣从而产生液体的、脱氧的、脱硫的炉渣。利用这些添加剂，于运送到脱气炉的过程中，在盛钢桶(ladle)中发生脱硫反应。在脱气炉中进一步添加铝、石灰、铝酸钙和白云石石灰，从而确保在脱气循环中除去所需的硫。尽管使用铝作为主要的脱氧剂，但这些钢组合物在工业上被认为是硅脱氧钢。现有方法具有缺点，包括对炼钢炉的耐火材料的损蚀高。在炼钢炉出钢之前所需的升高的出钢温度以及高氧含量对于炉内的生产能力会产生负面影响。高温和高氧条件使得在高温下炉渣中的FeO量多，引起过分的炉壁耐火材料损蚀。尽管利用喷浆对炉耐火材料进行修补，这仍会导致炉子的停产时间增加。炉渣中高的FeO含量还会导致炼钢效率更低，这是因为在炉渣中损失更多的铁单元。现有方法还需要在整个炼钢炉的后续处理中使用低碳合金和添加剂，从而保持低碳水平低于0. 035%重量。需要低碳合金成分(例如低碳 ^Μη)来提供所需的成分，从而不会损害钢中的最终碳含量。近来，低碳铁合金(carbon ferro-alloy)的价格明显增加，从而导致该方法无法经济地生产这样的低碳钢。另外，在炼钢炉中降低钢组合物中的碳量需要额外的脱碳时间，这也会负面影响炼钢炉内的生产能力。由于更高氧含量，因此需要更多的硅和铝来对钢组合物进行脱氧，从而导致成本进一步增加。仍然需要降低低碳、低氮和低硫钢的生产成本。本申请人发现了制造低碳钢的备选方法，该方法避免使用低碳铁合金并且生产的钢具有低于0. 035%重量的低碳，该方法减少了对耐火材料的损蚀，并且增加了炼钢效率。本文公开了制造具有低于0. 035%重量低碳的钢的方法，该方法包括如下步骤(a)在炼钢炉中准备温度达到出钢温度的炉熔融钢组合物(a heat of molten steel composition)，该出钢温度是真空罐脱气炉中进行脱硫所需的温度，(b)打开出钢氧水平为600 1120ppm的熔融钢组合物至盛钢桶，(c)提供盛钢桶以造渣化合物(slag forming compound)从而形成炉渣来覆盖盛钢桶中的熔融钢组合物，(d)运输盛钢桶中的熔融钢组合物至真空罐脱气炉，
(e)在真空罐脱气炉中通过抽真空至低于650毫巴来对熔融钢组合物进行脱碳，(f)脱碳之后，向熔融钢组合物中添加一种或多种脱氧剂并对熔融钢组合物进行脱氧，(g)脱氧之后，添加一种或多种熔剂化合物(flux compound)以对熔融钢组合物进行脱硫，以及(i)铸造熔融钢组合物从而形成具有低于0. 035%重量低碳的钢。在铸造之前，可以通过向熔融钢组合物中添加游离氧来对经脱碳和脱氧的熔融钢组合物进行再氧化，使得水平为20 70ppm以及总氧含量至少为70ppm，并且然后在双辊连铸机(twin roll caster)中铸造熔融钢组合物从而形成具有低于0. 035%重量低碳的钢带。在出钢步骤中，钢组合物中的硫量可以为0.02%重量 0.06%重量。在出钢步骤中，钢组合物中的碳量可以为0. 02%重量 0. 05%重量，以及钢组合物中的氮量可以低于 0. 005%重量。另外，准备炉熔融钢组合物的步骤可以在电弧炉中进行。可以在1600°C 1650°C的温度，或在1650°C 1700°C的温度，或在1700°C 1750°C的温度打开出钢步骤。可以在1 650毫巴，或350 550毫巴，或等于或小于530毫巴的真空水平下进行脱碳步骤。在脱碳步骤之前，制备具有低碳低于0. 035%重量的钢的方法还可以包括如下步骤(i)搅拌于真空罐脱气炉的盛钢桶中的熔融钢组合物，(ii)测量并记录钢组合物中的碳量、钢组合物中的氧量、以及钢组合物的温度，(iii)提供过程模型(process model)，该过程模型关联钢组合物中的氧和碳量与钢组合物达到需要的碳量的脱碳时间；以及(iv)基于检测到钢组合物中的氧和碳的量，利用过程模型来确定脱碳时间。