CN103334050A - 一种薄板坯连铸生产低铝硅镇静碳素结构钢的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种薄板坯连铸生产低铝硅镇静碳素结构钢的工艺，属于钢铁冶炼工艺技术领域。技术方案是包括高炉铁水、转炉冶炼、LF精炼、薄板坯连铸工序；通过对碳素结构钢化学成分的重新设计，改变惯用的薄板坯连铸生产碳素结构钢的转炉冶炼、LF精炼工序脱氧合金化方式，在保证钢水充分脱氧的前提下，在薄板坯短流程生产满足标准要求的低铝硅镇静碳素结构钢。本发明的有益效果：采用薄板坯连铸工艺生产低铝硅镇静碳素结构钢，通过化学成分的重新设计和脱氧合金化工艺的优化，生产满足标准要求的一般碳素结构用优质热轧卷板，既缩短了生产时间又降低了生产成本，可以创造极大的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种薄板坯连铸生产低铝硅镇静碳素结构钢的工艺，属于钢铁冶炼工艺技术领域。
背景技术
上世纪80年代以来，薄板坯连铸连轧生产线以投资少、见效快、成本低、成材率高等优势，得到迅猛发展。目前，世界上薄板坯连铸连轧生产线产能已近8千万吨，中国约占经40%，但薄板坯连铸有其独特的工艺特点：铸坯厚度小（50-70mm）、连铸拉速快、冷却强度大、凝固时间短。为了适应上述连铸工艺特点，避免钢水脱氧不良造成的铸坯表面皮下气泡对板卷质量的影响，所有薄板坯连铸均要求浇注铝镇静钢，即所有钢种钢中[Als]≥150ppm。而薄板坯连铸结晶器厚度小，浸入式水口结构扁平，为解决浇注铝镇静钢的水口堵塞问题，所有铝镇静钢需要进行钙处理以实现夹杂物变性。而要达到夹杂物变性效果，要求钢水中Ca/Al控制在0.05-0.10，但钙处理钢水对连铸塞棒、水口侵蚀加剧，会降低钢水洁净度。一般结构用普通碳素结构钢市场容量最大，使用性能要求不高，无冲击韧性要求。但为了满足薄板坯连铸的工艺性能要求，在薄板坯生产此类钢种除了对钢中S、P的控制要求严格（S≤0.008%、P≤0.020%）之外，需控制钢中Als≥150ppm。这样薄板坯短生产一般结构用碳素结构钢，生产周期长，制造成本增加，产品功能过剩。
发明内容
本发明目的是提供一种薄板坯连铸生产低铝硅镇静碳素结构钢的工艺，采用薄板坯连铸生产低铝硅镇静碳素结构钢，通过产品成分的设计及控制脱氧合金化工艺，生产满足要求的碳素结构钢连铸坯，解决背景技术中存在的上述问题。
本发明的技术方案是：一种薄板坯连铸生产低铝硅镇静碳素结构钢的工艺，包括高炉铁水、转炉冶炼、LF精炼、薄板坯连铸工序；所述转炉冶炼工序，终渣碱度为3.0-3.5；钢水控制成分质量百分比C:≥0.08%，S≤0.025%， P≤0.020%；终点温度：1630-1660℃，终点氧位:≤350ppm，终渣FeO质量百分比≤22%，出钢时间≥5分钟，脱氧合金化；所述LF精炼工序，出站化学成分质量百分比：C ：0.18-0.22%， Mn 0.20-0.40%、S 
0.008%、 P 
0.025%、Si≤0.12-0.25%、Als 0.0050-0.0080%，出站温度：1580-1600℃；所述薄板坯连铸工序，中间包钢水温度 1535-1555℃；拉速控制为4.0—5.0m/min；所述转炉冶炼、LF精炼和薄板坯连铸工序，中包钢水氧、氮含量质量数控制为T[O]≤50ppm、[N]≤60ppm。
所述转炉冶炼工序，采用自动下渣检测和挡渣机挡渣出钢，钢包顶渣渣层厚度≤50mm；出钢时加精炼渣1.8-2.2Kg/吨钢、石灰1.8-2.2Kg/吨钢，采用硅铁脱氧，采用碳粉增碳、高碳锰铁配锰、硅铁配硅。
所述转炉冶炼工序，出钢钢水1/3时，开始加料，加料顺序依次精炼渣、石灰、碳粉、硅铁、高碳锰铁；出钢3/4前加完合金和造渣材料。
所述LF精炼工序，出站化学成分质量百分比：C ：0.18-0.22%， Mn 0.20-0.40%、S 
0.008%、 P 
0.025%、Si≤0.12-0.25%、Als 0.0050-0.0080%。
所述薄板坯连铸工序，钢包到中间包采用长水口加氩气密封保护钢水，结晶器使用高碱度保护渣，结晶器和二次冷却采用较弱冷却方式，保证拉矫温度≥800℃。
最终经加热炉均热，热轧生产满足标准要求的碳素结构用热轧卷板。
本发明通过对一般碳素结构钢化学成分的重新设计，在转炉出钢过程采用硅脱氧，保证钢包钢水成分满足产品要求；LF精炼只进行脱硫和成分、温度微调，出站保证钢中[Als]：0.0050—0.0080%；在薄板坯连铸低铝硅镇静碳素结构钢时，水口及塞棒既不侵蚀也不堵塞，结晶器液面波动小，生产工艺控制稳定。连铸坯无任何缺陷，质量优良。热轧卷板化学成分、表面质量及组织性能完全满足标准要求。本发明通过产品成分的设计及脱氧合金化工艺的优化，在薄板坯短流程生产满足标准要求的低铝硅镇静碳素结构钢是极具挑战性、创新性的技术开拓工作。
