低碳钢的改进制造的制作方法

本申请要求2017年8月24日提交美国专利局的美国临时申请no.62/549,926的优先权和益处，此临时申请通过引用特此并入。背景一些商品钢(型钢，commercialsteel)组合物需要相对低的碳量(低于0.035％)、氮量(低于50百万分率(ppm))、以及硫量(低于30ppm)。过去，制备这些低碳和低硫钢的方法利用在炼钢炉和脱气装置(degasser)中的工艺的组合。一些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，在出钢过程期间完成合金添加以使所述钢脱硫和合金化，以及然后将钢运送给脱气装置例如真空罐脱气装置(vtd)。该加工路线简单且相当直接。在过去，为了实现这样的商品级钢组合物要求，具有非常低的碳水平(例如小于0.025％)的钢在炼钢炉中出钢。在所述炉中在出钢之前与所述低碳含量相关联的溶解氧水平为大约1200ppm～1400ppm。在脱气装置远离所述炉的情况下，所述钢在大约3140°f(大约1727℃)出钢以补偿输送到脱气装置期间和之后的温度损失。在出钢过程期间，钢被铝和硅铁(硅铁合金，fesi)脱氧。还加入了石灰和铝渣以产生液态的脱氧的脱硫用炉渣。利用这些添加，在去往脱气装置的运送期间在钢包(浇包，盛钢桶，ladle)中开始脱硫反应。在脱气装置中，进一步加入铝、石灰、铝酸钙和白云石石灰以确保在脱气循环期间所需的硫除去。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。现有工艺具有缺点，包括高的炼钢炉上的耐火材料磨损。在将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率有负面影响。高温和高氧条件使得在高温下炉渣中的feo量高，导致过度的炉壁上的耐火材料的磨损。这导致炉停机时间增加，同时对炉耐火材料用喷补耐火料进行修补。此外，炉渣中高的feo含量导致更低的炼钢效率，这是因为更多的铁单元在炉渣中损失。为保持在0.035重量％以下的低碳水平，现有方法还需要在从炼钢炉起的整个后续加工中使用低碳的合金和添加剂。需要低碳的合金元素(例如低碳femn)来提供所需的成分，而不上调(upset)钢的最终碳含量。近来，低碳铁合金的价格一直在显著上升，使得该方法对于生产这样的低碳钢在经济上是不期望的。此外，在炼钢炉中降低钢组合物中的碳量需要另外的脱碳时间，这也会负面影响炼钢炉中的生产率。由于作为更高氧含量结果而需要更多的硅和铝以使钢组合物脱氧，成本进一步增加。在其它现有技术中，方法包括：在炼钢炉如eaf中准备一炉熔融钢，将熔融钢组合物以氧水平为约600～1120ppm出钢至钢包中，向所述钢包加入造渣用化合物以在钢包中的熔融钢组合物上面形成炉渣覆层(cover)，将钢包中的熔融钢组合物输送至真空罐脱气装置，在真空罐脱气装置中通过抽取低于650毫巴的真空对熔融钢组合物进行脱碳，其中将熔融钢组合物中的氧水平与该钢组合物所需的碳量相关联而不向所述熔融钢组合物加入外部氧，在脱碳之后向熔融钢组合物中加入一种或多种脱氧剂从而使熔融钢组合物脱氧，在脱氧之后加入一种或多种助熔剂化合物(fluxcompound)以使熔融钢组合物脱硫，以及铸造熔融钢组合物以形成具有低于0.035重量％低碳的钢。这些现有方法的一个缺点是需要在出钢和进一步加工之前在电弧炉中将熔融钢加热至相对高的温度。不仅生成此升高的温度招致过多的成本并消耗另外的资源，而且所述设备暴露于过多的磨损和撕裂，影响所述设备的寿命。现有方法的另一个缺点是在出钢后无法恰当地保持熔融钢的温度，并且当该所述熔融钢经历出钢后加工时、和特别是当合金化时，可进一步因经由吸热反应而消耗热量而使这一问题复杂化。鉴于上述，仍然需要缩减低碳、低氮和低硫钢的生产成本。更具体地，仍然需要更高效地达到在真空罐脱气装置中处理的薄铸带产品所必需的温度。技术实现要素：我们已经发现，提升炼钢效率的制造具有低于0.035重量％的低碳的钢的替代方法。所公开的是制造具有低于0.035重量％的低碳的钢的方法，其包括如下步骤：(a)在炼钢炉中准备出钢温度达到2912-3060°f范围的一炉熔融钢组合物；(b)将熔融钢组合物以具有约700～1000ppm的氧水平出钢至钢包中；(c)在出钢之后将钢包中的熔融钢组合物输送至钢包冶金炉，在其中将所述熔融钢组合物进一步加热并向所述熔融钢组合物加入一种或多种助熔剂元素和/或一种或多种合金元素；(d)将所述钢包中的熔融钢组合物从所述钢包冶金炉输送至在所述钢包冶金炉之后的真空罐脱气装置；(e)在所述真空罐脱气装置中使所述熔融钢组合物脱碳；(f)向所述真空罐脱气装置中的所述熔融钢组合物加入一种或多种合金元素和/或一种或多种助熔剂元素以用于脱氧和脱硫；(g)将所述钢包中的熔融钢组合物从所述真空罐脱气装置输送且至钢包冶金炉以进一步调节化学性(化学组成，chemistry)和温度；以及(h)铸造熔融钢组合物以形成具有低于0.035重量％的低碳含量的钢。