本发明属于钢铁冶炼
技术领域：
，具体涉及一种超低硅包晶钢的生产方法。
背景技术：
：超低硅包晶钢是指成品钢中Si含量≤0.010%，C含量处于包晶钢范围（C：0.08-0.15%）的钢种。目前，低硅钢的生产主要是采用铁水脱硫→转炉→LF→连铸的生产工艺流程，生产实践过程中钢水回硅引起Si含量超标是其一大难题。为了防止硅含量超标，专利CN201210180384、CN201410818721采取铁水深脱硫、严控挡渣操作、减少LF冶炼时间、优化LF脱氧合金化方式、使用低硅合金等系列措施，成品Si含量基本可以控制在0.03%以下，却很难达到≤0.010%的水平；专利CN201510140357、CN201310645102虽取消了增Si较多的LF工序，但其夹杂物控制能力不足，为避免钢水絮流引起塞棒过快上涨，RH处理后需进行Ca处理，且成品Si含量也只是满足小于0.03%的要求，最低Si含量虽可达0.010%以下，但控制稳定性不够。随着汽车工业的迅猛发展，为保证钢材具有较好的延伸率、成型性能和冲击韧性，要求炼钢进行低硅或超低硅控制。然而，采取现有的工艺和方法，很难将钢中Si含量稳定地控制在0.010%以下，常出现因硅含量超标改判或降判的情况，难以满足客户要求。包晶钢在凝固过程中存在包晶转变L+δ=γ，此过程伴随着较大的体积收缩，坯壳与结晶器铜板间易产生气隙，从而传热不均使凝固坯壳生长不均，导致应力集中产生裂纹，影响铸坯质量。结晶器缓冷是控制裂纹的重要手段，而连铸保护渣的选用则是其关键所在，包晶钢保护渣应具有较好的结晶性能以减缓传热，抑制裂纹的产生；同时还应考虑降低保护渣的粘度来提高其润滑能力，防止粘结漏钢。虽然，有关包晶钢保护渣的专利较多，但都无法很好的兼顾控制传热减少裂纹与保证润滑防止漏钢这两大功能；专利CN201310668533公开了浇注包晶钢用高碱度连铸保护渣，虽可兼顾控制传热与润滑，但其针对的典型钢种Si含量质量百分比为0.15-0.30%，其他钢种的通用性有待检验。目前，有关超低硅包晶钢的生产工艺及控制方法还未见报道，本发明将针对超低硅包晶钢生产的关键工艺及控制方法进行阐述。技术实现要素：本发明目的是提供一种超低硅（[Si]≤0.010%）包晶钢的生产方法，采用转炉终点高温低氧位、钢包渣系改质、RH轻处理、优化静置时间、使用专用保护渣并严控连铸耐材等措施，来满足高品质超低硅包晶钢的质量要求，解决了
背景技术：
中存在的技术难题。为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下：一种超低硅包晶钢的炼钢生产方法，所述生产方法包括铁水脱硫、转炉冶炼、RH处理、板坯连铸工序；所述成品包晶钢成分质量百分比中Si≤0.010%，C：0.08-0.10%。本发明所述铁水脱硫工序，入炉铁水[S]≤0.003%。本发明所述转炉冶炼工序，终点温度1710-1740℃，终点氧位≤800ppm，下渣厚度≤30mm，终点钢水控制成分质量百分比[C]：0.03-0.05%，[S]≤0.006%，[P]≤0.020%。本发明所述RH处理工序，进站温度1640-1660℃；RH破空至连铸开浇时间≥15min；出站化学成分质量百分比如下：[C]：0.08-0.10%，[Mn]：0.40-0.45%，[Si]≤0.010%，[S]≤0.009%，[P]≤0.023%：[Als]：0.032-0.050%,[N]：0.0019-0.0024%。本发明所述板坯连铸工序，钢包到中间包采用长水口加氩气密封保护钢水；使用无碳低硅覆盖剂，结晶器使用高碱度、低粘度包晶钢保护渣；结晶器采用弱冷模式。