专利名称：一种超低碳钢及超低碳钢板材的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种超低碳钢的制备方法及超低碳钢板材的制备方法。
背景技术：
超低碳深冲钢主要用于生产汽车板、家电板等对表面质量要求严格的冷轧镀锌 板，由于该类板材厚度较薄，一般为0. 8-1. 6毫米，轧制压缩比达到120以上，因此，若铸坯 内的夹杂含量较高或夹杂尺寸较大，经过大压缩比轧制后，冷轧板表面将出现夹杂条痕状 缺陷，而影响产品质量。另外超低碳深冲钢一般含有一定量的微合金元素，如Al、V、Ti等， 在连铸生产过程中，因高温下固溶的Al、V、Ti在温度降低时以A1N、TiN, V (CN)等形式在奥 氏体晶界呈动态析出或静态析出，进一步增加了裂纹敏感性，在铸机铸坯矫直时，内弧受到 张应力，由于振痕的缺口效应产生应力集中，加速了裂纹的形成和扩展。因此，采用连铸生 产含Al、V、Ti的超低碳钢时铸坯表面易产生微裂纹，含有微裂纹的铸坯经过轧制后，也可 能在冷轧板上产生条痕状缺陷。因此，采用合理的精炼连铸工艺，提高钢水洁净度，减少钢 水夹杂含量，提高铸坯表面及皮下质量是生产优质超低碳钢的关键环节，而研究开发与超 低碳钢相适应的精炼连铸工艺是减轻和消除超低碳钢条状缺陷的核心技术。《钢铁》杂志2005年11月(第40卷第12期第28_30页，减少冷轧IF钢表面夹杂 物的生产实践，孟劲松等著)报道了鞍钢经过几年的冷轧IF钢生产实践。鞍钢通过进一步 改造、完善生产设备和系统优化，要求供给RH精炼处理的粗钢液中碳含量< 500X10_6，氧 含量彡(400-600) X 10—6，中间包采用湍流控制器的控流装置，使用吸收Al2O3夹杂能力强的 中间包覆盖剂和结晶器保护渣，优化结晶器浸入式水口的几何参数和连铸工艺参数，促进 夹杂物上浮和防止钢液发生卷渣等措施，IF钢冷轧板夹杂废品率由攻关前的10. 37%降低 到 0. 61%。《钢铁研究》杂志2006年9月(第34卷第5期第55_57页，降低IF钢w(0)的工 艺研究，王雄著)报道了武钢控制IF钢洁净度的生产实践。武钢在炼钢过程中采用转炉冶 炼动态控制，提高转炉《(C)和温度的双命中率、顶底复吹技术、出钢挡渣、钢包渣改质、保 证足够的钢包温度，避免RH采用升温手段，确保脱氧合金化后钢水循环时间大于7分钟等 措施；在连铸过程中采用连铸保护浇注、中间包采用碱性渣、结晶器液面自动控制稳定精度 在士3mm、采用高粘度的结晶器保护渣、使用大容量中间包等措施，使得IF钢W(O)已经由过 去的平均34. IX Kr6下降到平均17. 6X 10_6(波动范围12X 10_6_24X 10_6)，实现了钢水纯 净度的一个较大飞跃。但是，上述方法无法解决对于在超低碳钢连铸生产中铸坯容易出现网状裂纹和横 裂纹，使得铸坯的裂纹发生率较高，并会造成由超低碳钢铸坯轧制得到的板材出现痕状缺 陷的问题。
发明内容
本发明的目的是克服采用现有的方法生产得到的超低碳钢铸坯易出现网状裂纹和横裂纹，使得铸坯的裂纹发生率较高的缺陷，并会造成冷轧镀锌板条出现痕状缺陷的问 题，提供一种铸坯裂纹发生率较低的超低碳钢及超低碳钢板材的制备方法。本发明的发明人发现，在上述研究中解决IF钢条痕状缺陷主要技术措施主要是 提高钢水洁净度，而对于含铝、含钛的超低碳钢钢连铸生产中遇到的另一主要技术难题 A1N、TiN等析出物在奥氏体晶界沉淀而诱发的铸坯网状裂纹和横裂纹缺陷，造成的冷轧板 条痕状缺陷，目前尚未见针对性措施的报道。