虽然可以使用其他炼钢炉，但在具体实施方式中，炼钢炉是电弧炉。当出钢时，向熔融钢组合物可或者可不加入一种或多种助熔剂元素和/或一种或多种合金元素。例如，在某些情形中，所述一种或多种助熔剂元素和/或一种或多种合金元素包括石灰和钙硅。在某些情形中，在出钢期间熔融钢组合物中的碳量为0.02％～0.05％重量，但在其他情形中可以采用其他变量。领会到的是，在出钢时所述熔融钢组合物中可存在不同的硫量。例如，在一些情形中，当出钢时熔融钢组合物中的硫量为0.02％～0.06％重量。在一些情形中，例如，在出钢期间可加入一种或多种脱氧剂，例如femn。在出钢之后，将熔融钢组合物转移至钢包冶金炉。钢包冶金炉的一个用途是进一步加热所述熔融钢组合物，以例如促进进一步的化学变化和/或补偿在输送至钢包冶金炉之前发生的热损失。在第一次访问(逗留，visit)钢包冶金炉中，可将熔融钢加热至温度例如在2975°f～3075°f范围内的温度，并且在此范围内的温度下离开钢包冶金炉前往真空罐脱气装置。在一个具体情形中，将熔融钢加热至基本上3050°f，并且在基本上3050°f下离开钢包冶金炉前往真空罐脱气装置。当在钢包冶金炉中加入一种或多种助熔剂元素时，领会到的是，可以加入任意种类的助熔剂元素，而在一些变体中，所述一种或多种助熔剂元素包括锰和石灰。锰和石灰的加入可采取适合其作为助熔剂元素的预期用途的任何形式。例如，在一些情形中，锰以中碳锰(mcmn)的形式加入。在本文描述的方法的一些变体中，在钢包冶金炉中的加工结束之后且脱碳处理在真空罐脱气装置中开始之前测量熔融钢中的氧含量。在更具体的情形中，所述氧含量在将熔融钢送至真空罐脱气装置之前测量。熔融钢组合物在真空罐脱气装置中的脱碳通过抽取如下真空进行：其可以为任何所需的真空，但在一些情形中，其小于650毫巴。任选地，熔融钢组合物的脱碳通过熔融钢组合物中的与该钢组合物中所需的碳量相关联的氧水平进行，而不向所述熔融钢组合物加入外部氧。在某些情形中，将熔融钢组合物中的氧水平与在该钢组合物中所需的碳量相关联包括如下步骤：(i)搅拌在所述真空罐脱气装置中的所述钢包中的熔融钢组合物，(ii)测量并记录钢组合物中的碳量、钢组合物中的氧量和钢组合物的温度，(iii)提供将钢组合物中的氧和碳的量与用于达到该钢组合物中需要的碳量所需的脱碳时间相关联的过程模型(工艺模型，processmodel)，以及(iv)基于所测量的所述钢组合物中氧和碳的量，通过该过程模型确定脱碳时间。在其它情形中，将在熔融钢组合物中的氧水平与该钢组合物中所需的碳量相关联包括如下步骤：(i)搅拌所述真空罐脱气装置中的钢包中的钢组合物，(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)提供将钢组合物中氧和碳的量与用于使该钢组合物脱氧所需的脱氧添加剂的量相关联的过程模型，以及(iv)基于所测量的氧和碳的量，通过该过程模型确定去往所述钢组合物的脱氧添加剂的量。在又一些的情形中，将在熔融钢组合物中的氧水平与该钢组合物中所需的碳量相关联包括如下步骤：(i)搅拌所述真空罐脱气装置中的钢包中的钢组合物，(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)提供将钢组合物中氧和碳的量与用于使该钢组合物脱硫所需的助熔剂元素的量相关联的过程模型，所述助熔剂元素能够基于助熔剂元素的价格选择一种或多种助熔剂元素，以及(iv)基于所测量的氧和碳的量，通过该过程模型确定助熔剂元素的选择和它们的量。在所述方法的一些变体中，当在真空罐脱气装置中时，将一种或多种合金元素和/或一种或多种助熔剂元素加入熔融钢组合物包括加入一种或多种脱氧剂。领会到的是，所述一种或多种脱氧剂可包括任何已知的脱氧剂。例如，在某些情形中，所加入的一种或多种脱氧剂包括选自如下的一种或多种脱氧剂：铝、硅铁(fesi)、石灰、硅酸钙(ca2sio4)和硅锰铁(fesimn)。如前所述，为了脱氧和脱硫，向在真空罐脱气装置中的熔融钢组合物加入一种或多种合金元素和/或一种或多种助熔剂元素。例如，在某些情形中，所加入的一种或多种助熔剂元素选自石灰、白云石石灰、铝、钙铝、硅灰石、萤石、硅砂、硅铁、硅锰铁(fesimn)和灌注的(perfused)合成助熔剂。在具体情形中，在530～1000毫巴的真空水平下加入所需量的铝。在真空罐脱气装置中，脱氧发生在脱硫之前。在真空罐脱气装置中抽取真空，在一些情形中例如为了除去氮以约1～2.5毫巴之间进行。