本发明所述转炉冶炼工序，出钢过程加料顺序依次为石灰、萤石、增碳剂，石灰加入量2.5-3.0kg/t，出钢1/3时开始加入增碳剂进行脱氧，增碳剂加入量为20-40kg/炉，出钢完毕后关闭钢包底吹加入改质剂，改质剂加入80-120kg/炉。本发明所述RH处理工序，进站渣样主要成分质量百分比为CaO：32-38%，SiO2：3-5%，Al2O3：27-33%，FeO：4.5-8.5%，MgO：5-8%。本发明所述板坯连铸工序，高碱度、低粘度包晶钢保护渣的主要组分按照重量百分比计算为：CaO：33-37%，SiO2：24-28%，Na2O：10-12%，F：10-12%，Al2O3：4-6%，MgO：2-3%，C：6.0-6.3%。本发明所述板坯连铸工序，中包钢水氧、氮含量质量分数控制为：T[O]≤30ppm、[N]≤30ppm。本发明所述转炉冶炼工序，增碳剂为锻煤增碳剂，改质剂为高铝高钙改质剂。本发明生产工艺控制稳定，连铸中包Si含量可稳定控制在0.010%以下，中包全氧控制在30ppm以内。该生产工艺要避免异常增Si，并需对夹杂物含量和铸坯凝固过程进行控制，因此对转炉终点控制、渣系改质、RH自然脱碳、静置时间、连铸保护浇注、专用保护渣以及整个过程的温度控制提出更高要求，必须对整个流程各工序的关键点进行精准控制，才能生产出满足要求的高质量无缺陷铸坯。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：采用“铁水预处理、转炉、RH、板坯连铸”的生产工艺流程，通过转炉终点控制、渣系改质；RH自然脱氧、优化静置时间；连铸保护浇铸、使用专用保护渣等系列措施，并严控全流程的温度、钢包耐材使用和夹杂物含量，生产出Si≤0.010%，表面及内部质量优良的超低硅包晶钢。通过控制各工序关键工艺参数，解决了现有生产工艺Si含量易超标，夹杂物控制能力不足，连铸坯质量不良等技术难题，为热轧提供了成分合格，高质量无缺陷的连铸坯，热轧生产优质热轧板卷，之后经酸洗涂油获得优质的最终产品。具体实施方式下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。一种超低硅包晶钢的生产方法，工艺流程为铁水脱硫→转炉冶炼→RH处理→板坯连铸。1、铁水脱硫：铁水包喷吹镁粉和石灰脱硫后，用捞渣器将渣子捞净，铁水表层无渣，入炉铁水[S]≤0.003%；2、转炉冶炼：1）转炉终点高温低氧位控制，终点温度1710-1740℃，终点氧位≤800ppm；2）严格控制转炉下渣量，使用前挡滑板，后档挡渣锥与滑板相结合的挡渣方式，下渣厚度≤30mm；3）严禁使用冶炼高硅钢种的钢包，出钢过程加入增碳剂脱氧，出钢完毕后加入钢渣改质剂；4）终点钢水控制成分质量百分比[C]：0.03-0.05%，[S]≤0.006%，[P]≤0.020%；转炉冶炼，冶炼采用烟气分析结合静态模型自动冶炼；出钢过程加料顺序依次为石灰→萤石→增碳剂，石灰加入量2.5-3.0kg/t，出钢1/3时开始加入增碳剂进行脱氧，增碳剂加入量为20-40kg/炉，出钢完毕后关闭钢包底吹加入改质剂，改质剂加入80-120kg/炉。