一种含硫超高氧超低碳钢的生产方法与流程

本发明实施例涉及超低碳钢炼钢
技术领域：
，特别涉及一种含硫超高氧超低碳钢的生产方法。
背景技术：
：超低碳钢中碳含量可在真空处理过程中至0.01％以下，甚至降低至10-30ppm，广泛应用于汽车、家电等行业。其中高氧超低碳钢产品具有良好的抗鳞爆性能、抗针孔性、密着性和易切削性能，客户需求量越来越大。然而，高氧钢冶金过程中存在mn、cr等元素成分控制不稳定、c含量高导致搪瓷过程中气泡和针孔缺陷、耐材侵蚀严重导致可浇性差和轧板质量缺陷、板坯气孔等缺陷造成板坯下线清理和成本增加的问题。目前高氧钢多采用低氧控制减少侵蚀，然而产品的析出物粗大，严重影响了高氧钢的贮氢性能，在热轧和冷轧过程中缺陷严重，影响产品表面质量。因此，如何开发一种表面质量好的的含硫超高氧超低碳钢的生产方法，成为亟待解决的技术问题。技术实现要素：本发明实施例目的是提供一种含硫超高氧超低碳钢的生产方法，获得了表面质量好的的含硫超高氧超低碳钢，不使用lf升温操作，生产成本低。为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种含硫超高氧超低碳钢的生产方法，所述方法包括：将铁水进行冶炼，获得低碳钢水；所述冶炼终点温度控制在1680℃～1700℃，所述低碳钢水的化学成分以质量分数计包括：c：0.03～0.09％，o：300～700ppm，s≤0.03％；将所述低碳钢水出钢，获得出钢钢液；将所述出钢钢液进行精炼脱碳，获得碳含量≤30ppm和氧含量为210～500ppm的脱碳钢液；将所述脱碳钢液加入合金进行合金化，破空后获得精炼钢液；将所述精炼钢液软吹和镇静后进行连铸，获得含硫超高氧超低碳钢的铸坯。进一步地，所述精炼钢液软吹中，所述软吹的氧气流量为0～300l/min，所述软吹的时间为5～20min。进一步地，所述镇静的时间为10～40min。进一步地，所述精炼脱碳中，保持真空度≤200pa，时间≥10min。进一步地，所述出钢中，加入合金、白灰和萤石辅料，采用非镇静挡渣出钢；所述出钢后，向所述出钢钢液的渣面加入100～700kg改质剂进行渣改质。进一步地，所述合金化3～8min后破空，所述破空的温度控制在1580～1600℃。进一步地，所述合金具体包括锰合金、硫合金、铬合金和铜合金中的一种，所述合金的加入量为：(x元素目标值-加入所述合金前x元素含量)×钢水量/(该合金的收得率×所述合金中x元素含量)，其中x为合金元素mn、s、cr和cu中的一种。进一步地，所述的锰合金具体包括中碳锰铁、低碳锰铁、微碳锰铁和金属锰中的至少一种，所述的硫合金具体包括硫铁和硫线中至少的至少一种，所述的铬合金具体包括中碳铬铁、低碳铬铁和微碳铬铁中的至少一种，所述的铜合金具体包括金属铜和铜铁合金中的至少一种。进一步地，所述冶炼处理中，底吹氩气流量≤800nm3/h。进一步地，所述连铸过程中采用低氩气控制，其中，塞棒氩气0～3l/min，上水口氩气0～3l/min，板间氩气0～6l/min本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本发明实施例提供的一种含硫超高氧超低碳钢的生产方法，将铁水进行冶炼处理，获得低碳钢水；所述冶炼终点温度控制在1680℃～1700℃，所述低碳钢水的化学成分以质量分数计包括：c：0.03～0.09％，o：300～700ppm，s≤0.03％；将所述低碳钢水出钢，获得出钢钢液；将所述出钢钢液进行精炼脱碳，获得碳含量≤30ppm的脱碳钢液；将游离氧控制在210～500ppm，合金化后破空获得精炼钢液；将所述精炼钢液软吹和镇静后进行连铸，获得含硫超高氧超低碳钢的铸坯。该方案在超高氧条件(210～500ppm)下只需添加少量合金元素，能得到内表面质量好(只有小型析出物)、低成本且具有良好连浇性的含硫超高氧超低碳钢，即使不使用lf升温操作，亦可低成本生产低氮高硫超高氧钢水。附图说明为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明实施例的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是本发明实施例提供的一种含硫超高氧超低碳钢的生产方法的流程图。具体实施方式下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本发明实施例，本发明实施例的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明实施例，而非限制本发明实施例。在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明实施例所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。除非另有特别说明，本发明实施例中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。