另外上述研究中提高钢水洁净度防止卷渣的技术措施方面，未将拉速控制与应用 高粘度保护渣相结合，结晶器内钢水洁净度控制效果不太明显。本发明提供了一种超低碳钢的制备方法，该方法包括(1)将冶炼得到的钢水进行炉外精炼，所述炉外精炼的方法包括将钢水进行预 脱氧合金化和脱硫，使钢水中活度氧含量为0. 04-0. 06重量％、S含量为0. 006-0. 015% 重量％ ；并将钢水进行调温处理、脱碳和合金微调，使以钢水的总重量为基准，钢水中各物 质含量分别为C含量为0. 003-0. 005重量％，Si含量为0. 002-0. 03重量％，Mn含量为 0. 10-0. 25重量％，P含量为0. 006-0. 015重量％，S含量为0. 006-0. 015重量％，Ti含量 为0. 050-0. 085重量％，Als含量为0. 02-0. 08重量％，余量为铁；(2)将炉外精炼后的钢水进行连铸，所述连铸的方法包括将炉外精炼后的钢水连 续地注入到结晶器中，并向结晶器中加入保护渣；冷却结晶器，使钢水表面凝成硬壳，将该 具有硬壳的钢水从结晶器的出口连续拉出，使其在二次冷却区和拉矫区冷却而全部凝固， 在拉矫区的出口得到连铸坯；其中，在步骤(1)中，将钢水进行预脱氧合金化和脱硫之后、调温处理之前，在钢 包渣渣面加入Al含量占调渣剂总重量8-12%的调渣剂，使钢包渣中基于钢包渣总重量， (FeO+MnO)含量为< 20重量％ ；并在脱碳和合金微调之后，将钢水在真空条件下循环，真空 循环的条件使得以钢的总重量为基准，钢中T
含量为0. 0025-0. 004重量％ ；在步骤(2)中，所述保护渣在1300°C时的粘度为0. 2-0. 3Pa · S，碱度为0. 8-1. 1， 熔点为1040-1130°C;冷却结晶器使结晶器宽面的热流密度为1350-1416千瓦/平方米，窄 面的热流密度为1122-1174千瓦/平方米，结晶器窄面与宽面的热流密度比为0. 8-0. 85 ； 所述将具有硬壳的钢水从结晶器的出口连续拉出的拉速为0. 8-1. 3米/分钟。本发明还提供了一种超低碳钢板材的制备方法，该方法包括轧制超低碳钢铸坯， 其中，所述超低碳钢铸坯为由本发明所述的方法制得。采用本发明的方法能够提高超低碳钢钢水质量，消除超低碳钢铸坯表面微裂纹缺 陷，从而消除因夹杂和铸坯表面微裂纹造成的超低碳钢镀锌板条状缺陷。该方法不但特别 适用于连铸裂纹敏感性强的含铝、钒或钛的合金钢，也同样适用于其它深冲钢、高级别管线 钢等对钢质要求严格、且铸坯产易产表面微裂纹的钢种。
具体实施例方式按照本发明，所述超低碳钢的制备方法包括(1)将冶炼得到的钢水进行炉外精炼，所述炉外精炼的方法包括将钢水进行预脱 氧合金化和脱硫，使钢水中活度氧含量为0. 04-0. 06重量％、S含量为0. 06-0. 015重量％ ； 并将钢水进行调温处理、脱碳和合金微调，使以钢水的总重量为基准，钢水中各物质含量分别为C含量为0. 003-0. 005重量％，Si含量为0. 002-0. 03重量％，Mn含量为0. 10-0. 25重 M%,p 含量为 0. 006-0. 015 重量％，S 含量为 0. 006-0. 015 重量％，Ti 含量为 0. 050-0. 085