3、RH处理：采用轻处理模式进行脱气、成分微调及去除夹杂；1）进站温度1640-1660℃，保证进站温度，尽量避免RH吹氧加铝升温；利用真空自然脱氧，减少脱氧用铝，严控夹杂物含量；2）进站渣样控制为高碱度、低SiO2活度并具有一定氧化性的炉渣，降低回硅潜能，减少回硅量；3）RH破空至连铸开浇时间需保证≥15min，使夹杂物充分上浮，提高钢水洁净度；4）RH出站化学成分质量百分比[C]：0.08-0.10%，[Mn]：0.40-0.45%，[Si]≤0.010%，[S]≤0.009%，[P]≤0.023%，[Als]：0.032-0.050%,[N]：0.0019-0.0024%;进站渣样主要成分质量百分比为CaO：32-38%，SiO2：3-5%，Al2O3：27-33%，FeO：4.5-8.5%，MgO：5-8%；终脱氧且铝合金化循环后，使用高碳锰铁及RH增碳剂对钢水中[C]、[Mn]元素进行调整。4、板坯连铸：1）连铸工序做好保护浇注，钢包到中间包采用长水口加氩气密封保护钢水，中间包使用镁质耐材，铝碳质吹氩上水口、吹氩塞棒和浸入式水口，开浇前中间包做好氩气吹扫；2）中间包使用无碳低硅覆盖剂，结晶器使用专用高碱度、低粘度包晶钢保护渣；高碱度、低粘度包晶钢保护渣的主要组分按照质量百分比计算为：CaO：33-37%，SiO2：24-28%，Na2O：10-12%，F：10-12%，Al2O3：4-6%，MgO：2-3%，C：6.0-6.3%。3）结晶器采用弱冷模式，二次冷却采用Peri冷却模式并配合动态轻压下；中包钢水氧、氮含量质量百分数控制为T[O]≤30ppm、[N]≤30ppm。然后热轧生产热轧卷板，经酸洗涂油成为最终产品。实施例1超低硅包晶钢的生产工艺流程为：铁水脱硫→转炉冶炼→RH处理→板坯连铸。实施例中转炉100t，RH精炼100t，板坯连铸铸坯宽度为800mm，厚度为200mm，具体操作步骤和各工序工艺参数控制如下：1.铁水脱硫：铁水包喷吹镁粉和石灰脱硫后，用捞渣器将渣子捞至铁水表层无渣，入炉铁水[S]=0.003%。2.转炉冶炼1）采用烟气分析结合静态模型进行冶炼，吹炼过程控制终点温度1710℃，终点氧位=450ppm。2）使用前挡滑板，后档挡渣锥与滑板相结合的挡渣方式，严格控制转炉下渣量，下渣厚度=30mm。3）使用连用、洁净的精炼加盖钢包出钢（严禁使用冶炼高硅钢种的钢包），出钢过程依次加入石灰→萤石→增碳剂，石灰加入量2.5kg/t，萤石加入量30kg/炉，增碳剂加入量20kg/炉，出钢完毕后关闭钢包底吹加入改质剂，改质剂加入量80kg/炉。4）终点钢水成分（质量百分比）控制[C]：0.03%，[S]：0.006%，[P]：0.020%。3.RH处理采用轻处理模式进行脱气、成分微调及去除夹杂。1）钢包进站温度1640℃，RH进站渣样主要成分质量百分比见表1：表1RH进站渣样主要成分/%2）RH轻处理自然脱氧脱碳，根据终脱氧位情况进行铝合金化；加入铝粒循环后使用高碳锰铁及RH增碳剂对钢水中[C]、[Mn]元素进行微调整。3）RH破空至连铸开浇时间为15min。4）RH出站化学成分质量百分比见表2：表2RH出站化学成分/%成分CMnSPSiAlsN含量%0.0890.4280.0050.0220.0070.03200.00244.板坯连铸1）连铸进行保护浇注，钢包到中间包采用长水口加氩气密封保护钢水，浇注钢水时，不能下渣；中间包使用镁质耐材，铝碳质吹氩上水口、吹氩塞棒和浸入式水口。2）使用无碳低硅覆盖剂，结晶器使用专用高碱度、低粘度包晶钢保护渣，所用保护渣的主要组分按照质量百分比计算为：CaO：33%，SiO2：24%，Na2O：10%，F：10%，Al2O3：4%，MgO：2%，C：6.0%。3）结晶器采用弱冷模式，二次冷却采用Peri冷却模式并配合动态轻压下，然后热轧生产热轧卷板，经酸洗涂油成为最终产品。