备选或另外地，在脱碳步骤之前，制备具有低于0. 035%重量低碳的钢的方法可以进一步包括如下步骤(i)搅拌于真空罐脱气炉的盛钢桶中的钢组合物(ii)测量并记录钢组合物中的碳量、钢组合物中的氧量、以及钢组合物的温度，(iii)提供过程模型，该过程模型关联钢组合物中的氧和碳的量与对钢组合物进行脱氧所需的脱氧添加剂的量，以及(iv)基于检测到钢组合物中的氧和碳的量，利用过程模型来确定钢组合物中脱氧添加剂的量。加入一种或多种熔剂化合物的步骤可以涉及加入选自石灰、铝、铝酸钙、白云石石灰、以及硅锰铁的一种或多种化合物。进一步，备选或另外地，在脱碳步骤之前，制备具有低于0.035%重量低碳的钢的方法可以进一步包括如下步骤(i)搅拌于真空罐脱气炉的盛钢桶中的钢组合物(ii)测量并记录钢组合物中的碳量、钢组合物中的氧量、以及钢组合物的温度，(iii)提供过程模型，该过程模型关联钢组合物中的氧和碳量与对钢组合物进行脱硫所需的熔剂成分的量以及基于熔剂成分的价格能够选择一种或多种熔剂成分；以及(iv)基于检测到钢组合物中的氧和碳的量，利用过程模型来确定熔剂成分的选择和它们的量。
图1是用于生产低碳、低氮和低硫钢的方法的概略流程图；图2是示出利用现有方法的进入真空罐脱气炉的一炉钢(heats)的硫含量的图；图3是示出比较了利用现有方法与本发明公开方法的一个但并不是仅有的一个实施方式时的电弧炉出钢过程中的氧分布的图；图4是示出比较了利用现有方法与本发明公开方法时的电弧炉炉渣中的FeO分布的图；图5是示出比较了利用现有方法与本发明公开方法的实施方式时的电弧炉出钢过程中的钢温度分布的图；图6是利用现有方法与本发明公开方法的实施方式时的、将电弧炉出钢过程之前的氧量与出钢之后的碳量进行比较的图；图7是示出比较了利用现有方法与本发明公开方法的实施方式时的进入真空罐脱气炉的一炉钢的硫含量的图；图8是示出比较了利用现有方法与本发明公开方法的实施方式时的在脱气循环之后的钢中的碳分布的图；以及图9是示出比较了利用现有方法与本发明公开方法的实施方式时的在脱气循环之后的钢中的硫分布的图。发明详述图1示意性地描述了用于生产低碳、低氮和低硫钢种(steel grade)的方法。在准备用于铸造的钢的过程中，通常来说，钢经过从电弧炉(EAF)到真空罐脱气炉(VTD)到钢包冶金炉(ladle metallurgical furnace) (LMF)到浇注机(未示出)的过程。利用本发明公开的方法生产的钢种具有低于约0. 035%重量的低碳。该钢种还通常具有低于约0. 005% 重量的低氮和低于约0. 003%重量或低于约0. 0015%重量的低硫。钢熔炼工厂通常具有一个或多个电弧炉，例如安装有110兆伏-安(MVA)变压器的120吨(公吨)EAF。这样的电弧炉可以具有约30 400吨的容量，但是通常用于连续铸造的处理量为60 120吨。每个炉子均可以含有气体喷射喷枪，例如来自I^raxair的商标为 Co-Jet 的三喷枪气体喷射系统，通过其可以将氧气和天然气的组合吹入到炉子中，以及还具有碳喷射管。该系统可以用于在整个加热钢的过程中以不同的比例喷射碳和氧从而制造泡沫状 EAF 炉S。在 Pretorius，E.B.禾口 R. C. Carlisle 的论文 Foamy Slag Fundamentals and Their Practical Application to Electric Furnace Steelmaking, ISS-AIME, EF Conference Proceedings, 1998，pp. 275-291中描述了泡沫状炉S的制备。