专利名称：一种冶炼超低碳钢的方法
技术领域：
本发明属于炼钢技术领域，涉及一种冶炼超低碳钢的方法，尤其在冶炼超低碳钢时对钢水碳、氧含量、钢水温度、钢水洁净度实现稳定控制的方法。
背景技术：
超低碳钢是指钢中碳含量在0. 010%以下的钢种。目前超低碳钢冶炼有两种常规工艺一种是转炉吹炼-RH真空处理-连铸工艺，此工艺最大的难点是钢水洁净度控制，由于转炉出钢过程钢水溶解氧含量较高，炉渣氧化性较强，而转炉渣进入钢包又不可避免，因此在RH真空处理过程中，具有较高氧化性的顶渣必将对钢液持续氧化，造成钢水中氧化物夹杂增多，同时在浇铸过程中，此高氧化性顶渣也会随钢水流入中间包中，继续对钢水进行 氧化，最终一方面氧化物夹杂会导致钢水在浇铸过程中水口蓄流，影响超低碳钢正常生产，另一方面使得钢水纯净度降低，影响冷轧板的表面质量。另一种是转炉吹炼-LF精炼-RH真空处理-连铸工艺，该工艺在LF进行脱氧造渣操作，在RH真空处理采用强制吹氧脱碳控制钢中的碳含量，此工艺路线复杂，生产成本较高，同时会造成资源的严重浪费。中国专利200710159224. 7公开了一种超低碳钢的冶炼方法，其冶炼工艺为铁水预处理脱硫-转炉吹炼-LF精炼-RH真空处理-连铸，尤其是在RH真空脱碳前，经LF对钢液顶渣进行改性处理，使钢液顶渣中氧化铁含量< 2%。此专利介绍的属于第二种常规工艺，会造成资源的严重浪费。中国专利200910084426. 9公开了一种冶炼超低碳钢的方法，其冶炼工艺为铁水预处理脱硫-转炉吹炼-钢包炉处理-RH真空处理-连铸，控制转炉出钢[C]=0. 04 % -0. 05 %，出钢温度1700-1720 °C，出钢钢水氧活度600ppm-900ppm,出钢不脱氧采用挡渣操作，LF钢包炉处理对顶渣进行改质，出LF钢水温度在1640-1650°C，在RH真空处理过程中采用自然脱碳模式对钢水碳含量进行控制，可将钢中碳控制在0. 0014% -0.0025%。按其介绍的工艺，在LF顶渣改质过程中，钢水溶解氧含量必将降低，而在RH仍采用自然脱碳将钢水中碳脱至小于0. 0030%难度极大。目前应用较多的是第-种常规工艺，尤其是高氧化性炉渣的改性过程受到关注，中国专利200810013374. I、中国专利200710158736. I、中国专利200510094825. 5均公开了这方面的技术。但目前这方面的所有技术都存在一个问题，即降低炉渣氧化性的同时必将会导致钢水溶解氧的降低，这不利于后续的RH真空脱碳处理。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术所存在的缺陷，提供一种既能提高钢水纯净度、降低生产成本，又能提高钢水成分控制精度的冶炼超低碳钢的方法。本发明采用的工艺路线为铁水预处理脱硫-转炉冶炼-RH真空精炼-板坯连铸。各工序中的工艺参数控制如下(I)铁水预处理脱硫采用喷吹镁粉+石灰粉脱硫，脱硫后进行扒渣操作，保证扒渣效果，脱硫后铁水中的硫含量为0. 002% 0. 006% (重量百分比)。(2)转炉冶炼将废钢装入转炉后兑入铁水，转炉冶炼吹氧时间控制在10 17min，氧枪吹氧流量控制在160 240m3/h t，底吹强度控制在0. 01 0. lm3/t min ;造渣料以石灰和轻烧白云石为主，石灰中硫含量要求<0.03% (重量百分比)；转炉冶炼周期控制在30 42min，对钢水进行脱碳、脱磷、升温和去除有害杂质操作。转炉出钢[C]=0. 06% -0. 08% (重量百分比)，出钢温度T = 1650°C 1680°C，出钢钢水氧含量0. 03%