本发明实施例提供的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：根据本发明实施例一种典型的实施方式，提供一种含硫超高氧超低碳钢的生产方法，如图1所示，包括：s1、将铁水进行冶炼处理，获得低碳钢水；所述冶炼终点温度控制在1680℃～1700℃，所述低碳钢水的化学成分以质量分数计包括：c：0.03～0.09％，o：300～700ppm，s≤0.03％；该实施方式中，冶炼终点温度控制在1680℃～1700℃的原因为：有利于后续精炼钢水温度的稳定控制。若温度过小，rh吹氧升温恶化钢水纯净度；若温度过大，增加冶炼炉耐材的侵蚀；控制低碳钢水的化学成分以质量分数计：c：0.03～0.09％，o：300～700ppm的原因为：避免钢水过氧化及rh脱碳困难，有利于rh快速处理钢液并得到合格精炼钢液。作为一种可选的实施方式，所述步骤s1的冶炼处理中，底吹氩气流量≤800nm3/h。该流量内的氩气有利于熔池内钢液的搅拌，提供良好的动力学条件；氩气流量过高不利于钢液的低氮控制。作为一种可选的实施方式，所述步骤s2的出钢中，加入合金、白灰和萤石辅料，采用非镇静挡渣出钢；所述出钢后，向所述出钢钢液的渣面加入100～700kg改质剂进行渣改质。s2、将所述低碳钢水出钢，获得出钢钢液；所述出钢中，加入合金、白灰和萤石辅料，采用非镇静挡渣出钢；所述出钢后，向所述出钢钢液的渣面加入100～700kg改质剂进行渣改质。s3、将所述出钢钢液进行精炼脱碳，获得碳含量≤30ppm和氧含量为210～500ppm的脱碳钢液，将所述脱碳钢液加入合金进行合金化，破空后获得精炼钢液；控制脱碳钢液中碳含量≤30ppm的原因为：碳含量高，影响最终产品的最抗鳞爆性能和抗针孔性等性能。将游离氧控制在210～500ppm的原因：连铸能顺利浇注且产品具有良好的性能；游离氧过低，钢中析出物少，影响产品贮氢性能；游离氧过高影响后续连铸工序的顺利浇注。作为一种可选的实施方式，所述精炼脱碳中，保持真空度≤200pa，时间≥10min。该条件下有利于将钢液中碳含量降低至极低水平。作为一种可选的实施方式，所述合金化3～8min后破空，所述rh破空的温度控制在1580～1600℃。若破空温度过小，铸机存在冻流断浇隐患；若破空温度过大，连铸坯壳过薄，存在漏钢风险。作为一种可选的实施方式，所述合金具体包括锰合金、硫合金、铬合金和铜合金中的一种，所述合金的加入量为(x元素目标值-加入所述合金前x元素含量)×钢水量/(该合金的收得率×所述合金中x元素含量)，其中x元素为合金元素mn、s、cr和cu中的一种。一般地，所述锰合金合金的加入量＝所述公式算得的理论值±400kg即所述锰合金的加入量与所述公式算得的理论值在±400kg范围内的偏差均可；硫合金、铬合金和铜合金的加入量＝所述公式算得的理论值±40kg，即所述硫合金、铬合金、铜合金的加入量与所述公式算得的理论值在±40kg范围内的偏差均可。若合金量大于所述公式算得的理论值，生产成本高、过程温降大，产品中mns析出过多等不利影响；若小于所述公式算得的理论值，产品强度低、析出物少，达不到产品性能要求等不利影响；具体地，所述的锰合金具体包括中碳锰铁、低碳锰铁、微碳锰铁和金属锰中的至少一种，所述锰合金加入量为(mn元素目标值-加入所述合金前mn元素含量)×钢水量/(该合金的收得率×所述合金中mn元素含量)。具体地，所述的硫合金具体包括硫铁和硫线中的至少一种，所述硫合金加入量为(s元素目标值-加入所述合金前s元素含量)×钢水量/(该合金的收得率×所述合金中s元素含量)。具体地，所述的铬合金具体包括中碳铬铁、低碳铬铁和微碳铬铁中的至少一种，所述铬合金加入量为(cr元素目标值-加入所述合金前cr元素含量)×钢水量/(该合金的收得率×所述合金中cr元素含量)。具体地，所述的铜合金具体包括金属铜和铜铁合金中的至少一种，所述铜合金加入量为(cu元素目标值-加入所述合金前cu元素含量)×钢水量/(该合金的收得率×所述合金中cu元素含量)。s4、将所述精炼钢液软吹并镇静后进行连铸，获得含硫超高氧超低碳钢的铸坯。作为一种可选的实施方式，所述软吹流量0～300l/min。若软吹流量小，钢液中大颗粒夹杂物不能充分上浮；若软吹流量大，钢液存在裸露隐患，也不利于夹杂物上浮去除。作为一种可选的实施方式，所述软吹时间5～20min。软吹时间短，钢液中大颗粒夹杂物不能充分上浮；若软吹时间长，延长软吹时间无助于大颗粒夹杂物去除，还造成钢水温降大。作为一种可选的实施方式，所述镇静时间10～40min。将镇静时间控制10～40min有利于提高钢液纯净度；镇静时间短，造成钢液中大型夹杂物去除不彻底；镇静时间长，钢液与钢包耐材反应时间长，影响钢液纯净度。作为一种可选的实施方式，所述连铸中采用低氩气控制，其中，塞棒氩气0～3l/min，上水口氩气0～3l/min，板间氩气0～6l/min。所述氩气流量范围有利于合适的结晶器流场形成，减少液位波动，促进大颗粒夹杂物去除，促进保护渣融化。本发明实施例提供的一种含硫超高氧超低碳钢的生产方法，在超高氧条件(210～500ppm)下只需添加少量合金元素，能得到内表面质量好(只有小型析出物)、低成本且具有良好连浇性的含硫超高氧超低碳钢，即使不使用lf升温操作，亦可低成本生产低氮高硫超高氧钢水。