在该EAF上还可以安装顶部供给熔剂系统，通过该系统可以供给石灰、白云石和碳来控制炉渣的碱度和粘度，从而在熔炼中更好地形成炉渣。本发明方法可以使用其它炼钢炉，例如碱性氧气转炉。在于此描述的本发明方法的实施方式中，当钢组合物的氧含量和温度进入到期望的参数范围之内时，打开EAF —炉钢中的熔融钢的出钢过程。由于EAF可以与VTD相隔一段距离，因此选择钢组合物的出钢温度从而使得由EAF输送到VTD过程中的温度降低可以为VTD中的脱碳、以及氮和硫的减量提供所需的温度。通过偏心炉底出钢孔(EBT)系统可以从炉子开始出钢钢组合物到盛钢桶中，通常设计该系统使得在出钢过程中从EAF带入到盛钢桶中的炉渣最小化。例如，在120吨容量的EAF中，从炉子出钢到盛钢桶约105吨的钢。根据需要盛钢桶通常安装有两个多孔塞，该多孔塞可以用来向钢组合物中引入氩。该多孔塞挂钩(hook-up)可以利用通过相应的盛钢桶耳轴自动连接。该出钢工作站也可以安装有测量系统，其可以在出钢后直接测量和记录钢的温度，以及可以测量和记录额外的信息，例如钢组合物中的氧水平。一旦出钢过程完成，马上可以从EAF中取出炉渣样品用来检测EAF炉渣中的FeO量。在本发明方法的实施方式中，与过去的方法不同，脱碳没有在EAF中完成。代替地，在本发明方法的实施方式中，EAF出钢氧低于相应较高的出钢碳水平。该经改进的方法包括于炼钢炉的打开出钢步骤，以及于VTD的后续的脱碳步骤。打开出钢(open tapping) (或出钢打开(tapping open))意味着在无有意添加脱氧剂的条件下进行出钢。在本发明方法的实施方式中，降低钢的出钢氧含量至约600 1120ppm，以及更期望地，降低至约 600 900ppm。当VTD与炼钢炉有一段距离时，出钢温度可以为约1700°C 1750°C，该温度允许温度在从炉子运输到VTD过程中降低。备选地，当运输到VTD的时间变短时，出钢温度可以为约1600°C 1650°C，或备选地可以为约1650°C 1700°C。在本发明的出钢步骤中，关闭氩塞从而可以不对钢组合物进行搅拌。一旦完成了从炉子到盛钢桶的出钢，就可以取出钢样品，并且将造渣化合物，例如石灰加入到盛钢桶中以覆盖钢，从而减少运输到VTD过程中的热损失和氧化。在盛钢桶运输到VTD之前优选可以在其上放置炉盖。本发明的出钢步骤与现有方法相比，现有方法在出钢过程中向钢组合物中添加了石灰、铝酸钙、铝、炉渣脱氧剂和硅铁，并且在整个出钢过程中对盛钢桶中的钢组合物进行搅拌，从而使添加剂与钢组合物混合。在本方法的实施方式中，优选在出钢过程中不对钢组合物进行搅拌。另外，除了在盛钢桶中加入石灰以覆盖钢之外，在本发明的出钢步骤中可以不加入熔剂。过去的方法要求从EAF出钢的钢组合物的碳水平非常低，例如低于0. 025%碳，出钢之后，当在盛钢桶中进行了部分脱硫之后，于VTD随后完成脱硫并且除去氢和氮。在现有方法中，平均出钢温度为1708°C。此外，在出钢之前EAF中的平均溶解氧含量(出钢氧)为 1398ppm，其导致盛钢桶中的平均碳含量为0. 022%。在现有方法中，炉渣中的平均!^eO含量为38. 6%。在现有的出钢过程中，向盛钢桶中加入了 FeSi、铝和石灰。另外，在过去的方法中，将铝浮渣加入到盛钢桶中以减少可还原的氧化物、带入的 EAP炉渣的FeO和MnO的浓度。传统的带入的EAF炉渣通常低于500kg。相对而言，在本发明方法的实施方式中，在不加入脱氧添加剂的情况下，在炉子中打开出钢钢组合物。如下文所述，出钢打开步骤降低了在VTD之前的盛钢桶中的脱硫能力。 现有方法涉及向盛钢桶中加入脱氧剂并且搅拌金属和炉渣从而在VTD之前提供一些程度的脱硫。在现有方法中，在VTD步骤之前，盛钢桶中的钢组合物的硫含量通常从约0. 