重量％，Als含量为0. 02-0. 08重量％，余量为铁；(2)将炉外精炼后的钢水进行连铸，所述连铸的方法包括将炉外精炼后的钢水连 续地注入到结晶器中，并向结晶器中加入保护渣；冷却结晶器，使钢水表面凝成硬壳，将该 具有硬壳的钢水从结晶器的出口连续拉出，使其在二次冷却区和拉矫区冷却而全部凝固， 在拉矫区的出口得到连铸坯；其中，在步骤(1)中，将钢水进行预脱氧合金化和脱硫之后、调温处理之前，在钢 包渣渣面加入Al含量占调渣剂总重量8-12 %的调渣剂，使钢包渣中基于钢包渣总重量， (FeO+MnO)含量为< 20重量％ ；并在脱碳和合金微调之后，将钢水在真空条件下循环，真空 循环的条件使得以钢的总重量为基准，钢中T
含量为0. 0025-0. 004重量％ ；在步骤(2)中，所述保护渣在1300°C时的粘度为0. 2-0. 3Pa · S，碱度为0. 8-1. 1， 熔点为1040-1130°C;冷却结晶器使结晶器宽面的热流密度为1350-1416千瓦/平方米，窄 面的热流密度为1122-1174千瓦/平方米，结晶器窄面与宽面的热流密度比为0. 8-0. 85 ； 所述将具有硬壳的钢水从结晶器的出口连续拉出的拉速为0. 8-1. 3米/分钟。按照本发明，本发明提供的方法主要是通过钢包渣改性、增加将钢水在真空条件 下循环处理的步骤、改善连铸结晶器中保护渣粘度性质、降低铸机拉速等技术措施的综合 运用及协同作用来提高超低碳钢的钢水质量，从而消除超低碳钢铸坯表面易出现微裂纹的 缺陷，而消除因夹杂和铸坯表面微裂纹而造成的超低碳钢板材存在条状缺陷的问题。其中，所述活度氧含量指钢液中自由氧浓度，所述活度氧含量的测定方法为本领 域技术人员所公知，例如采用定氧仪进行测定；所述τ
(总氧含量)包括钢液中活度氧 含量和夹杂物中氧含量；所述钢中τ
的测定方法为本领域技术人员所公知，例如采用 TC600氧氮分析仪进行测定。按照本发明，在将钢水进行预脱氧合金化和脱硫之后、调温处理之前，在钢包渣 渣面加入Al含量占调渣剂总重量8-12%的调渣剂，使得钢包渣中基于钢包渣总重量， (FeO+MnO)含量为彡20重量％，优选为5-18. 5重量％，加入还原性调渣剂使钢包渣中 (FeO+MnO)的总含量降低，能够保证钢水中的氧化性夹杂物进一步上浮到钢包渣中，从而提 高钢水的质量。其中，在钢包渣渣面加入的调渣剂的种类可以为各种能够达到降低钢包渣 中FeO+MnO的总含量的调渣剂，优选情况下，所述调渣剂可以含有CaO、SiO2, A1203、MgO和 Al，以该调渣剂的总重量为基准，所述CaO的含量为40-50重量％，所述SiO2的含量为4_6 重量％，所述Al2O3的含量为35-45重量％，所述MgO的含量为2_4重量％，所述Al的含量 为8-12重量％ ；所述调渣剂的用量只要能够保证钢包渣中(FeO+MnO)的总含量降为彡20 重量％即可，优选情况下，每吨钢水可以加入4-6千克调渣剂。按照本发明，所述钢包渣中FeO的测定方法以及钢包渣中MnO的测定方法为本领 域技术人员所公知例如，可以采用重铬酸钾滴定法(化学测定法)来测定钢包渣中FeO的 含量；可以采用红外光谱测定法(测定仪器采用X射线光谱仪)即荧光法(物理测定法) 来测定钢包渣中MnO的含量。按照本发明，在脱碳和合金微调之后，真空循环的条件使得以钢水的总重量为基 准，钢中T