0.05% (重量百分比)。出钢不脱氧，采用挡渣操作，如出钢钢水氧含量大于0.04% (重量百分比)，则出钢过程按照每吨钢水加入0. 5kg I. Okg炉洛改质剂，改质剂成分为A1的质量百分含量为35% 45%，CaO的质量百分含量为15% 25%，SiO2的质量百分含量(10%。(3)RH真空精炼采用强制脱碳模式对钢水中碳含量进行控制，同时进行化学升 温。RH最高真空度控制在67 lOOPa，提升气体流量为0. 4 0. 6m3/h-t,脱碳时间控制在20 27min，脱碳结束后将钢水中的碳控制在0. 0010 % 0. 0020 % (重量百分比)，溶解氧含量为0. 025% 0. 040% (重量百分比)。采用铝脱氧，加入铝后钢水循环3 5min，此后进行合金化操作，加入合金后钢水循环3 5min,以保证合金充分溶解及Al2O3夹杂物的去除。RH处理结束钢水氮含量为0.0015% 0.0035% (重量百分比)，钢水温度为1590 1610°C。真空结束后对钢水进行镇静处理，镇静时间10 30min。(4)板坯连铸浇铸过程中采用无碳覆盖剂、无碳保护渣，防止浇铸过程增碳，连铸过程采用全保护浇铸，减少钢水增氮；浇铸过程根据板坯断面合理控制拉速。本发明采用转炉高碳、低氧出钢，碳含量为0.06% 0.08%，出钢氧含量为
0.03% 0.05%。与常规工艺出钢[C] =0.03%-0.05%，出钢氧含量为0.06% 0. 10%相比，钢水碳含量增加，氧含量降低，由此会产生如下有益效果(I)出钢温度降低。降低出钢温度有利于降低对耐材的侵蚀，有利于加快生产节奏,降低生产成本。(2)转炉终渣氧化性降低。本发明将钢水低碳区域的脱碳任务由转炉转移至RH，当钢水碳含量小于0. 1%时，如果在转炉中继续脱碳，必将造成炉渣大量氧化，而在出钢过程中还要对高氧化性炉渣进行改质处理，改质过程钢水还要被部分脱氧，对于钢水和炉渣来讲，都存在先氧化-后还原的矛盾，既增加了生产成本，又会对钢水洁净度带来影响。因此，本发明转炉出钢过程可以少用或不用炉渣改质剂，同时，RH内的脱碳过程不会对顶渣进行氧化，因此虽略增加了 RH的脱碳任务，但总体上降低了生产成本，且钢水更加洁净。
具体实施例方式下面通过实施例对本发明作进一步的描述。实施例I :冶炼超低碳IF钢，采用的工艺路线为铁水预处理脱硫_260t转炉吹炼-RH真空精炼-板坯连铸。铁水预处理脱硫采用喷吹镁粉+石灰粉脱硫，脱硫后进行扒渣操作，保证扒渣效果，脱硫后铁水中的硫含量为0. 0030*%。转炉冶炼将废钢装入转炉后兑入铁水，转炉冶炼吹氧时间控制在13min，氧枪吹氧流量控制在40000 59000m3/h，前I 9min底吹强度控制在I 8m3/min，吹炼9min以后至吹炼终点底吹强度控制在8 12m3/min ;控制转炉入炉石灰、轻烧白云石等造渣材料质量，石灰活性度> 300ml，石灰中硫的质量百分含量< 0.015%，满足快速成渣及脱磷要求。转炉出钢[C] = 0.08%，出钢温度T = 1660°C，出钢钢水氧含量0. 035%。出钢不脱氧，采用挡渣操作，终渣FeO含量为12.3%。转炉冶炼周期为39min。RH真空精炼真空精炼采用强制脱碳模式对钢水中碳含量进行控制，脱碳终点钢水中碳含量为0. 