本发明的有益效果：本发明采用薄板坯连铸工艺生产低铝硅镇静碳素结构钢，通过化学成分的重新设计和脱氧合金化工艺的优化，生产满足标准要求一般碳素结构用优质热轧卷板，即缩短了生产时间又降低了生产成本，可以创造极大的经济效益。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明做进一步说明。
在实施例中，薄板坯短流程生产低铝硅镇静碳素结构钢的工艺流程为：高炉铁水→转炉冶炼→LF精炼→薄板坯连铸。
实施例的转炉150t，LF精炼150t，薄板坯连铸：连铸坯宽度1250-1500mm，厚度65mm，生产钢种低铝硅镇静碳素结构钢，共六个实施例。
具体操作步骤和各工序工艺参数控制如下：
（1）转炉冶炼工序
a.铁水温度1350℃、S=0.030%、P=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R为3.0-3.5，钢水成分（质量百分比）C：0.12%， S：0.028%， P：0.020%；温度：1630-1660℃。
d. 出钢使用连用洁净钢包；
e.采用自动下渣检测和挡渣机挡渣出钢，下渣厚度48mm；出钢时间≥5.0分钟；
f. 精炼渣加入量2.08Kg/吨钢,石灰加入量2.05 Kg/吨钢, 高碳锰铁加入量为156kg，硅铁260Kg,碳粉220Kg；
g. 加料顺序：精炼渣、石灰、碳粉、硅铁、高碳锰铁。
（2）LF精炼工序
a. 钢包进站，接底吹氩管，吹氩强搅；
b. 给电化渣，根据S确定需加入的石灰和萤石量、加热时间。在此期间，氩气中等强度搅拌，并向钢包加入铝粉脱氧造成白渣；
c. 停电，氩气中等强度搅拌3分钟转弱搅后取样测温；
d. 继续给电，根据渣样情况补加铝，把温度调到高于出站温度15-20℃；
e.化学成分及温度均符合要求，转入静吹8分钟；加保温剂，钢包离站；
f. 出站温度：第一包1600℃、连浇包次1580℃
LF出站化学成分见下表：
LF出站化学成分 %
（3）薄板坯连铸工序
a.中间包钢水温度1535-1555℃，钢包到中间包采用长水口加氩气密封保护钢水，同时避免钢包下渣；
b.中间包使用镁质耐材、碱性覆盖剂，使用铝质或铝镁质上水口、塞棒和浸入式水口，结晶器使用碱性保护渣；
c. 连铸拉速为4.0-5.0m/min；
d. 结晶器和二冷均采用较弱冷却方式。
按上述工艺生产的低铝硅镇静钢碳素结构钢产品化学成份如下表:
成品化学成份（%）
本发明各实施例生产连铸坯表面及内部无任何缺陷，热轧板卷组织性能和表面质量优良。
Claims (5)
1.一种薄板坯连铸生产低铝硅镇静碳素结构钢的工艺，其特征在于包括高炉铁水、转炉冶炼、LF精炼、薄板坯连铸工序；所述转炉冶炼工序，终渣碱度为3.0-3.5；钢水控制成分质量百分比C:≥0.08%，S≤0.025%， P≤0.020%；终点温度：1630-1660℃，终点氧位:≤350ppm，终渣FeO质量百分比≤22%，出钢时间≥5分钟，脱氧合金化；所述LF精炼工序，出站化学成分质量百分比：C ：0.18-0.22%， Mn 0.20-0.40%、S 
0.008%、 P 
0.025%、Si≤0.12-0.25%、Als 0.0050-0.0080%，出站温度：1580-1600℃；所述薄板坯连铸工序，中间包钢水温度 1535-1555℃；拉速控制为4.0—5.0m/min；所述转炉冶炼、LF精炼和薄板坯连铸工序，中包钢水氧、氮含量质量数控制为T[O]≤50ppm、[N]≤60ppm。
2.根据权利要求1所述的一种薄板坯连铸生产低铝硅镇静碳素结构钢的工艺,其特征在于：所述转炉冶炼工序，采用自动下渣检测和挡渣机挡渣，钢包顶渣渣层厚度≤50mm；出钢时精炼渣1.8-2.2Kg/吨钢、石灰1.8-2.2Kg/吨钢，采用硅铁脱氧， 采用碳粉增碳、高碳锰铁配锰、硅铁配硅。
3.根据权利要求2所述的一种薄板坯连铸生产低铝硅镇静碳素结构钢的工艺,其特征在于：出钢钢水1/3时，开始加料，加料顺序依次为精炼渣、石灰、碳粉、硅铁、高碳锰铁；出钢3/4前加完合金和造渣材料。
4.根据权利要求1或2所述的一种薄板坯连铸生产低铝硅镇静碳素结构钢的工艺,其特征在于：所述LF精炼工序，出站化学成分质量百分比：C ：0.18-0.22%， Mn 0.20-0.40%、S 
0.008%、 P 
0.025%、Si≤0.12-0.25%、Als 0.0050-0.0080%。
5.根据权利要求1或2所述的一种薄板坯连铸生产低铝硅镇静碳素结构钢的工艺,其特征在于：所述薄板坯连铸工序，钢包到中间包采用长水口加氩气密封保护钢水，结晶器使用高碱度保护渣，结晶器和二次冷却采用较弱冷却方式，保证拉矫温度为800℃-1000℃。
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