一种基于ftsc薄板坯连铸生产超低碳钢的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及冶炼技术领域，尤其是一种基于FTSC薄板坯连铸生产超低碳钢的方 法。
【背景技术】
[0002] 超低碳钢主要用于有深冲压要求的结构件上，如结构形状复杂的汽车结构件和各 种结构复杂的的其他元器件等。所有这些结构件一般以酸洗冷轧、退火后的平整或连退镀 锌后交货，其应用范围广，要求具有高延伸率、高η值和r值。
[0003] 目前生产超低碳钢主要有以下三种生产工艺。第一种：高炉一铁水脱硫一顶底复 吹转炉一RH真空一常规板坯(铸坯厚度> 200mm)连铸；第二种：高炉一铁水脱硫一转炉 冶炼一RH真空一LF精炼一CSP薄板坯连铸(也称为双联工艺);第三种：高炉一铁水脱硫一 转炉冶炼一RH真空一CSP薄板坯连铸。第一种工艺技术非常成熟，其生产工艺稳定，产品 性能优良，但设备投资大，生产周期长，生产成本高。第二种工艺其钢水的碳、硅精准控制难 度大，而且钢水经LF精炼后钢水中增碳、增硅明显，产品成分波动较大，命中率低，性能不 稳定。第三种工艺生产的超低碳钢时，如果在RH处理工序不进行钙处理，在薄板坯上浇注 时钢水可浇性差，造成水口堵塞，影响薄板坯连铸的多炉连浇，制约了超低碳钢在薄板坯流 程的规模化生产。大量生产实践证明：薄板坯浇注超低碳钢，必须对钢水进行钙处理，而生 产超低碳钢时，钢包顶渣氧化性强，钙处理控制难度大，效果也不稳定，控制不好容易发生 长水口堵塞，导致非计划停浇，严重影响稳定生产，并且双联工艺生产周期长，温度损失大， 大大增加了生产成本。
[0004] 另外，上述的三种工艺生产超低碳钢，一般控制钢中Si< 0.03%，采用热浸镀锌 时，钢基体中的硅含量对镀层的厚度及色泽成波浪式变化，即圣德林效应。热浸镀锌一般需 要浸泡2-3分钟，而连续镀锌反应时间只有3-5秒，对于连续镀锌生产工艺硅含量对镀锌的 影响需要重新评估。
【发明内容】
[0005] 本发明提供一种基于FTSC薄板坯连铸生产超低碳钢的方法，采用FTSC薄板坯连 铸生产超低碳钢，并且重新设计适合FTSC薄板坯连铸生产的超低碳钢的成分，增加钢中的 Si含量，通过加入含钙硅铁带入钙，起到间接钙处理的作用，通过严格控制炼钢各工序工艺 参数来实现生产满足性能要求超低碳钢连铸坯。
[0006] 本发明所采取的技术方案是： 一种基于FTSC薄板坯连铸生产超低碳钢的方法，包括下述步骤： (1) 铁水脱硫：铁水包喷吹颗粒镁后扒渣，入炉铁水S< 0. 003% ; (2) 转炉冶炼：终渣碱度为3. 5-4. 0 ;钢水控制成分质量百分比为：C:0. 03-0. 06%， S彡0· 010%，P彡0· 012% ;终点温度1680-1720°C，终点氧位：600-800ppm，终渣FeO质量百 分比22%-28%，出钢时间5-6分钟； (3)RH真空处理：进站温度1630-1650°C，进站氧位：500-700ppm，脱碳、脱氧和合金化； 出站温度：1590-161(TC;每炉加含钙硅铁1. 0-3. 0公斤/吨钢； 出站化学成分质量百分比为：C彡0.0096%，Μη0.06-0. 35 %、S彡0.018%、P彡 0. 018%、Si:0.12-0. 26%、Als0.025-0. 060%、Ti彡 0. 09%; (4)FTSC薄板坯连铸：中间包钢水温度1562-1576°C;中间包采用挡渣墙、挡渣堰，中间 包烘烤温度1250-1280°C，烘烤时间4-4. 5小时； 超低碳钢组成的质量百分比为：C彡0. 010% ;MnO. 06-0. 35% ;SiO. 12-0. 28%; P彡0. 020% ;S彡0. 020% ;Ti彡0. 09% ;N彡0. 0050%;其余为铁和不可避免的杂质。