如前所述，在离开真空罐脱气装置之后，将熔融钢组合物转移至钢包冶金炉。该钢包冶金炉可与在出钢之后且在将熔融钢组合物转移至真空罐脱气装置之前最初访问的钢包冶金炉相同，或者可以是另外的钢包冶金炉。在第二次访问钢包冶金炉期间，进一步加热熔融钢组合物，以例如促进进一步的化学变化和/或补偿在输送至钢包冶金炉之前发生的热损失。其化学性也可以在钢包冶金炉中进一步调节，这可以包括任意的另外合金和/或熔剂的加入。在第二次访问钢包冶金炉之后，可对熔融钢进行铸造。尽管熔融钢组合物的铸造可根据需要致使任意铸钢产品成形，但在一些情形中，使用薄带铸机铸造薄带。可以使用任何薄带铸机。例如，在具体实施方案中，用于带铸造的薄带铸机包括：(a)一对能逆向旋转的铸辊，其具有横向定位成在所述铸辊之间的辊隙处形成间隙的铸造表面，通过该间隙可铸造厚度小于5mm的薄金属带，以及(b)金属递送系统，其适于将熔融金属递送到所述辊隙上方以形成铸池，该铸池被支承在该对能逆向旋转的铸辊的铸造表面上并被限制在铸辊的端部处。在这样的实施方案中，所述铸造包括：(a)将熔融钢组合物递送至金属递送系统；(b)将熔融钢组合物从金属递送系统递送到辊隙上方形成铸池；以及(c)使该对能逆向旋转的铸辊逆向旋转以在铸辊的铸造表面上形成金属壳，其在辊隙处会聚在一起以向下递送薄金属带，该薄金属带具有成形为任意所需厚度(诸如例如小于5mm的厚度)的厚度。附图说明图1是示出根据本公开的一般炼钢工艺的流程图；图2是利用现有工艺的进入真空罐脱气装置的炉次(heat)的硫含量的图表；图3是在现有工艺与本公开方法之间比较的当从电弧炉出钢时熔融钢中的氧分布的图表；图4是在现有工艺与本公开方法之间比较的当从电弧炉出钢时钢的温度分布的图表；图5是与公开的方法一起使用的示例性带铸机的侧面立视图。图6是图5的双辊铸机的一部分的放大的局部断面图。图6a是图6的双辊铸机的一部分的示意图。具体实施方式图1示意性地显示用于生产低碳钢种(steelgrade)的方法。在准备用于铸造的钢的过程中，钢典型地经历从电弧炉(eaf)到钢包冶金炉(lmf)、然后到真空罐脱气装置(vtd)、和再然后到钢包冶金炉(lmf)的进程。之后，铸造钢。通过本公开的方法生产的钢种具有低于约0.035重量％的低碳。该钢种还典型地具有低于约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。钢熔炼车间典型地具有一个或多个eaf，例如安装有110兆伏-安(mva)变压器的120吨(公吨)eaf。这样的eaf可以具有约30吨和400吨之间的容量，但对于连续铸造，通常为在60～120吨之间的容量。每个炉均可含有气体注射喷枪(例如来自praxair的co-jettm牌的三喷枪气体注射系统)以及碳注射管，通过气体注射喷枪可将氧气和天然气的组合吹入到所述炉中。它们可用于在所述钢的整个加热中以不同的比例注射碳和氧，以产生起泡(泡沫状)eaf炉渣。在pretorius，e.b.和r.c.carlisle的foamyslagfundamentalsandtheirpracticalapplicationtoelectricfurnacesteelmaking，iss-aime，efconferenceproceedings，1998，第275-291页中已经描述起泡炉渣的制备。该eaf还可安装有顶部助熔剂进料系统，通过该系统可进料石灰、白云石和碳来控制炉渣的碱度和粘度以在熔融的同时更好地炉渣起泡。在某些情形中，当存在大约30吨熔融钢时，向在eaf中的熔融钢组合物加入石灰和硅酸钙，其中各自加入大约1500磅。当熔融钢组合物的氧含量和温度在所需的参数范围之内时，将在eaf的熔炼下的熔融钢出钢。关于氧含量，在某些情形中，出钢以当炼钢炉中的氧水平为约700～1000ppm时发生为目标。关于温度，出钢以当炼钢炉中的熔融钢组合物在3092～3060°f(1600～1862℃)范围内的温度时发生为目标。任选地，如前面提到的，在某些情形中，熔融钢组合物中的硫量在出钢时为约0.02％～0.06％重量，和/或熔融钢组合物中的碳量在出钢时为约0.02％～0.05％重量。由于eaf位于远离lmf之处，选择在eaf中熔融钢组合物的出钢温度以容许在从eaf至lmf的运输期间的温降，从而提供在lmf中所需的温度。通过如下的偏心炉底出钢口(ebt)系统可将所述钢组合物从所述炉出钢到钢包中：其典型地设计用于使在出钢期间从eaf夹带(带出)到钢包中的炉渣最小化。例如，在120吨容量的eaf中，将约105吨钢从所述炉出钢到所述钢包中。钢包典型地安装有两个多孔塞(透气塞)，该多孔塞根据需要能够将氩引入钢组合物中。该多孔塞的临时连接(挂钩，hook-up)可以使用通过相应的钢包耳轴的自动连接装置。