含量为0. 0025-0. 0040重量％，有助于有效提高钢水洁净度。将钢水在真空条件下的循环优选在RH真空装置中进行，所述RH真空装置中的压力为50-100帕；氩气的 吹入强度为每吨钢水8-12升/分钟，真空循环时间可以为5-7分钟。按照本发明，所述钢 水重量为120-140吨时，氩气的流量可以为1200-1500升/分钟，真空循环时间可以为5_7 分钟。按照本发明，使所述保护渣在1300°C时的粘度为0. 2-0. 3Pa · S，碱度(所述碱度 指保护渣中CaO与SiO2的重量比)为0. 8-1. 1，熔点为1040-1130°C，有助于防止连铸过程 的钢水卷渣并提高保护渣吸收夹杂的能力。所述保护渣可以为本领域常规的各种保护渣， 只要能够使所述保护渣在1300°C时的粘度、碱度和熔点达到本发明的要求即可，例如，可以 通过调节保护渣中各组分及含量的方法达到控制保护渣粘度、碱度和熔点的目的。按照本发明，所述保护渣含有CaO、SiO2, Al2O3^Na2O, CaF2和C，以该保护剂的总重 量为基准，所述CaO的含量为25-40重量％，所述SiO2的含量为28-40重量％，所述Al2O3的 含量为2-6重量％，所述Na2O的含量为6-10重量％，所述CaF2的含量为3_10重量％，所述 C的含量为2-10重量％。所述保护渣的用量的可调节范围较宽，采用本发明所述保护渣还 可以减少其消耗量，增加液渣层(即固态保护渣层与钢水液面之间的液态保护渣层)的厚 度，以起到更好的保护作用。例如，所述保护渣的用量可以由0. 60-0. 75千克/吨钢降低至 0. 45-0. 55千克/吨钢，液渣层厚度控制可以由7-9毫米提高到10-12毫米。所述保护渣的制备方法为本领域技术人员所公知，例如，可以是预熔渣或机械混 合渣，其中CaO可以来源于预熔渣、硅灰石、水泥熟料等含CaO的材料；SiO2可以来源于预 熔渣、硅灰石、水泥熟料、石英砂、长石等含SiO2的材料；Al2O3可以来源于预熔渣、铝矾土、 水泥熟料、白泥等含Al2O3的材料；Na2O可以来源于预熔渣、Na2CO3等含Na2O的材料；F—可以 来源于预熔渣、CaF2 (萤石)等含F—的材料，C可以来源于炭黑、石墨和焦炭等含C的材料。按照本发明，将结晶器宽面和窄面热流密度可以分别控制在1350-1416千瓦/平 方米和1122-1174千瓦/平方米，结晶器窄面与宽面的热流密度比值为0. 80-0. 85，能够使 结晶器内铸坯冷却均勻，使初生凝固坯壳均勻生长。在本发明中，所述结晶器宽面热流密度 是指结晶器宽面的单位面积冷却水所带走的热量，窄面热流密度是指结晶器窄面的单位面 积冷却水所带走的热量；所述热流密度比值为窄面热流密度与宽面热流密度的比值。按照本发明，所述冷却结晶器的方法可以为用20-40°C的冷却水冷却结晶器，并可 以按照下述公式进行计算结晶器宽面/窄面的热流密度 宽面/窄面热流密度=单位面积上宽面/窄面冷却水流量(升/分钟 平方米)X 冷却水温差(°C ) X水的比热容(4. 183kJ/(L · V ))/60(s/min)其中，所述冷却水的温差指进入结晶器的冷却水与出结晶器的冷却水的温度差， 所述冷却水的温差与拉速的快慢有关，冷却水的流量和冷却水的温差均可以在线实时测 定，结晶器铜板面积，即结晶器单面(宽面/窄面)面积也可在结晶器上线使用时测定，测 定方法为本领域技术人员所公知。优选情况下，单位面积上，结晶器的宽面冷却水量可以为1540-4115升/分钟 平 方米，结晶器的窄面冷却水量可以为1385-3889升/分钟 平方米更优选情况下，单位面积 上，结晶器的宽面冷却水量可以为2920-2942升/分钟 平方米，结晶器的窄面冷却水量可 以为2050-2170升/分钟·平方米。按照本发明，将所述具有硬壳的钢水从结晶器的出口连续拉出的拉速控制为0. 8-1. 3米/分钟可以有效减少浇注过程结晶器内的液位波动，从而控制结晶器内钢水质量。按照本发明，所述冶炼钢水的条件和方法可以为本领域技术人员公知的各种方 法，例如，转炉吹炼的方法。