035% 重量降低到0.016%重量。在本发明方法的实施方式中，在出钢步骤之后，将在盛钢桶中的钢组合物运输到VTD中以进一步处理从而减少氢和氮的含量，并进行钢组合物的脱硫。可以通过运载工具或高架起重机来运输盛钢桶。在运输到VTD上方后，可以通过高架起重机移动盛钢桶并放置到VTD罐中。一旦可以建立了 VTD多孔塞的连接，就将塞子打开并通过多孔塞将氩引入到盛钢桶中的钢组合物中，使用的氩气的流量通常低于lm7min。氩的流动引起初始搅拌从而破碎和液化炉渣，并使整个盛钢桶中的钢温度更为均勻。当炉渣开始液化时，关闭多孔塞， 并记录温度和氧量的测量值。于VTD中记录的这些测量值，以及在出钢之前和/或之后于炉内记录的测量值可以用来确定向钢组合物中添加的合金和熔剂，并用来确定VTD中的脱碳步骤的时间长短。在本发明方法的实施方式中，脱碳步骤在VTD中进行，并随后在VTD中进行脱氧步骤、炉渣形成步骤、脱硫步骤、以及氮除去步骤。由于存在脱碳，在VTD工作站中的总时间比现有方法长约10分钟。但是，在VTD中增加的处理时间不会明显影响钢组合物制备的总时间。脱碳过程可以在关闭氩搅拌之后开始，以及记录于VTD的钢组合物中的温度和氧的量。将炉盖放置在盛钢桶上，并开始进行罐的抽气。随着盛钢桶上抽成真空，气体将从盛钢桶中的钢组合物中除去，该气体包括一氧化碳(Co)、氢气以及氮气。由于钢组合物上方的CO蒸汽压下降，另外的碳和氧反应会形成C0，并从钢组合物中抽出。本申请人发现碳和氧的反应提供了充分的搅拌作用，并且可以不需要氩的搅拌。在脱碳过程中使用的真空水平低于650毫巴。在脱碳过程中，真空水平可以为约1毫巴 650毫巴，以及可以为350 550毫巴或低于530毫巴。脱碳之后在VTD中，在本发明方法的实施方式中，向钢组合物中加入铝用来进行脱氧。优选将石灰、铝、铝酸钙、白云石石灰、硅锰铁O^SiMn) —起加入，并且还可以加入其它熔剂来形成脱硫炉渣。通过压力均勻的加料斗，于该方法需要的时刻向钢组合物中加入添加剂。在真空下添加的铝是反应性的。在加入铝之前，可以将真空水平调节到约530 1000毫巴。可以利用过程模型来确定脱碳时间，以及钢组合物的脱氧和炉渣形成所需的添加剂。可以使用过程模型来控制VTD中的炉渣的化学作用，这是因为VTD中的脱碳和脱氧步骤会影响炉渣的化学作用。可以将在出钢之后记录的钢组合物的测量值、以及VTD中的炉渣组成和钢组合物的测量值提供给过程模型(process model)，或添加模型(Addition Model)。添加模型是一种算法其可以用来分析测量值、或输入的数据，并且比较输入的数据和所期望值或预定值。 根据输入的数据和所期望或预定值之间的差异，添加模型算法可以确定将要向钢组合物中添加哪几种合金和熔剂，以及它们的量以能够促进除去氮和硫到所期望的水平。添加模型可以利用光学碱度的概念依据硫化物的容量来产生更好的炉渣组合物。在 Sosinsky，D. J.禾口 Sommervilie，I. D.的论文 The Composition and Temperature Dependence of the Sulfide Capacity of Metallurgical Slags,Met. Trans. B,vol. 17B, 1986，pp. 331-337中对光学碱度概念进行了描述。另外，添加模型利用了合金和熔剂添加剂的低成本组合来制备所期望的组成。添加模型可以用于提供具有所期望的钢-炉渣混合性质的流体的、碱性炉渣以及经脱氧的钢组合物。在本发明方法的实施方式中，添加模型可以利用算法来确定脱碳时间，该算法是在VTD中在初始搅拌之后，基于经验数据关联脱碳时间和钢组合物中氧和碳量的算法。添加模型可以利用，在VTD中在初始搅拌之后的钢组合物中的氧量来确定在脱碳之后添加的铝的量。