在出钢时，可将一种或多种助熔剂元素和/或一种或多种合金元素加入熔融钢组合物。例如，在某些情形中，加入一种或多种助熔剂元素和/或一种或多种合金元素包括加入石灰或适宜形式的石灰和硅酸钙。出钢站也可安装有测量系统，其能够在出钢后立即测量和记录钢的温度、并可能够测量和记录另外的信息例如钢组合物中的氧水平。一旦出钢过程完成，例如就可从eaf中取出炉渣样品以测量eaf炉渣中的任意元素或化合物例如feo的量。在本发明方法中，，脱碳在eaf中不及在某些过去工艺中那样完全。反而，在本发明方法中，eaf出钢氧随相应的较高的出钢碳水平而降低。此改进的方法包括在炼钢炉中出钢和在vtd中脱碳的步骤。出钢可包括或可不包括打开出钢(opentapping)(或出钢打开(tappingopen))，其中打开出钢意指在不故意地加入脱氧剂的情况下的出钢。在本发明方法中，将所述钢的出钢氧含量降低至约700～1000ppm。换言之，出钢在较低的氧含量在700～1000ppm的较低范围时发生。而且，与现有方法相比，在较低的温度下进行在eaf中的出钢。在一些情形中，通过利用某些较弱的脱氧剂促进在较低的氧水平下的出钢，该较弱的脱氧剂的加入可发生在出钢时和/或在本文讨论的脱氧步骤期间，其中该较弱的脱氧剂比其他脱氧剂使氧含量降低得少。例如，锰或者包含锰的某些化合物例如femn可以起到作为弱脱氧剂的作用并且可使氧含量降低大约200ppm，这有别于例如包含硅和铝的较强脱氧剂。当lmf远离炼钢炉时，出钢温度可在约2912～3060°f(1600℃～1682℃)之间，以允许在从所述炉到lmf的运输期间的温降。当去往lmf的运输时间较少时，出钢温度可较低。在本发明的出钢步骤中，关闭氩气塞，使得钢组合物可不受搅拌。一旦完成从所述炉到所述钢包的出钢，就可取出钢样品，并且将造渣用化合物例如石灰加入到钢包中以覆盖钢，从而减少输送到lmf期间的热损失和氧化。在其输送到lmf之前可合意地在钢包上放置盖体。本发明的出钢步骤与如下的某些现有工艺形成对比：在出钢期间向钢组合物中添加(布置，make)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钢包中的钢组合物进行搅拌以使所述添加剂与钢组合物混合。在某些情形中，在出钢期间可不对钢组合物进行搅拌。另外，在某些情形中，虽然可加入石灰以覆盖在钢包中的钢，但在出钢期间不加入合金元素，尽管在出钢期间可进行助熔剂的添加，例如石灰的加入与另外的助熔剂元素如钙硅或硅酸钙的加入一起进行。另外或者单独地，例如可在出钢期间加入一种或多种脱氧剂例如femn。某些过去的工艺需要将所述钢组合物以非常低的碳水平、例如低于0.025％碳从eaf出钢，其后在出钢后的钢包中完成部分脱硫，并随后在vtd中完全脱硫且除去氢和氮。在现有工艺中，平均出钢温度为3140°f(1727℃)。另外，在出钢之前eaf中的平均溶解氧含量(出钢氧)为1398ppm，其导致在钢包中0.022％的平均碳含量。在现有工艺中，炉渣中的平均feo含量为38.6％。在现有的出钢过程期间，向钢包中进行fesi、铝和石灰的添加。另外，将铝渣加入到钢包中以减少来自夹带的eap炉渣的还原性氧化物feo和mno的富集。传统的夹带的eaf炉渣典型地低于500kg。在本发明的制造小于0.035重量％低碳的钢的方法中，在不加入脱氧添加剂或少量加入一种或多种脱氧剂的情况下，将所述钢组合物在所述炉中出钢。如下文所讨论的，在vtd之前的出钢步骤使钢包中的脱硫能力降低。在出钢之后将熔融钢组合物转移至lmf。lmf的一个用途是进一步加热熔融钢组合物。在第一次访问lmf中，可将熔融钢加热至2975°f～3075°f范围的温度。熔融钢在此范围的温度下离开lmf去往vtd。在一个具体情形中，将熔融钢加热至基本上3050°f，并且在基本上3050°f下离开lmf去往vtd。在vtd中在基本上3050°f下的温度对于完成本公开的薄铸带产品的处理是必须的。在本文更详细地讨论vtd中的处理。然而，达到此温度对炉子产生显著应变且对耐火材料造成磨损。具体地，在现有工艺期间，在将熔融钢组合物加热至对于在vtd中脱碳所必须的出钢温度的情况下，eaf经历显著的耐火材料磨损，由此减少耐火材料的使用寿命。通过在本公开的eaf处降低出钢温度，在eaf中的维护周期和耐火材料的使用寿命得以延长。这通过在出钢之后但在vtd中的脱碳过程之前转移熔融钢组合物以在lmf中进一步加工而实现。在lmf中的进一步加工使熔融钢的温度提高到对于在vtd中的处理所必须的温度。然而，这在独立于将熔融钢在eaf中加热至所述出钢温度的情况下完成，导致在eaf中较低的出钢温度。如上提及的，在lmf中而不是在eaf中的出钢期间加入助熔剂元素。