按上述工艺生产的超低硅包晶钢铸坯化学成分及氧氮含量见表3：表3铸坯化学成分及氧氮含量/%成分CMnSPSiAlsNO含量%0.090.430.0050.0220.0080.0270.00300.0030实施例2超低硅包晶钢的生产工艺流程为：铁水脱硫→转炉冶炼→RH处理→板坯连铸。实施例中转炉100t，RH精炼100t，板坯连铸铸坯宽度为960mm，厚度为200mm，具体操作步骤和各工序工艺参数控制如下：1.铁水脱硫：铁水包喷吹镁粉和石灰脱硫后，用捞渣器将渣子捞至铁水表层无渣，入炉铁水[S]=0.0025%。2.转炉冶炼1）采用烟气分析结合静态模型进行冶炼，吹炼过程控制终点温度1725℃，终点氧位=700ppm。2）使用前挡滑板，后档挡渣锥与滑板相结合的挡渣方式，严格控制转炉下渣量，下渣厚度=19mm。3）使用连用、洁净的精炼加盖钢包出钢（严禁使用冶炼高硅钢种的钢包），出钢过程依次加入石灰→萤石→增碳剂，石灰加入量2.7kg/t，萤石加入量30kg/炉，增碳剂加入量25kg/炉，出钢完毕后关闭钢包底吹加入改质剂，改质剂加入量95kg/炉。4）终点钢水成分（质量百分比）控制[C]：0.036%，[S]：0.005%，[P]：0.010%。3.RH处理采用轻处理模式进行脱气、成分微调及去除夹杂。1）钢包进站温度1645℃，RH进站渣样主要成分质量百分比见表4：表4RH进站渣样主要成分/%成分CaOAl2O3SiO2FeOMgO含量%35.5228.945.004.507.132）RH轻处理自然脱氧脱碳，根据终脱氧位情况进行铝合金化；加入铝粒循环后使用高碳锰铁及RH增碳剂对钢水中[C]、[Mn]元素进行微调整。3）RH破空至连铸开浇时间为20min。4）RH出站化学成分质量百分比见表5：表5RH出站化学成分/%成分CMnSPSiAlsN含量%0.1000.4000.0050.0210.0100.04460.00194.板坯连铸1）连铸进行保护浇注，钢包到中间包采用长水口加氩气密封保护钢水，浇注钢水时，不能下渣；中间包使用镁质耐材，铝碳质吹氩上水口、吹氩塞棒和浸入式水口。2）使用无碳低硅覆盖剂，结晶器使用专用高碱度、低粘度包晶钢保护渣，所用保护渣的主要组分按照质量百分比计算为：CaO：34.5%，SiO2：26%，Na2O：11%，F：10.5%，Al2O3：4.5%，MgO：2.6%，C：6.1%。3）结晶器采用弱冷模式，二次冷却采用Peri冷却模式并配合动态轻压下，然后热轧生产热轧卷板，经酸洗涂油成为最终产品。按上述工艺生产的超低硅包晶钢铸坯化学成分及氧氮含量见表6：表6铸坯化学成分及氧氮含量/%成分CMnSPSiAlsNO含量%0.100.400.0050.0210.010.0410.00200.0024实施例3超低硅包晶钢的生产工艺流程为：铁水脱硫→转炉冶炼→RH处理→板坯连铸。实施例中转炉100t，RH精炼100t，板坯连铸铸坯宽度为1550mm，厚度为200mm，具体操作步骤和各工序工艺参数控制如下：1.铁水脱硫：铁水包喷吹镁粉和石灰脱硫后，用捞渣器将渣子捞至铁水表层无渣，入炉铁水[S]=0.0016%。2.转炉冶炼1）采用烟气分析结合静态模型进行冶炼，吹炼过程控制终点温度1740℃，终点氧位=800ppm。2）使用前挡滑板，后档挡渣锥与滑板相结合的挡渣方式，严格控制转炉下渣量，下渣厚度=23mm。3）使用连用、洁净的精炼加盖钢包出钢（严禁使用冶炼高硅钢种的钢包），出钢过程依次加入石灰→萤石→增碳剂，石灰加入量3.0kg/t，萤石加入量30kg/炉，增碳剂加入量40kg/炉，出钢完毕后关闭钢包底吹加入改质剂，改质剂加入量120kg/炉。4）终点钢水成分（质量百分比）控制[C]：0.05%，[S]：0.003%，[P]：0.014%。