按照本发明，所述炉外精炼中将钢水进行脱氧合金化和预脱硫，并将钢水进行进 一步脱硫以及脱碳和合金微调的方法也可以采用本领域常规的方法进行。其中，优选情况下，所述预脱硫的方法包括将碱度(所述碱度指精炼渣中CaO与 SiO2的重量比)为80-100的精炼渣与钢水混合，所述精炼渣的用量为4-6千克/吨钢。所 述精炼渣一般含有活性石灰和萤石，以精炼渣的总量为基准，所述活性石灰的含量可以为 70-85重量％，所述萤石的含量可以为15-30重量％。所述萤石可以是本领域使用的各种常规的萤石，例如所述萤石中的主要成分为 CaF2,其中，CaF2 的含量一般为 70-90 重量％，SiO2 10-30 重量％，S ^ 0. 10 重量％，P ^ 0. 06重量％，水分含量为小于0. 1重量％ ；所述活性石灰可以是本领域使用的各种常规的活性石灰，所述活性石灰的主要成 分为CaO，其中，CaO的含量一般为80_90重量％，水分含量为小于0. 1重量％。石灰的组织结构与煅烧温度和煅烧时间密切相关，因此，影响石灰活性度的组织 结构包括体积密度、气孔率、比表面积和CaO矿物的晶粒尺寸。晶粒越小，比表面积越大，气 孔率越高，石灰活性就越高，化学反应能力就越强。所述活性石灰的活性度为表征生石灰水 化反应速度的一个指标，即，以中和生石灰消化时产生的Ca(OH)2所消耗的4摩尔/升盐酸 的毫升数表示。一般，所述活性石灰的活性度可以为大于280毫升，优选为300-500毫升。按照本发明，所述调温处理一般是指将经过预脱氧合金化和脱硫后的钢水调节到 一定温度，然后进行下一步的处理，根据处理工艺的不同，调温处理所需要的温度也不同 (按照本发明，所述调温处理的温度可以为1620-1635°C )，所述调温处理一般在LF炉中进 行，所述脱碳和合金微调的步骤优选在RH真空装置中进行。所述在调温处理的条件和方法 以及在RH真空装置中进行脱碳和合金微调的条件和方法为本领域技术人员所公知。按照本发明，将所述具有硬壳的钢水从结晶器的出口连续拉出后，使其在二次冷 却区和拉矫区用流动的冷却水冷却而全部凝固，在拉矫区的出口得到连铸坯的方法也可以 按照本领域公知的各种方法进行，在这里不再赘述。需要说明的是，本发明的方法可以用于各种超低碳钢以及含铝、含钒、含钛等微合 金钢，例如车轮钢、管线钢等，由于含铝、钒或钛的合金钢的裂纹敏感性强，使用常规的方 法无法达到降低其裂纹发生率的目的，因而尤其适用本发明的方法。例如，以钢水的总重量 为基准，所述超低碳钢中C含量为0. 0030-0. 0050重量％，Si含量为0. 002-0. 03重量％， Mn含量为0. 10-0. 25重量％，P含量为0. 006-0. 015重量％，S含量为0. 006-0. 015重量％， Ti含量为0. 050-0. 085重量％，Als为0. 02-0. 08重量％，余量为铁。本发明还提供了一种超低碳钢板材的制备方法，该方法包括轧制超低碳钢铸坯， 其中，所述超低碳铸坯为由本发明提供的方法制得。其中，所述轧制超低碳钢铸坯的方法和条件为本领域技术人员所公知，例如，所述 轧制包括热轧和冷轧过程。所述热轧工序的主要流程为将铸坯置入加热炉中，将铸坯温度 提高到1050°C -1250°C，然后将铸坯进入初轧机组，将200毫米厚度的铸坯轧制成30-40毫米厚度的热轧板，然后进入卷曲箱使热轧板温度均勻，然后再进入精轧机组，将30-40毫米 厚度的热轧板轧制成2. 5-10毫米厚的热轧板成品，并卷曲形成热轧板卷成品。冷轧的工序 主要流程为将热轧板卷成品首先进行开卷酸洗去除板卷氧化铁皮等杂质，然后进入冷连 轧机组，将热轧板卷厚度轧成0. 