基于铝的量和氧的量，该添加模型的投影(projection)确定需要的熔剂添加剂以来形成脱硫炉渣。添加模型算法可以向控制器提供已确定的量，该控制器可以自动地向钢组合物中添加确定量的经选定的合金和熔剂。例如，VTD可以具有四个设置用来向钢组合物提供合金和熔剂的料箱(bin)。根据所需要的钢组合物和炉渣组合物，四个料箱可以含有石灰、铝、 铝酸钙、以及白云石石灰或硅锰铁O^SiMn)中的一种。控制器能够独自地使每个料箱活动从而向相应地已确定量的钢组合物中提供已测定量的经选定的合金或熔剂添加剂。在对所需要的合金和熔剂添加剂进行称重之后，于该方法需要的时刻，通过压力均勻的加料斗将它们添加到盛钢桶中的钢组合物中。在本发明方法的实施方式中，由于从加料斗加料所需的添加剂，罐盖放置在其操作位置中。关闭多孔塞并开始罐的抽气。在VTD中的总循环时间可以为约35分钟。在脱碳和脱氧之后，可以达到1 2. 5毫巴的真空水平以除去氮。备选或另外地，在脱硫之后，可以达到1 2. 5毫巴的真空水平以除去氮。泵抽吸下降至1 2. 5毫巴的时间通常少于7分钟，这部分地取决于罐的热过程。完成脱硫和氮的去除的时间约为20分钟。在现有方法中，设计添加模型主要用于产生能够仅除去硫和氮的条件。在现有方法中，钢组合物已经被部分脱氧，在一些一炉钢中被脱氧至约6. 6ppm，并具有约1645°C的较高的进入盛钢桶的温度。由于一些脱硫过程发生在出钢之后，以及在运输到VTD的过程中，因此在进入到VTD的钢组合物中的硫含量分布是无规律的。图2示出了在现有方法中进入到真空罐脱气炉中的硫的分布。进入到VTD的平均的碳、氮和硫的浓度列于表1中。表1 现有方法中进入到VTD的平均的碳、氮和硫浓度
权利要求
1.制造具有低于0.035%重量低碳的钢的方法，其包括如下步骤(a)在炼钢炉中，准备温度达到出钢温度的炉熔融钢组合物，该出钢温度是真空罐脱气炉中进行脱硫所需的温度，(b)打开出钢氧水平为600 1120ppm的熔融钢组合物至盛钢桶，(c)提供给盛钢桶以造渣化合物从而形成炉渣来覆盖盛钢桶中的熔融钢组合物，(d)运输盛钢桶中的熔融钢组合物至真空罐脱气炉，(e)在真空罐脱气炉中通过抽真空至低于650毫巴来对熔融钢组合物进行脱碳，(f)脱碳之后，向熔融钢组合物中添加一种或多种脱氧剂并对熔融钢组合物进行脱氧，(g)脱氧之后，添加一种或多种熔剂化合物以对熔融钢组合物进行脱硫，以及(i)铸造熔融钢组合物从而形成具有低于0. 035%重量低碳的钢。
2.权利要求1所述的制造具有低于0.035%重量低碳的钢的方法，其中，在出钢步骤中钢组合物中的碳量为0. 02% 0. 05%重量。
3.权利要求1或2所述的制造具有低于0.035%重量低碳的钢的方法，其中，准备炉熔融钢组合物的步骤在电弧炉中进行。
4.上述权利要求中任一项所述的制造具有低于0.035%重量低碳的钢的方法，其中， 脱碳步骤处于1 650毫巴的真空水平。
5.权利要求4所述的制造具有低于0.035%重量低碳的钢的方法，其中，脱碳步骤处于 350 550毫巴的真空水平。
6.上述权利要求中任一项所述的制造具有低于0.035%重量低碳的钢的方法，其中， 加入一种或多种脱氧剂的步骤包括于530 1000毫巴的真空水平加入需要量的铝。
7.上述权利要求中任一项所述的制造具有低于0.035%重量低碳的钢的方法，其还包括如下步骤在脱硫之后，抽真空至1 2. 5毫巴以除去氮。
8.上述权利要求中任一项所述的制造具有低于0.035%重量低碳的钢的方法，其中， 加入一种或多种熔剂化合物的步骤包括加入选自石灰、铝、铝酸钙、白云石石灰和硅锰铁的一种或多种化合物。