[0007] 优选的技术方案为：转炉冶炼、RH真空处理和FTSC薄板坯连铸，中包钢水氧、氮含 量控制为[0] < 40ppm、[N] < 40ppm。
[0008] 步骤（2)中采用挡渣机挡渣，下渣厚度< 50mm;高碳锰铁配锰；高碳锰铁加入量为 1. 0-1.lKg/吨钢；石灰加入量：1. 5-2. 0公斤/吨钢；出钢钢水1/4时开始加料，依次加入 高碳锰铁、石灰；出钢3/4前加完，出钢过程关闭钢包底吹氩。
[0009] 步骤（4)中钢包到中间包采用长水口加氩气密封保护钢水。
[0010] 步骤（4)中，中间包使用无碳镁-铝质干式料，无碳铝质塞棒和整体浸入式水口。
[0011] 步骤（4)中二次冷却采用强冷却方式，拉矫温度850-950°C。
[0012] 步骤（4)中薄板还连铸的拉速为4. 0-4. 5m/min。
[0013] 在FTSC薄板坯连铸机生产超低碳钢，必须要连铸工艺顺行，对转炉终点控制、RH 处理模式、整个过程温度控制以及连铸耐材等工艺精准控制，才能生产出满足要求的无缺 陷连铸坯。
[0014] 含钙硅铁是市售产品，其中Si:74. 0-80. 0%、Ca:0. 8-1. 2%，对于硅铁而言，其中钙 是杂质元素，本发明通过加入含钙硅铁增加钢中的Si含量，同时含钙硅铁带入钙，利用杂 质元素钙起到间接钙处理的作用。
[0015] 本发明根据FTSC薄板坯连铸连轧后续的连续镀锌生产工艺的特点，重新设计超 低碳钢的成分，通过加入含钙硅铁增加钢中的Si含量，间接进行钙处理，并且严格控制炼 钢各工序工艺参数来生产满足性能要求的超低碳钢连铸坯。
[0016] 利用现有的顶底复吹转炉、RH真空处理、在FTSC薄板坯连铸机生产满足标准要求 的低成本高品质的超低碳钢。
[0017] 双联工艺生产周期长，温度损失大，生产成本高，本发明为一种薄板坯单联(只经 RH真空处理)工艺，流程短、成本低，通过提高钢中Si含量，用含钙硅铁带入钙，间接起到钙 处理的作用，提高钢水的可浇性。实际生产中，控制钢中Si:0. 20%，钢中Ca含量可以达到 15ppm，有效地解决超低碳钢水口堵塞问题，连铸生产工艺稳定，得到的镀锌板的产品质量 与双联工艺含Si< 0. 03%的产品质量相当。
[0018] 采用上述技术方案所产生的有益效果在于： 本发明采用FTSC薄板坯连铸工艺，重新设计超低碳钢的成分，提高钢中Si含量，用 含钙硅铁带入钙，间接进行钙处理，并且严格控制各工序参数来生产超低碳钢连铸坯，流程 短、成本低。
【具体实施方式】
[0019] 下面通过实施例对本发明做进一步说明。
[0020] 以下实施例中，转炉150t，RH精炼150t，FTSC薄板坯连铸：连铸坯宽 1000-1600mm，铸坯厚70mm，生产钢种为超低碳钢。
[0021] 转炉冶炼、RH真空处理和FTSC薄板坯连铸，中包钢水氧、氮含量控制为
[0] < 40ppm、[N] < 40ppm。
[0022] 实施例1 (1) 铁水脱硫：铁水包喷吹颗粒镁后扒渣，入炉铁水S< 0. 003% ; (2) 转炉冶炼： a. 铁水温度 1350°C、S=0. 003%、Ρ=0· 120% ; b. 吹炼过程以脱磷为主要目标，要求全程化渣，炉温平稳上升； c. 终渣碱度为3. 85,钢水成分(质量百分比）C:0. 05%，S:0. 010%，P:0.008% ;终点温 度：1680°C，终点氧位：700ppm; d. 出钢使用连用、洁净的专用RH精炼钢包； e.采用挡渣机挡渔，下渣厚度彡50mm;终渣FeO质量百分比22%; f. 出钢时间5. 8分钟，钢流圆整。
[0023] g.高碳锰铁加入量为1. OKg/吨钢；石灰加入量：1. 7公斤/吨钢；出钢钢水1/4时 开始加料，依次加入高碳锰铁、石灰；出钢3/4前加完，出钢过程关闭钢包底吹氩。