5-2. 0毫米厚，最后形成冷轧产品。下面，将通过实施例对本发明进行更详细的描述。下述实施例中所用的高碱度精炼渣含有活性石灰和萤石，以精炼渣的总量为基 准，所述活性石灰的含量为80重量％ (活性度300毫升)，所述萤石的含量为20重量％。所述还原性调渣剂含有CaO、SiO2, A1203、MgO和Al，在实施例1中，以调渣剂的总 重量为基准，CaO的含量为45重量％，所述SiO2的含量为6重量％，所述Al2O3的含量为35 重量％，所述MgO的含量为4重量％，Al含量10重量％ ；在实施例2中，以调渣剂的总重量 为基准，CaO的含量为45重量％，所述SiO2的含量为5重量％，所述Al2O3的含量为36重 量％，所述MgO的含量为2. 5重量％，Al含量11. 5重量％ ；在实施例3中，以调渣剂的总重 量为基准，CaO的含量为48重量％，所述SiO2的含量为4重量％，所述Al2O3的含量为36重 量％，所述MgO的含量为3. 5重量％，Al含量8. 5重量％。所述保护渣含有CaO、Si02、A1203、Na2O, CaF2和C，以保护剂的总重量为基准，所述 CaO的含量为36重量％，所述SiO2的含量为40重量％，所述Al2O3的含量为4重量％，所述 Na2O的含量为8重量％，所述CaF2的含量为8重量％，所述C的含量为4重量％。实施例1本实施例用于说明本发明提供的超低碳钢及超低碳钢板材的制备。该实施例是采用本发明的方法来控制IF3牌号超深冲冷轧钢板条痕状缺陷，IF3 牌号超深冲钢化学组分见表1 (单位重量％ )。IF3钢转炉冶炼后，出钢过程中加入碱度(Ca0/Si02重量比)为84的精炼渣与钢 液混冲，加入量为5. 0千克/吨钢水，同时在包底加入中碳锰铁(Mn含量为80重量％，Fe 含量为18. 5重量％，C含量为1.4重量％，S含量为0.01重量％) 2.3千克/吨钢水进行 预脱氧，使以钢水的总重量为基准，使钢水中活度氧含量为0. 045重量％、S含量为0. 010 重量％ ；出钢完毕后，在钢包渣渣面加入金属Al含量为10重量％的还原性调渣剂，加入量 为4. 5千克/吨钢水，降低钢包渣氧化性；经过LF炉调温处理(温度为1630°C左右)后， 在RH真空装置(钢水重量为120吨)进行脱碳以及合金微调后，将钢水真空循环时间控制 在7分钟，压力100帕，氩气的流量为1250升/分钟，得到C含量为0. 0045重量％，Si含 量为0.01重量％，Mn含量为0.15重量％，P含量为0.01重量％，S含量为0.01重量％， Ti含量为0. 065重量％，Als为0. 04重量％的钢水，余量为铁；在连铸工序开浇前将结晶 器宽面冷却水量设定为2932升/分钟·平方米，窄面水量设定为2111升/分钟·平方米， 开浇后迅速向结晶器内推入碱度(Ca0/Si02)为0.90、熔点为1080°C的结晶器保护渣，该保 护渣在1300°C的粘度为0. 28Pa · s,并将铸机拉速提高并稳定至1. 2米/分钟(冷却水温 差为6. 9°C，稳定拉速为1. 2米/分钟时，宽面、窄面平均热流密度分别为1405千瓦/平方 米和1166千瓦/平方米，热流比为0. 83)；应用以上措施后，钢水硫含量由出钢时的0. 018 重量％降至精炼结束后的0. 010重量％，精炼过程脱硫率达到44. 45% ；基于钢包渣的总重 量，钢包渣中(FeO+MnO)含量由出钢后的40. 25重量％降至精炼结束后的18. 5重量％ ；RH 精炼后钢中T