下面将结合实施例、对照例及实验数据对本申请的一种含硫超高氧超低碳钢的生产方法进行详细说明。步骤s1、将铁水进行冶炼处理，获得低碳钢水；转炉终点温度控制在1680℃～1700℃，终点c：0.03～0.09％，终点氧控制300～700ppm，s含量控制在≤0.03％以下。各实施例和各对比例的工艺参数列表如表1所示。表1实施例转炉终点tsc温度转炉终点tso温度转炉终点o含量转炉终点c含量转炉终点s含量实施例11611℃1680℃566ppm0.045％0.01％实施例21640℃1691℃365ppm0.061％0.02％实施例31625℃1683℃383ppm0.048％0.02％对比例11611℃1677℃566ppm0.045％0.01％对比例21659℃1717℃598ppm0.042％0.02％对比例31611℃1680℃566ppm0.045％0.01％步骤s2、将所述低碳钢水出钢，获得出钢钢液；转炉出钢非镇静出钢，出钢过程中加入50～130kg铜板、90～170kg铬铁等合金及白灰、萤石等辅料，出钢过程做好对流操作，确保各种合金、渣料全部熔化，出钢后加入100～700kg改质剂进行渣改质模式；rh进站后测得钢液的温度、o、c、s含量，如表2所示；表2实施例进站温度，℃进站氧，ppm进站碳,％进站s,％实施例11620℃456ppm0.041％0.01％实施例21626℃318ppm0.055％0.02％实施例31611℃304ppm0.043％0.02％对比例11602℃409ppm0.039％0.01％对比例21667℃454ppm0.036％0.02％对比例31620℃456ppm0.041％0.01％步骤s3、将所述出钢钢液进行精炼脱碳，获得碳含量≤30ppm的脱碳钢液，将所述脱碳钢液加入合金进行合金化，破空后获得精炼钢液；其中，rh采用高真空模式进行脱碳，真空处理前期真空度控制在200pa以下并保持10min以上，目标rh结束碳含量≤30ppm。rh破空前2min内测量结束游离氧含量。rh破空温度控制在1580～1600℃范围内，rh处理中不进行加铝吹氧升温，如需加废钢在真空开始5min内进行。实施例1-实施例3和对比例1-对比例2中加入的合金为锰合金，所述锰合金加入量为(mn元素目标值-加入所述合金前mn元素含量)×钢水量/(该合金的收得率×所述合金中mn元素含量)。对比例3中加入的合金量与所述公式的算得的理论值差别较大；表3步骤s4、将所述精炼钢液镇静10～40min，后浇注成坯，获得含硫超高氧超低碳钢的铸坯。连铸中，钢包内衬砖、钢包上水口、钢包下水口、钢包长水口、中间包内衬、浸入式水口等耐材采用低碳抗侵蚀耐材。使用低碳耐材、中包覆盖剂、钢包改质剂、保护渣，控制rh结束至连铸的增碳；保护渣采用高氧钢保护渣，改善含硫超高氧超低碳钢的结晶器弯月面，提高铸坯质量、减少铸坯皮下气孔的发生率。各实施例和各对比例所得的铸坯的成分如表4所示。表4实施例cmnsnto表面质量实施例10.00060.250.0250.00170.0269只有小型析出物实施例20.00180.290.0280.00140.0369只有小型析出物实施例30.00110.340.0220.00190.0427只有小型析出物对比例10.00330.160.0360.00240.0193析出物粗大对比例20.00190.390.0070.00320.0551大颗粒夹杂对比例30.00510.420.0390.0410.0201析出物粗大由表4的数据可知：对比例1中，脱碳钢液氧含量为150ppm，由于小于本发明实施例氧含量210～500ppm的范围，钢液需要辅助脱氧，钢液中存在大量大颗粒脱氧产物且析出物粗大，影响最终产品质量的缺点；对比例2中，脱碳钢液氧含量为600ppm，由于小于本发明实施例氧含量210～500ppm的范围，钢包及连铸耐材侵蚀严重，侵蚀的大颗粒夹杂进入钢液影响钢水纯净度的缺点。对比例3中加入的合金量不在本发明实施例的范围内；存在析出物粗大，mns析出物过多的缺点；实施例1-实施例3中，在超高氧条件(210～500ppm)下只需添加少量合金元素，能得到内表面质量好(只有小型析出物)、低成本且具有良好连浇性的含硫超高氧超低碳钢，即使不使用lf升温操作，亦可低成本生产低氮高硫超高氧钢水。最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。尽管已描述了本发明实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明实施例范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明实施例的精神和范围。这样，倘若本发明实施例的这些修改和变型属于本发明实施例权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明实施例也意图包含这些改动和变型在内。当前第1页12