[发明专利]双联法生产超低碳钢的方法

说明书

技术领域

本发明属于钢铁冶金的炉外精炼技术领域，尤其涉及一种RH真空处理工艺和LF炉外精炼工艺相结合的双联法生产超低碳钢的方法。

背景技术

传统的超低碳钢生产方法为转炉冶炼——RH真空处理——连铸。这种方法对于常规连铸机的生产或铸坯内部质量要求不高的生产是可以满足要求的，但对于内部质量要求较高、中等厚度的特殊机型的连铸机生产却无法满足要求。因为大量的Al₂O₃在浇铸过程中富集在水口内壁，造成水口堵塞，铸流无法正常进行；而随铸流进入铸坯的Al₂O₃，在后工序轧制过程中暴露成为夹杂缺陷。

目前有的企业在管线钢生产过程中有应用RH——LF相结合的工艺方法，但其采用LF的目的只是为了脱气和脱硫。因为管线钢实际应用于工业石油、天然气输送，在钢中存在的H₂S以气泡的形式形成气孔，会造成管线泄漏或爆炸。通过RH真空处理脱除钢中的[H]，LF炉外精炼脱除钢中的[S]，就可以减少管线钢H₂S气泡，从而提高管线钢质量。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的缺陷，提供一种能减少浇铸系统堵塞，铸坯内部质量好，且适用于中等厚度连铸机生产的双联法生产超低碳钢的方法。

本发明双联法生产超低碳钢的方法包括转炉冶炼、RH真空处理和板坯连铸，其特点是在RH真空处理后增加LF炉外精炼，对顶渣进行最终改质处理。

本发明双联法生产超低碳钢的方法在转炉出钢结束后，对顶渣进行初改质处理；在RH真空脱碳结束后进行脱氧合金化。

本发明双联法生产超低碳钢的方法在LF炉外精炼时向渣中加入白灰200～500kg、铝50～100kg，并进行氩气充分搅拌；同时还可对脱硫、钢水温度、时间或成分进行微调。本发明采用中等厚度板坯连铸机连铸。

通过对超低碳钢在连铸机生产过程中出现的水口堵塞及轧制夹杂缺陷的机理性研究发现，传统的超低碳钢炉外精炼生产方法应用在中等厚度的连铸机上，由于RH真空处理后钢水顶渣中富集大量的FeO、MnO，浇铸时与钢中的铝发生了反应，产物Al₂O₃在浇铸过程中富集在水口内壁，造成铸流无法正常进行；未被捕捉到的Al₂O₃随铸流进入铸坯，在后工序轧制暴露成为夹杂缺陷。夹杂物成分为以三氧化二铝为主，复合有少量氧化镁、氧化硅等粘结相的单一化合物，而三氧化二铝的来源就是源自超低碳钢顶渣对钢水的污染。由此，本发明提出了用LF对顶渣进行最终改质处理的双联法生产超低碳钢的方法。

本发明双联法生产超低碳钢的方法的具体工艺步骤为：

1、转炉出钢结束后，向顶渣中加入少量铝粉与氧化钙的复合物，初步改变顶渣中的化合物的成分，降低渣中氧化性，提高顶渣碱度；

2、RH对转炉处理结束的沸腾钢进行真空脱碳，脱碳结束后进行脱氧合金化；

3、LF对真空处理结束的超低碳钢进行最后改变顶渣成分处理，向渣中加入白灰200～500kg、铝50～100kg，并进行氩气充分搅拌，通过氩气搅拌的方式增加渣钢熔池反应界面，使铝与渣中的(FeO)、(MnO)反应，脱除渣中的氧，并配以白灰增加渣中碱度，形成具有高碱度、强还原性、良好的吸附夹杂性的白渣。碱度的提高可以降低渣、钢反应的动力学性能；同时，LF还可以对脱硫、钢水温度、时间、成分进行微调，进一步释放RH处理超低碳钢的能力；必要时采取弱脱氧、弱搅拌技术，并结合低碳耐材及合金的采用，以消除增碳问题。

4、LF处理结束后的合格钢水采用中等厚度板坯连铸机进行浇铸。所述的中等厚度板坯连铸机是指铸坯厚度在80～150mm之间的铸机。

本发明双联法生产超低碳钢的方法工艺设计合理。采用本发明能消除在中等厚度铸机生产时三氧化二铝对水口的堵塞问题和夹杂缺陷发生率高的问题。本发明特别适用于在中薄板坯连铸机上应用，可使超低碳钢在非传统机型的连铸机上实现超低碳钢连续化大规模生产，进一步降低生产成本，提高超低碳钢连铸生产能力。

具体实施方式

本发明实施例以生产3罐超低碳钢为例，钢水量分别为101t、99t和102t。转炉出钢结束后，分别加入400kg、500kg和500kg铝粉与氧化钙的复合物，初步改变顶渣中化合物的成分，钢水到达RH处理位时对钢水顶渣进行取样分析，渣中(FeO+MnO)含量分别为25.8％、30.21％和28.41％；RH处理结束脱氧合金化后，钢水运至LF炉，分别向顶渣中加入白灰300kg、350kg和380kg，铝50kg、65kg和75kg并进行氩气搅拌，氩气搅拌的目的是增加渣钢熔池反应界面，使铝与渣中的(FeO)、(MnO)反应，脱除渣中的氧，配以白灰是为了增加渣中碱度，形成具有高碱度、强还原性、良好的吸附夹杂性的白渣。经LF最终处理的终点顶渣中(FeO+MnO)含量分别达到1.22％、1.16％和0.89％；经过氩气搅拌后，钢中硫含量平均降低30ppm，硫含量分别为20ppm、18ppm和22ppm。在生产过程中，第一罐钢由于等待时间长，通过电极进行温度补偿10℃；第二罐钢由于顶渣中氧含量高，LF到站钢中的硅成分被再次氧化，LF在搬出前向钢中加入50kg低碳硅铁进行硅成分补偿；第三罐钢由于钢水节奏过密，在RH、LF处理结束后，等待10分钟，以调整与中薄板坯铸机生产匹配性。在整个三罐钢到中等厚度板坯连铸机浇铸过程中，过程稳定，未出现水口堵塞情况。由此认为这种转炉——RH真空处理——LF炉外精炼——连铸的工艺流程更适合于超低碳钢生产的高稳定性和高内部质量。生产出的合格超低碳钢铸坯经过电解夹杂分析，铸坯内部夹杂物含量水平可以达到或超过传统方法生产的超低碳钢铸坯，且此种方法有效解决了传统方法生产超低碳钢在中等厚度铸机上无法正常浇铸超低碳钢的问题。