当在lmf处加入一种或多种助熔剂元素时，领会到的是，可以加入任意种类的助熔剂元素，尽管在某些变体中，所述一种或多种助熔剂元素包括锰和石灰。锰和石灰的加入可以采取对于其作为助熔剂元素的预期用途适合的任何形式。例如，在某些情形中，锰以中碳锰(mcmn)的形式加入。在某些情形中，加入1000磅石灰，且根据下面的表格加入mcmn，其中将约105吨钢从所述炉出钢到所述钢包中：1005钢种1004钢种mcmn，lbs.s8/s6n/a500s4/s1s4/s21000s2/s5/s7s51500s3s1/s3/s62000在本文描述的方法的某些变体中，在lmf中的加工结束之后且脱碳加工在vtd中开始之前测量所述熔融钢中的氧含量。在更具体的情形中，在将熔融钢送至vtd之前测量所述氧含量。在出钢和在lmf中的加工之后，将熔融钢组合物在钢包中输送至vtd以脱碳和用于降低氢和氮的含量的进一步处理并使钢组合物脱硫。可通过运载工具(vehicle)或高架起重机(桥式起重机)输送钢包。在到达vtd处时，钢包可以通过高架起重机移动并放置到vtd罐中。一旦在vtd中，就可建立多孔塞的连接，将所述塞打开，并且在以典型地低于1m3/分钟的流速使用氩气的情况下将氩气通过所述多孔塞引入到钢包中的钢组合物中。氩气的流动引起初始的窒息(抑制，闷熄，stifle)以使炉渣破碎和液化，并使通过钢包的钢温度更为均匀。当炉渣变成液化时，关闭多孔塞，并记录温度和氧量及任选的碳量的测量结果。替代地，可以在窒息之前获取温度、氧量和碳量的测量结果。在出钢之前和/或之后记录的在vtd中的这些测量结果以及在所述炉中的所述测量结果可用来测定向所述钢组合物的合金和助熔剂的添加，并用来测定用于vtd中脱碳步骤的时长。在制造低于0.035重量％的低碳的钢的本发明方法中，脱碳步骤在vtd中进行，接着脱氧步骤在vtd中进行。之后，脱硫步骤和氮除去步骤可在vtd中进行。在脱氧和脱硫步骤之间，可进行造渣步骤。脱碳过程可在关掉氩气搅拌并记录在vtd中的钢组合物中的温度和氧量的测量结果之后开始。将盖体放置在钢包上，并该罐的抽空开始。随着对所述钢包抽取真空，气体从所述钢包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蒸气压下降，另外的碳和氧反应而形成co，其从钢组合物中抽出。我们已经发现，碳和氧的反应提供充分的搅拌作用，并且不需要氩气搅拌。在脱碳期间使用低于650毫巴的真空水平。在脱碳期间的该真空水平可为约1毫巴～650毫巴，并且更特别地可为350～550毫巴或在530毫巴以下。在vtd中的脱碳之后进行脱氧。在实施其时，加入一种或多种脱氧剂。领会到的是，所述一种或多种脱氧剂可包括任意已知的脱氧剂。例如，在某些情形中，所述一种或多种脱氧剂包括选自铝、铁硅(fesi)、石灰、硅酸钙(ca2sio4)和硅锰铁(fesimn)的一种或多种脱氧剂。在一些情形中，为了脱氧，向钢组合物中进行以任何合适形式的铝添加。还加入石灰、铝、铝酸钙、白云石石灰、硅锰铁(fesimn)、硅灰石、萤石、硅砂、硅铁、灌注的合成助熔剂和其它助熔剂的期望组合以形成脱硫炉渣。在该过程中期望的时间通过均压料斗向钢包中的钢组合物加入添加剂。在真空下加入的铝是反应性的。在加入铝之前，可将真空水平调节到约530～1000毫巴。在具体情形中，在脱碳之后，对于各自分别的钢种，将以下元素加入到vtd中的熔融钢组合物中，其中将约105吨钢从所述炉出钢到所述钢包中：钢种：1005s8、1005s6添加剂重量，磅铝40075％fesi400石灰1200cs300晶石150钢种：1005s4,1005s1,1005s2,1004s2,1004s4添加剂重量，磅铝40075％fesi600石灰1200cs300晶石150钢种：1005s5,1005s3,1004s1,1004s3,1004s5,1004s6添加剂重量，磅铝40075％fesi700石灰1200cs300晶石150如前所述，在lmf中的加工结束之后且脱碳加工在vtd中开始之前可测量熔融钢中的氧含量。在具体情形中，如果进入的氧含量测量为小于200ppm，则根据前面三个表格，将铝的加入量减少100磅。在这样的情形中，如果进入的氧含量测量为大于350ppm，则下面的表格详细说明相加到前面三个表格中确认的量的另外的铝和石灰的量：350-425ppm另外的50磅al另外的300磅石灰425-500ppm另外的100磅al另外的400磅石灰500-575ppm另外的150磅al另外的500磅石灰在一些情形中，可以利用过程模型事先确定脱碳时间以及用于钢组合物的脱氧和造渣所需的添加剂。可使用过程模型来控制vtd中的炉渣化学组成，这是因为vtd中的脱碳和脱氧步骤影响所述炉渣化学组成。