9.上述权利要求中任一项所述的制造具有低于0.035%重量低碳的钢的方法，其中， 在出钢步骤中，钢组合物中的硫量为0. 02% 0. 06%重量。
10.上述权利要求中任一项所述的制造具有低于0.035%重量低碳的钢的方法，其还包括在脱碳步骤之前的下述步骤(i)搅拌于真空罐脱气炉的盛钢桶中的熔融钢组合物，( )测量并记录钢组合物中的碳量、钢组合物中的氧量、以及钢组合物的温度，(iii)提供过程模型，该过程模型关联钢组合物中的氧和碳量与钢组合物达到需要的碳量所需的脱碳时间；以及(iv)基于检测到钢组合物中的氧和碳的量，利用过程模型来确定脱碳时间。
11.权利要求1 9中任一项所述的制造具有低于0.035%重量低碳的钢的方法，其还包括在脱碳步骤之前的下述步骤(i)搅拌于真空罐脱气炉的盛钢桶中的钢组合物( )测量并记录钢组合物中的碳量、钢组合物中的氧量、以及钢组合物的温度，(iii)提供过程模型，该过程模型关联钢组合物中的氧和碳的量与对钢组合物进行脱氧所需的脱氧添加剂的量，以及(iv)基于检测到的氧和碳的量，利用过程模型来确定钢组合物中脱氧添加剂的量。
12.权利要求1 9中任一项所述的制造具有低于0.035%重量低碳的钢的方法，其还包括在脱碳步骤之前的下述步骤(i)搅拌于真空罐脱气炉的盛钢桶中的钢组合物( )测量并记录钢组合物中的碳量、钢组合物中的氧量、以及钢组合物的温度；(iii)提供过程模型，该过程模型关联钢组合物中的氧和碳量与对钢组合物进行脱硫所需的熔剂成分的量以及基于熔剂成分的价格能够选择一种或多种熔剂成分；以及(iv)基于检测到的氧和碳的量，利用过程模型来确定熔剂成分的选择和它们的量。
13.上述权利要求中任一项所述的制造具有低于0.035%重量低碳的钢的方法，其中， 在1600°C 1650°C的温度打开出钢步骤。
14.权利要求1 12中任一项所述的制造具有低于0.035%重量低碳的钢的方法，其中，在1650°C 1700°C的温度打开出钢步骤。
15.权利要求1 12中任一项所述的制造具有低于0.035%重量低碳的钢的方法，其中，在1700°C 1750°C的温度打开出钢步骤。
16.制造具有低于0.035%重量低碳的钢的方法，其包括如下步骤(a)在炼钢炉中准备温度达到出钢温度的炉熔融钢组合物，该出钢温度是真空罐脱气炉中进行脱硫所需的温度，(b)打开出钢氧水平为600 1120ppm的熔融钢组合物至盛钢桶，(c)提供给盛钢桶以造渣化合物从而形成炉渣来覆盖盛钢桶中的熔融钢组合物，(d)运输盛钢桶中的熔融钢组合物至真空罐脱气炉，(e)在真空罐脱气炉中通过抽真空至低于650毫巴来对熔融钢组合物进行脱碳，(f)脱碳之后，向熔融钢组合物中添加一种或多种脱氧剂并对熔融钢组合物进行脱氧，(g)脱氧之后，添加一种或多种熔剂化合物以对熔融钢组合物进行脱硫，(i)向熔融钢组合物中添加游离氧直到水平为20 70ppm以及总氧含量至少为 70ppm,以及(j))然后在双辊连铸机中铸造熔融钢组合物从而形成具有低于0. 035%重量的低碳的钢带。
17.权利要求16所述的制造具有低于0.035%重量低碳的钢的方法，其中，在出钢步骤中钢组合物中的碳量为0. 02% 0. 05%重量。
18.权利要求16或17所述的制造具有低于0.035%重量低碳的钢的方法，其中，准备炉熔融钢组合物的步骤在电弧炉中进行。
19.权利要求16 18中任一项所述的制造具有低于0.035%重量低碳的钢的方法，其中，脱碳步骤处于1 650毫巴的真空水平。
20.权利要求16 19中任一项所述的制造具有低于0.035%重量低碳的钢的方法，其中，脱碳步骤处于350 550毫巴的真空水平。