0018%，脱碳时间25min，RH最高真空度67Pa，提升气体流量为100 150m3/h，脱碳终点钢水氧含量为0. 0310%。脱碳结束后加入铝脱氧，加入铝循环4min后加入其它合金再循环3min，处理结束后钢水温度为1603°C，RH处理周期为35min。真空结束后对钢水进行镇静，镇静时间15min。板坯连铸浇铸过程中采用无碳覆盖剂、无碳保护渣，防止浇铸过程增碳，增碳量为0. 0002%，连铸过程采用全保护浇铸，减少钢水增氮，增氮量为0. 0001%。经此工艺成品主要元素成分控制如下(按重量百分比％ )
权利要求
1.一种冶炼超低碳钢的方法，采用铁水预处理脱硫-转炉冶炼-RH真空精炼-板坯连铸工艺，其特征在于脱硫后铁水中硫含量为0. 002% 0. 006% ;所述转炉冶炼吹氧时间为10 17min,氧枪吹氧流量为160 240m3/h t,底吹强度为0. 01 0. lm3/t min,冶炼周期30 42min，出钢[C] = 0. 06% 0. 08%，温度T = 1650 1680°C，钢水氧含量为0. 03% 0. 05%，采用挡渣出钢；所述RH真空精炼采用强制脱碳，最高真空度为67 lOOPa，提升气体流量为0. 4 0. 6m3/h t，脱碳时间为15 27min，脱碳结束钢水中碳含量控制在0. 0010% 0. 0020%，溶解氧含量为0. 025% 0. 040% ;采用铝脱氧，加铝后钢水循环3 5min,然后合金化,加入合金后钢水循环3 5min, RH处理后钢水氮含量为0. 0015% 0. 0035%，温度为1590 1610°C，再镇静处理10 30min ;以上百分比均为重量百分比。
2.根据权利要求I所述的冶炼超低碳钢的方法，其特征在于所述铁水预处理脱硫采用喷吹镁粉+石灰粉，脱硫后进行扒渣操作。
3.根据权利要求I所述的冶炼超低碳钢的方法，其特征在于所述转炉冶炼造渣料以石灰和轻烧白云石为主，石灰中硫重量百分比含量< 0. 03% ;转炉出钢过程视钢水氧含量加入炉渣改质剂。
4.根据权利要求I所述的冶炼超低碳钢的方法，其特征在于所述RH真空精炼时进行化学升温。
5.根据权利要求I所述的冶炼超低碳钢的方法，其特征在于所述板坯连铸过程采用无碳覆盖剂、无碳保护渣和全程保护浇铸。
全文摘要
本发明提供一种冶炼超低碳钢的方法，采用铁水脱硫-转炉-RH-连铸工艺，脱硫后铁水中硫为0.002％～0.006％；转炉冶炼控制吹氧时间、氧枪流量、底吹强度和冶炼周期，出钢[C]＝0.06％～0.08％，温度T＝1650～1680℃，钢水氧含量0.03％～0.05％，采用挡渣出钢；RH采用强制脱碳，最高真空度67～100Pa，脱碳时间为15～27min，钢水中碳含量为0.0010％～0.0020％；脱碳后钢水中溶解氧含量为0.025％～0.040％，加铝脱氧后钢水循环3～5min，再加入其它合金后钢水循环3～5min，钢水氮含量为0.0015％～0.0035％，温度为1590～1610℃，再镇静处理10～30min。本发明采用转炉高碳、低氧出钢，出钢过程可少用或不用炉渣改质剂，加快了生产节奏，钢水更加洁净，且降低了生产成本。
文档编号C21C7/00GK102719593SQ20111007786
公开日2012年10月10日 申请日期2011年3月29日 优先权日2011年3月29日
发明者廖相巍, 张维维, 李广帮, 王丽娟, 赵成林 申请人:鞍钢股份有限公司