可将在vtd中获取的钢组合物和炉渣组合的测量结果以及在出钢之后记录的钢组合物的测量结果传输到所述过程模型或添加模型(additionmodel)中。添加模型是如下算法：其可以用来分析所述测量结果或输入数据，并且比较输入的数据和所需值或预定值。根据输入的数据和所需或预定值之间的差异，所述添加模型的算法可确定为了便于将氮和硫除去到所需水平要向钢组合物中添加的合金和助熔剂以及它们的量。所述添加模型可以利用光学碱度概念(opticalbasicityconcept)以产生在硫化物容量方面更好的炉渣组成。光学碱度概念已经记载于sosinsky,d.j.和sommerville,i.d.的met.trans.b，第17b卷，1986，第331-337页的thecompositionandtemperaturedependenceofthesulfidecapacityofmetallurgicalslags中。另外，所述添加模型使用合金和助熔剂添加剂的低成本组合来制备所需的组成。所述添加模型可以用于提供具有所需的钢-炉渣混合品质(特性，quality)的流体(碱性炉渣)和脱氧的钢组合物。如前所述，任选地，熔融钢组合物的脱碳可通过熔融钢组合物中的氧水平与该钢组合物中所需的碳量相关联进行，而不向熔融钢组合物加入外部氧。因此，添加模型可以利用算法确定脱碳时间，该算法基于将脱碳时间与在vtd中的初始搅拌之后钢组合物中氧和碳的量相关联的经验数据。添加模型可以利用在vtd中的初始搅拌之后钢组合物中的氧量来确定在脱碳之后添加的铝量。基于所述铝量和所述氧量，该添加模型预测用于形成脱硫炉渣需要的助熔剂添加。在某些情形中，将熔融钢组合物中的氧水平与该钢组合物中所需的碳量相关联包括：(i)搅拌在真空罐脱气装置中的所述钢包中的熔融钢组合物，(ii)测量并记录在钢组合物中的碳量、在钢组合物中的氧量以及钢组合物的温度，(iii)提供过程模型，将钢组合物中氧和碳的量与该钢组合物中达到期望碳量所需的脱碳时间相关联，以及(iv)通过所述过程模型基于所测量的钢组合物中氧和碳的量确定脱碳时间。在其它情形中，将熔融钢组合物中的氧水平与该钢组合物中所需的碳量相关联包括：(i)在所述真空罐脱气装置搅拌在所述钢包中的钢组合物，(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)提供将钢组合物中氧和碳的量与用于使该钢组合物脱氧所需的脱氧添加剂的量相关联的过程模型，以及(iv)通过该过程模型基于所测量的氧和碳的量确定钢组合物中脱氧添加剂的量。在又一些的情形中，将在熔融钢组合物中的氧水平与该钢组合物中所需的碳量相关联包括：(i)在所述真空罐脱气装置搅拌在所述钢包中的钢组合物，(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)提供将钢组合物中氧和碳的量与用于使该钢组合物脱硫所需的助熔剂元素的量相关联的过程模型，所述助熔剂元素能够基于助熔剂元素的价格选择一种或多种助熔剂元素，以及(iv)利用该过程模型基于所测量的氧和碳的量确定助熔剂元素的选择和它们的量。添加模型算法可以向控制器提供已确定的量，该控制器能够自动地向钢组合物中添加已确定的量的所选合金和助熔剂。例如，vtd可具有四个设置用来向钢组合物提供合金和助熔剂的料箱(bin)。根据所需要的钢组成和炉渣组成，四个料箱可容纳石灰、铝、铝酸钙、和白云石石灰或硅锰铁(fesimn)。控制器能够独立地激活各料箱以向钢组合物提供与所述已确定的量对应的经测量的所选合金或助熔剂添加剂。在对所需要的合金和助熔剂添加剂进行称重之后，在该工艺中以期望的时间，通过均压料斗将它们添加到钢包中的钢组合物中。由于从料斗进料所需的添加剂，罐盖体放置在其操作位置中。开启多孔塞并且所述罐的抽空开始。在vtd中的总循环时间可以为大约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。替代地或另外地，在脱硫之后，可以达到1～2.5毫巴的真空水平以除去氮。达到1～2.5毫巴的泵停机时间典型地少于7分钟，这部分地取决于所述罐的热历史。用于使脱硫和氮除去完全化的时间约为20分钟。在现有工艺中，主要为了生成能够仅除去硫和氮的条件，为所述添加模型编程。现有工艺的钢组合物通过约2990°f(1645℃)的进入钢包的高温在一些炉次中已经部分地脱氧至约6.6ppm。由于一些脱硫在出钢之后和在输送到vtd期间发生，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示出在现有工艺中进入到vtd的硫分布。进入到vtd的碳、氮和硫的平均浓度列于表1中。表1现有工艺的进入到vtd的碳、氮和硫的平均浓度：如表1所示，在现有工艺中，钢组合物的碳浓度在所需的范围之内，例如小于0.035％碳，其直接来自eaf。