21.权利要求16 20中任一项所述的制造具有低于0.035%重量低碳的钢的方法，其中，加入一种或多种脱氧剂的步骤包括于530 1000毫巴的真空水平加入需要量的铝。
22.权利要求16 21中任一项所述的制造具有低于0.035%重量低碳的钢的方法，其还包括如下步骤在脱硫之后，抽真空至1 2. 5毫巴以除去氮。
23.权利要求16 22中任一项所述的制造具有低于0.035%重量低碳的钢的方法，其中，加入一种或多种熔剂化合物的步骤包括加入选自石灰、铝、铝酸钙、白云石石灰和硅锰铁的一种或多种化合物。
24.权利要求16 23中任一项所述的制造具有低于0.035%重量低碳的钢的方法，其中，在出钢步骤中，钢组合物中的硫量为0. 02% 0. 06%重量。
25.权利要求16 M中任一项所述的制造具有低于0.035%重量低碳的钢的方法，其还包括在脱碳步骤之前的下述步骤(i)搅拌于真空罐脱气炉的盛钢桶中的熔融钢组合物，( )测量并记录钢组合物中的碳量、钢组合物中的氧量、以及钢组合物的温度，(iii)提供过程模型，该过程模型关联钢组合物中的氧和碳量与钢组合物达到需要的碳量所需的脱碳时间；以及(iv)基于检测到钢组合物中的氧和碳的量，利用过程模型来确定脱碳时间。
26.权利要求16 M中任一项所述的制造具有低于0.035%重量低碳的钢的方法，其还包括在脱碳步骤之前的下述步骤(i)搅拌于真空罐脱气炉的盛钢桶中的钢组合物( )测量并记录钢组合物中的碳量、钢组合物中的氧量、以及钢组合物的温度，(iii)提供过程模型，该过程模型关联钢组合物中的氧和碳的量与对钢组合物进行脱氧所需的脱氧添加剂的量，以及(iv)基于检测到的氧和碳的量，利用过程模型来确定钢组合物中脱氧添加剂的量。
27.权利要求16 M中任一项所述的制造具有低于0.035%重量低碳的钢的方法，其还包括在脱碳步骤之前的下述步骤(i)搅拌于真空罐脱气炉的盛钢桶中的钢组合物( )测量并记录钢组合物中的碳量、钢组合物中的氧量、以及钢组合物的温度；(iii)提供过程模型，该过程模型关联钢组合物中的氧和碳量与对钢组合物进行脱硫所需的熔剂成分的量以及基于熔剂成分的价格能够选择一种或多种熔剂成分；以及(iv)基于检测到的氧和碳的量，利用过程模型来确定熔剂成分的选择和它们的量。
28.权利要求16 27中任一项所述的制造具有低于0.035%重量低碳的钢的方法，其中，在1600°C 1650°C的温度打开出钢步骤。
29.权利要求16 27中任一项所述的制造具有低于0.035%重量低碳的钢的方法，其中，在1650°C 1700°C的温度打开出钢步骤。
30.权利要求16 27中任一项所述的制造具有低于0.035%重量低碳的钢的方法，其中，在1700°C 1750°C的温度打开出钢步骤。
全文摘要
制造具有低于0.035％重量低碳的钢的方法，其包括如下步骤在炼钢炉中准备温度达到出钢温度的炉熔融钢组合物，该出钢温度是VTD中进行脱硫所需的温度，打开出钢氧水平为600～1120ppm的熔融钢组合物至盛钢桶，提供给盛钢桶以造渣化合物从而形成炉渣来覆盖盛钢桶中的熔融钢组合物，将盛钢桶中的熔融钢组合物运输至VTD，在VTD中通过抽真空至低于650毫巴来对熔融钢组合物进行脱碳，脱碳之后，向熔融钢组合物中添加一种或多种脱氧剂并对熔融钢组合物进行脱氧，脱氧之后，添加一种或多种熔剂化合物以对熔融钢组合物进行脱硫，以及铸造熔融钢组合物从而形成具有低于0.035％重量低碳的钢。
文档编号C21C7/00GK102171370SQ200980138838
公开日2011年8月31日 申请日期2009年8月3日 优先权日2008年8月4日
发明者丹尼尔.G.默里, 尤金.B.普雷托里厄斯, 戴维.J.索辛斯基, 戴维.W.麦戈伊, 雅各布斯.M.A.吉尔登休斯 申请人:纽科尔公司