含量由0. 005重量％降至0. 0025重量％ ；保护渣的消耗量测定为0. 5千克/吨钢水，浇注过程结晶器内液位波动范围0-3毫米。浇铸完毕后，将生产的厚度为200 毫米铸坯随机抽取10块，人工检查铸坯表面质量情况，同时沿铸坯长度方向截取长500毫 米的试样，并将其表面刨掉3毫米后检查皮下质量，结果表明铸坯表面无纵裂纹、横裂纹、 角部横裂纹，皮下无网状裂纹。将生产的铸坯经过热轧和冷轧轧制成镀锌板条成品，对成品的检验未见条状缺 陷，成品合格率为100%。表 1
CSiMnPSAlsTi ξ 0. 005 Ξ 0. 030. 10-0. 25 Ξ 0. 015 ξ 0. 0150. 02-0. 070. 050-0. 085实施例2本实施例用于说明本发明提供的超低碳钢及超低碳钢板材的制备。该实施例为采用本发明的方法来控制IF4牌号超深冲冷轧钢板条痕状缺陷，IF4 牌号超深冲钢化学组分见表2 (单位重量％ )。IF4钢转炉冶炼后，出钢过程中加入碱度(Ca0/Si02) 95的高碱度精炼渣与钢液混 冲，加入量为6. 0千克/吨钢水，同时在包底加入中碳锰铁(Mn含量为80重量％，Fe含量为 18. 5重量％，C含量为1.4重量％，S含量为0.01重量％) 2.2千克/吨钢水进行预脱氧， 使以钢水的总重量为基准，使钢水中氧活度为0. 038重量％、S含量为0. 008重量％ ；出钢 完毕后，在钢包渣渣面加入金属Al含量为11. 5重量％的还原性调渣剂，加入量为6千克/ 吨钢水；经过LF炉调温处理(温度为1620°C左右)后，在RH真空装置进行脱碳以及合金 微调后，将钢水真空循环时间控制在6分钟，压力50帕，氩气的流量为1250升/分钟，得到 C含量为0. 004重量％，Si含量为0. 005重量％，Mn含量为0. 2重量％，P含量为0. 014重 量％，S含量为0. 008重量％，Ti含量为0. 055重量％，Als为0. 06重量％的钢水，余量为 铁；在连铸工序开浇前将结晶器宽面冷却水量设定为2934升/分钟·平方米，窄面水量设 定为2122升/分钟 平方米，开浇后迅速向结晶器内推入碱度(Ca0/Si02)为0. 95、熔点为 1100°C的结晶器保护渣，该保护渣在1300°C的粘度为O. 22Pa *s，并在较短时间内将铸机拉 速提高、稳定至1. 1米/分钟(冷却水温差为6. 75°C，稳定拉速为1. 1米/分钟时，宽面、窄 面平均热流密度分别为1382千瓦/平方米和1145千瓦/平方米，热流比为0. 83)；应用以 上措施后，钢水硫含量由出钢时0. 022重量％降至精炼结束后0. 009重量％，精炼过程脱硫 率达到59. 09%;基于钢包渣的总重量，钢包渣中(FeO+MnO)含量由出钢后的38. 5重量％降 至15重量％ ；RH精炼后钢中T
含量由0. 0048重量％降至精炼结束后的0. 002重量％ ； 保护渣的消耗量测定为0. 55千克/吨钢水，浇注过程结晶器内液位波动范围0-2毫米。浇 铸完毕后，将生产的铸坯(厚度为200毫米)随机抽取10块，人工检查铸坯表面质量情况， 同时沿铸坯长度方向截取长500毫米的试样，并将其表面刨掉3毫米后检查皮下质量，结果 表明铸坯表面无纵裂纹、横裂纹、角部横裂纹，皮下无网状裂纹。将生产的铸坯经过热轧和冷轧轧制成镀锌板条成品，对成品的检验未见条状缺 陷，成品合格率为100%。
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表权利要求