如上所讨论的，这需要对在vtd中加入到钢组合物的不会扰乱钢组合物中的低碳量的合金和熔剂进行选择。表2现有工艺的进入vtd的炉渣的平均组成(重量％)：通过本发明方法，在vtd处在进入的钢组合物中对该钢组合物中的氧和温度进行测量，并且在vtd循环之后再次进行测量。在脱气循环之后也取出炉渣和钢样品以用于化学分析。脱气之后的钢组合物的目标碳和硫含量可分别为约0.015％和约0.0010％。进入到vtd的钢组合物的碳、氮和硫的平均浓度显示在表3中。表3本发明方法的进入到vtd的碳、氮和硫的平均浓度：脱气循环一旦完成，就关掉多孔塞，使vtd返回到大气压并将盖体打开。此时，取样钢组合物和炉渣组合物，并对钢组合物的温度和氧进行测量。然后根据需要，通过高架起重机将钢包中的钢组合物输送到lmf以进一步合金化和加热到所需的铸造温度。在一个具体实例中，可将钢组合物在所述钢包中从vtd转移至与在出钢后所用的lmf不同的lmf。该技术也可以用于制备无晶隙钢。无晶隙钢具有的碳水平可在0.01％以下，并且可在0.005％以下。为了确定本发明方法的有效性，比较记录自使用现有工艺制备的500炉次的现有数据和来自使用本公开的方法制备的500炉次的两个月实验生产的数据。所述数据包括如下测量结果：其包括在出钢步骤时钢组合物中的氧、碳和硫的量，在出钢步骤时钢组合物的温度，以及在eaf炉渣组合物中feo的量。图3中示出在现有工艺和本公开的方法之间的钢组合物的出钢氧含量的比较。如图3所示，本公开的方法提供比现有工艺低的氧含量。出钢平均氧从现有工艺的955ppm且降低到本发明方法的750ppm。图4显示出钢温度(现有工艺和本发明方法)。如图4中所示，通过本发明方法使平均出钢温度从3140°f降至3020°f(从1727℃降至1660℃)。为提供相同的vtd离开温度，在vtd中另外的脱碳步骤需要略高的出钢温度。如前所述，在一些情形中，使用薄带铸机铸造薄带。尽管领会到的是，可以使用任意薄带铸机，但是示例性薄带铸机在图5、6和6a中显示，该示例性薄带铸机形成双辊铸机。该双辊铸机具有立设于工厂地面上的主机架10，并支承在辊箱11中以组件(模块)安装的一对能逆向旋转的铸辊12。为了便于操作和移动，将铸辊12安装在辊箱11中，如下所述。辊箱11便于在铸机中将准备好铸造的铸辊12作为单元从安装位置快速移动到可操作的铸造位置，并在要更换铸辊12时从所述铸造位置容易地移除铸辊12。所需的辊箱11没有特定的配置(构造)，只要它起到便于铸辊12的移动和定位的功能，如本文中所述。继续参考图5、6和6a，用于连续铸造薄钢带的铸造设备包括该对能逆向旋转的铸辊12，其具有横向定位成在其间形成辊隙18的铸造表面12a。熔融金属从钢包13经由金属递送系统供应至在辊隙18上方定位在铸辊12之间的金属递送喷嘴17(芯嘴)。如此输送的熔融金属在辊隙18上方形成被支承于铸辊12的铸造表面12a上的熔融金属的铸池19。铸池19在铸辊12的端部处被一对侧封板或侧坝20(图6a中以虚线标示)限制在铸造区域中。铸池19的上表面(一般称为“弯液面”水平面)可升至高于递送喷嘴17下端，使得递送喷嘴17的下端浸没在铸池19内。所述铸造区域包括在铸池19上方增添的保护性气氛，以抑制铸造区域中的熔融金属的氧化。铸辊12在内部进行水冷，使得在铸辊12逆向旋转时壳在铸造表面12a上凝固，因为铸造表面12a通过铸辊12的各自旋转而移动成与铸池19接触并经过其。使所述壳在铸辊12之间在辊隙18处靠近在一起，以产生从辊隙18向下递送的薄铸带产品21。薄铸带产品21由在铸辊12之间在辊隙18处的壳形成并向下递送且向下游移动。图5、6和6a的钢包13可具有被支承在转塔40上的常规构造。为了金属输送，钢包13在活动中间包(喂槽)14的上面定位于铸造位置处，以向中间包14填充熔融金属。活动中间包14可定位于中间包车66上，该中间包车66能够将中间包14从将中间包14加热至铸造温度附近的加热站转移至所述铸造位置。中间包引导器(例如导轨)可定位于中间包车66下面，以能够将活动中间包14从加热台移动至所述铸造位置。活动中间包14可安装有可被伺服(随动)机构致动的滑动门25，以允许熔融金属从中间包14经由滑动门25流动，并然后经由耐火出口护罩15至处于铸造位置的过渡件或分配器16。熔融金属从分配器16流动至在辊隙18上方的定位于铸辊12之间的递送喷嘴17。侧坝20可由耐火材料如氧化锆石墨、石墨氧化铝、氮化硼、氮化硼-氧化锆或其它适宜的复合材料制成。侧坝20具有能够与铸辊12和在铸池19中的熔融金属物理接触的表面。侧坝20被安装在侧坝保持器中，该侧坝保持器可通过侧坝致动器如液压或气压缸、伺服机构或其他致动器移动以使侧坝20与铸辊12的端部相接合。