3.RH处理采用轻处理模式进行脱气、成分微调及去除夹杂。1）钢包进站温度1660℃，RH进站渣样主要成分质量百分比见表7：表7RH进站渣样主要成分/%成分CaOAl2O3SiO2FeOMgO含量%36.4430.133.005.355.002）RH轻处理自然脱氧脱碳，根据终脱氧位情况进行铝合金化；加入铝粒循环后使用高碳锰铁及RH增碳剂对钢水中[C]、[Mn]元素进行微调整。3）RH破空至连铸开浇时间为28min。4）RH出站化学成分质量百分比见表8：表8RH出站化学成分/%成分CMnSPSiAlsN含量%0.0800.4410.0090.0230.0080.03870.00204.板坯连铸1）连铸进行保护浇注，钢包到中间包采用长水口加氩气密封保护钢水，浇注钢水时，不能下渣；中间包使用镁质耐材，铝碳质吹氩上水口、吹氩塞棒和浸入式水口。2）使用无碳低硅覆盖剂，结晶器使用专用高碱度、低粘度包晶钢保护渣，所用保护渣的主要组分按照质量百分比计算为：CaO：37%，SiO2：28%，Na2O：12%，F：12%，Al2O3：6%，MgO：3%，C：6.3%。3）结晶器采用弱冷模式，二次冷却采用Peri冷却模式并配合动态轻压下，然后热轧生产热轧卷板，经酸洗涂油成为最终产品。按上述工艺生产的超低硅包晶钢铸坯化学成分及氧氮含量见表9：表9铸坯化学成分及氧氮含量/%成分CMnSPSiAlsNO含量%0.080.440.0060.0230.0090.0360.00210.0016实施例4超低硅包晶钢的生产工艺流程为：铁水脱硫→转炉冶炼→RH处理→板坯连铸。实施例中转炉100t，RH精炼100t，板坯连铸铸坯宽度为1445mm，厚度为200mm，具体操作步骤和各工序工艺参数控制如下：1.铁水脱硫：铁水包喷吹镁粉和石灰脱硫后，用捞渣器将渣子捞至铁水表层无渣，入炉铁水[S]=0.0021%。2.转炉冶炼1）采用烟气分析结合静态模型进行冶炼，吹炼过程控制终点温度1719℃，终点氧位=570ppm。2）使用前挡滑板，后档挡渣锥与滑板相结合的挡渣方式，严格控制转炉下渣量，下渣厚度=23mm。3）使用连用、洁净的精炼加盖钢包出钢（严禁使用冶炼高硅钢种的钢包），出钢过程依次加入石灰→萤石→增碳剂，石灰加入量2.75kg/t，萤石加入量30kg/炉，增碳剂加入量31kg/炉，出钢完毕后关闭钢包底吹加入改质剂，改质剂加入量87kg/炉。4）终点钢水成分（质量百分比）控制[C]：0.037%，[S]：0.0042%，[P]：0.009%。3.RH处理采用轻处理模式进行脱气、成分微调及去除夹杂。1）钢包进站温度1652℃，RH进站渣样主要成分质量百分比见表10：表10RH进站渣样主要成分/%成分CaOAl2O3SiO2FeOMgO含量%3827.004.438.507.352）RH轻处理自然脱氧脱碳，根据终脱氧位情况进行铝合金化；加入铝粒循环后使用高碳锰铁及RH增碳剂对钢水中[C]、[Mn]元素进行微调整。3）RH破空至连铸开浇时间为25min。4）RH出站化学成分质量百分比见表11：表11RH出站化学成分/%成分CMnSPSiAlsN含量%0.0860.4500.0050.0200.0090.05000.00194.板坯连铸1）连铸进行保护浇注，钢包到中间包采用长水口加氩气密封保护钢水，浇注钢水时，不能下渣；中间包使用镁质耐材，铝碳质吹氩上水口、吹氩塞棒和浸入式水口。2）使用无碳低硅覆盖剂，结晶器使用专用高碱度、低粘度包晶钢保护渣，所用保护渣的主要组分按照质量百分比计算为：CaO：35.6%，SiO2：24.7%，Na2O：11.3%，F：10.7%，Al2O3：5.1%，MgO：2.45%，C：6.21%。