[0024] (3)RH真空处理： a. 钢包进站，测温定氧，温度1638°C，氧位：562ppm;取样分析成分； b. 开启真空泵，循环至26分钟，真空度达到130Pa，测温取样分析成分； c. 在钢中C、N、Ti、温度满足要求之后，每炉加含钙硅铁1. 2公斤/吨钢，循环2分钟 测温取样出站，出站温度为：1590°C; RH出站化学成分见表1。
[0025] (4 )FTSC薄板坯连铸： a.中间包钢水温度1562°C,钢包到中间包采用长水口加氦气密封保护钢水，长水口处 钢水不能裸露；钢包向中间包浇注钢水时，不能下渣；采用挡渣墙、挡渣堰，中间包烘烤温 度1250°C，烘烤时间4小时。
[0026] b.中间包使用无碳镁-铝质干式料，无碳铝质上水口和塞棒，使用无碳高碱度覆 盖剂； c.结晶器使用无碳高粘度保护渣，整体浸入式水口。
[0027] d.连铸拉速为4.Om/min;拉矫温度850°C。
[0028]e.二冷冷却采用强冷却方式。
[0029] 按上述工艺生产的超低碳钢最终产品化学成份见表2。
[0030] 实施例2 (1) 铁水脱硫：铁水包喷吹颗粒镁后扒渣，入炉铁水S< 0. 003% ; (2) 转炉冶炼： a. 铁水温度 1350°C、S=0. 003%、Ρ=0· 120% ; b. 吹炼过程以脱磷为主要目标，要求全程化渣，炉温平稳上升； c. 终渣碱度为3. 5,钢水成分(质量百分比）C:0. 06%，S:0. 009%，P:0.010% ;终点温 度：1700°C，终点氧位：800ppm; d. 出钢使用连用、洁净的专用RH精炼钢包； e. 采用挡渣机挡渔，下渣厚度彡50mm;终渣FeO质量百分比23% ; f. 出钢时间6分钟，钢流圆整。
[0031]g.高碳锰铁加入量为1.lKg/吨钢；石灰加入量：2.0公斤/吨钢；出钢钢水1/4时 开始加料，依次加入高碳锰铁、石灰；出钢3/4前加完，出钢过程关闭钢包底吹氩。
[0032] (3)RH真空处理： a. 钢包进站，测温定氧，温度1630°C，氧位：550ppm;取样分析成分； b. 开启真空泵，循环至26分钟，真空度达到130Pa，测温取样分析成分； c. 在钢中C、N、Ti、温度满足要求之后，每炉加含钙硅铁2. 2公斤/吨钢，循环2分钟 测温取样出站，出站温度为：1600°C; RH出站化学成分见表1。
[0033] (4 )FTSC薄板坯连铸： a.中间包钢水温度1568°C,钢包到中间包采用长水口加氦气密封保护钢水，长水口处 钢水不能裸露；钢包向中间包浇注钢水时，不能下渣；采用挡渣墙、挡渣堰，中间包烘烤温 度1260°C，烘烤时间4. 5小时。
[0034] b.中间包使用无碳镁-铝质干式料，无碳铝质上水口和塞棒，使用无碳高碱度覆 盖剂； c.结晶器使用无碳高粘度保护渣，整体浸入式水口。
[0035]d.连铸拉速为4. 5m/min;拉矫温度950°C。
[0036]e.二冷冷却采用强冷却方式。
[0037] 按上述工艺生产的超低碳钢最终产品化学成份见表2 实施例3 (1) 铁水脱硫：铁水包喷吹颗粒镁后扒渣，入炉铁水S< 0. 003% ; (2) 转炉冶炼： a. 铁水温度 1350°C、S=0. 003%、Ρ=0· 120% ; b. 吹炼过程以脱磷为主要目标，要求全程化渣，炉温平稳上升； c. 终渣碱度为4. 0,钢水成分（质量百分比）C:0. 05%，S:0. 007%，P:0. 011% ;终点温 度：1720°C，终点氧位：600ppm; d. 出钢使用连用、洁净的专用RH精炼钢包； e. 采用挡渣机挡渔，下渣厚度彡50mm;终渣FeO质量百分比28% ; f. 出钢时间5分钟，钢流圆整。
[0038]g.