另外，所述侧坝致动器能够在铸造期间将侧坝20定位。侧坝20在铸造操作期间形成在铸辊12上的金属熔融池的端部闭合。图5显示制造铸带21的双辊铸机，铸带21经过引导台30至包括夹送辊31a的夹送辊架31。在离开夹送辊架31时，薄铸带21可通过包括一对工作辊32a和支承辊32b(形成能够将从铸辊12递送的铸带21热轧的辊隙)的热轧机32，在这里将铸带21热轧以将该带减薄至所需的厚度、改善带表面和提高带的平整度。工作辊32a具有与整个工作辊32a的所需的带分布有关的工作表面。经热轧的铸带21然后传送到输出台33上，在这里其可通过与经由喷水器90或其它适当的手段供应的冷却剂例如水接触并且通过对流和辐射，受到冷却。无论如何，经热轧的铸带21然后可穿过具有辊91a的第二夹持辊支架91，以向铸带21提供张力，和然后去往卷绕机92。铸带21在热轧之前的厚度可为0.3～2.0毫米。在铸造操作开始时，随着铸造条件稳定化，通常产生短长度的不良带。当连续铸造建立后，将铸辊12略微移开，然后再次合拢，使铸带21的该前端脱离，形成后续铸带21的整齐前端。不良材料落入在废料接收引导器上可移动的废料接收器26。废料接收器26位于铸机下方的废料接收位置，并形成密封罩27的部分，如下所述。该罩27典型地被水冷却。这时，通常从枢轴29向下悬挂至罩27中的一侧的水冷挡板28被摇摆就位，以将铸带21的整齐端部引导到引导台30上，该引导台30将铸带21供给至夹送辊架31。然后，挡板28缩回到其悬挂位置，以允许铸带21在它传送至使其与一连串引导辊接合的引导台30前在罩27中呈环状悬挂在铸辊12下方。溢流容器38可设置在活动中间包14下方，以接收可从中间包14溢出的熔融材料。如图5所示，溢流容器38可在导轨39或其它引导器上移动，使得可将溢流容器38按需在活动中间包14下方放置在铸造位置。另外，可邻近分配器16为分配器16设置任选的溢流容器。密封罩27由多个独立的壁部形成，这些壁部在多个密封连接处组装在一起，以形成允许控制罩27内气氛的连续罩壁。另外，废料接收器26可附接至罩27，使得罩27能够支持在处于铸造位置的铸辊12的正下方的保护性气氛。罩27在其下部(即下罩部44)处包括开口，提供用于使废料从罩27送到处于废料接收位置处的废料接收器26中的出口。下罩部44可作为罩27的一部分向下延伸，所述开口定位在处于废料接收位置的废料接收器26的上方。在本说明书和权利要求书中，关于废料接收器26、罩27及相关特征的“密封”、“经密封的”、“密封的”、“密封地”可以不是防止泄露的完全密封，而是通常酌情地差于完美密封，以容许按需以一定的可容忍泄露控制和支持罩27内气氛。边缘部45可围绕下罩部44的开口，并且可移动地定位在废料接收器26上方，能够与处于废料接收位置的废料接收器26密封地接合和/或附接。边缘部45能够在边缘部45与废料接收器26接合的密封位置和边缘部45与废料接收器26分离的空隙位置之间移动。替代地，铸机或废料接收器26可包括升降机构，以使废料接收器26上升为与罩27的边缘部45密封接合，且然后将废料接收器26下降至所述空隙位置。当密封时，罩27和废料接收器26被所需的气体例如氮气填充，以减少罩27中的氧气量和为铸带21提供保护性气氛。罩27可包括在铸造位置中在铸辊12的正下方的支持保护性气氛的上套圈部43。当铸辊12处于铸造位置时，将上套圈部43移动至延伸位置，从而关闭邻近铸辊12的容纳部53(如图6所示)与罩27之间的空间。上套圈部43可设置在罩27内或其附近并邻近铸辊12，并且可被多个致动器例如伺服机构、液压机构、气动机构和旋转致动器移动。如下所述，铸辊12在内部水冷，使得在铸辊12逆向旋转时壳在铸造表面12a上凝固，因为通过铸辊12的各自旋转使铸造表面12a移动成铸池19与接触并通过其。使所述壳在铸辊12之间在辊隙18处靠近在一起，以产生从辊隙18向下递送的薄铸带产品21。如上所述，薄铸带产品21由在铸辊12之间在辊隙18处的壳形成并向下递送并向下游移动。可在下游设置带厚度分布传感器71以检测铸带21的厚度分布，如图6和6a所示。带厚度分布传感器71可设置在辊隙18和夹送辊31a之间以提供铸辊12的直接控制。所述传感器可以是x射线测厚仪或者能够直接在整个带宽上周期地或连续地测量厚度分布的其它适当设备。替代地，可以在辊台30处的整个铸带21上布置多个非接触型传感器并且通过控制器72处理来自整个铸带21上的多个位置的厚度测量结果的组合，以周期地或连续地测定所述带的厚度分布。根据需要铸带21的厚度分布可以周期地或连续地从此数据中测定。尽管关于具体实施方案已经解释和说明了操作原理和模式，然而，应当理解，本发明可以以除了具体解释和说明之外的其他方式实施而不偏离其实质或范围。当前第1页12