3）结晶器采用弱冷模式，二次冷却采用Peri冷却模式并配合动态轻压下，然后热轧生产热轧卷板，经酸洗涂油成为最终产品。按上述工艺生产的超低硅包晶钢铸坯化学成分及氧氮含量见表12：表12铸坯化学成分及氧氮含量/%成分CMnSPSiAlsNO含量%0.090.450.0060.0200.010.0310.00240.0026实施例5超低硅包晶钢的生产工艺流程为：铁水脱硫→转炉冶炼→RH处理→板坯连铸。实施例中转炉100t，RH精炼100t，板坯连铸铸坯宽度为1136mm，厚度为200mm，具体操作步骤和各工序工艺参数控制如下：1.铁水脱硫：铁水包喷吹镁粉和石灰脱硫后，用捞渣器将渣子捞至铁水表层无渣，入炉铁水[S]=0.0019%。2.转炉冶炼1）采用烟气分析结合静态模型进行冶炼，吹炼过程控制终点温度1727℃，终点氧位=724ppm。2）使用前挡滑板，后档挡渣锥与滑板相结合的挡渣方式，严格控制转炉下渣量，下渣厚度=27mm。3）使用连用、洁净的精炼加盖钢包出钢（严禁使用冶炼高硅钢种的钢包），出钢过程依次加入石灰→萤石→增碳剂，石灰加入量2.95kg/t，萤石加入量30kg/炉，增碳剂加入量23kg/炉，出钢完毕后关闭钢包底吹加入改质剂，改质剂加入量113kg/炉。4）终点钢水成分（质量百分比）控制[C]：0.047%，[S]：0.0038%，[P]：0.017%。3.RH处理采用轻处理模式进行脱气、成分微调及去除夹杂。1）钢包进站温度1654℃，RH进站渣样主要成分质量百分比见表13：表13RH进站渣样主要成分/%成分CaOAl2O3SiO2FeOMgO含量%3231.423.907.088.002）RH轻处理自然脱氧脱碳，根据终脱氧位情况进行铝合金化；加入铝粒循环后使用高碳锰铁及RH增碳剂对钢水中[C]、[Mn]元素进行微调整。3）RH破空至连铸开浇时间为19min。4）RH出站化学成分质量百分比见表14：表14RH出站化学成分/%成分CMnSPSiAlsN含量%0.0920.4190.0060.0210.0090.04150.00214.板坯连铸1）连铸进行保护浇注，钢包到中间包采用长水口加氩气密封保护钢水，浇注钢水时，不能下渣；中间包使用镁质耐材，铝碳质吹氩上水口、吹氩塞棒和浸入式水口。2）使用无碳低硅覆盖剂，结晶器使用专用高碱度、低粘度包晶钢保护渣，所用保护渣的主要组分按照质量百分比计算为：CaO：33.6%，SiO2：25.7%，Na2O：10.9%，F：11.7%，Al2O3：4.1%，MgO：2.37%，C：6.11%。3）结晶器采用弱冷模式，二次冷却采用Peri冷却模式并配合动态轻压下，然后热轧生产热轧卷板，经酸洗涂油成为最终产品。按上述工艺生产的超低硅包晶钢铸坯化学成分及氧氮含量见表15：表15铸坯化学成分及氧氮含量/%成分CMnSPSiAlsNO含量%0.090.420.0060.0210.010.0370.00210.0020以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管结合上述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：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。当前第1页1 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