一种超低碳钢的制备方法，该方法包括(1)将冶炼得到的钢水进行炉外精炼，所述炉外精炼的方法包括将钢水进行预脱氧合金化和脱硫，使钢水活度氧含量为0.04 0.06重量％、S含量为0.008 0.015重量％；并将钢水进行调温处理以及脱碳和合金微调，使以钢水的总重量为基准，钢水中各物质含量分别为C含量为0.003 0.005重量％，Si含量为0.002 0.03重量％，Mn含量为0.1 0.25重量％，P含量为0.006 0.015重量％，S含量为0.006 0.015重量％，Ti含量为0.050 0.085重量％，Als为0.02 0.08重量％，余量为铁；(2)将炉外精炼后的钢水进行连铸，所述连铸的方法包括将炉外精炼后的钢水连续地注入到结晶器中，并向结晶器中加入保护渣；通过结晶器冷却，使钢水表面凝成硬壳，将该具有硬壳的钢水从结晶器的出口连续拉出，使其在二次冷却区和拉矫区冷却而全部凝固，在拉矫区的出口得到连铸坯；其特征在于，在步骤(1)中，将钢水进行预脱氧合金化和脱硫之后、调温处理之前，在钢包渣渣面加入Al含量占调渣剂总重量8 12％的调渣剂，使钢包渣中基于钢包渣的总重量，(FeO+MnO)含量为≤20重量％；并在脱碳和合金微调之后，将钢水在真空条件下循环，真空循环的条件使得以钢的总重量为基准，钢中T[O]含量为0.0025 0.004重量％；在步骤(2)中，所述保护渣在1300℃时的粘度为0.2 0.3Pa·S，碱度为0.8 1.1，熔点为1040 1130℃；冷却结晶器使结晶器宽面的热流密度为1350 1416千瓦/平方米，窄面的热流密度为1122 1174千瓦/平方米，结晶器窄面与宽面的热流密度比为0.8 0.85；所述将具有硬壳的钢水从结晶器的出口连续拉出的拉速为0.8 1.3米/分钟。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述调渣剂含有Ca0、Si02、Al203、Mg0和Al，以该 调渣剂的总重量为基准，所述CaO的含量为40-50重量％，所述SiO2的含量为4_6重量％， 所述Al2O3的含量为35-45重量％，所述MgO的含量为2_4重量％，所述Al的含量为8_12 重量％ ；所述调渣剂的用量为4-6千克/吨钢水。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，将钢水在真空条件下的循环在RH真空装置中进 行，所述RH真空装置中的压力为50-100帕；氩气吹入强度为每吨钢水8-12升/分钟，真空 循环时间为5-7分钟。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述保护渣含有CaO、SiO2,A1203、Na2O, CaF2和 C，以该保护剂的总重量为基准，所述CaO的含量为25-40重量％，所述SiO2的含量为28-40 重量％，所述Al2O3的含量为2-6重量％，所述Na2O的含量为6_10重量％，所述CaF2的含量 为3-10重量％，所述C的含量为2-10重量％。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，冷却结晶器的方法包括用20-40°C的冷却水冷却 结晶器，单位面积上，结晶器的宽面冷却水量为1540-4115升/分钟·平方米，结晶器的窄 面冷却水量为1385-3889升/分钟·平方米。
6.根据权利要求1或5所述的方法，其中，单位面积上，结晶器的宽面冷却水量为 2920-2942升/分钟·平方米，结晶器的窄面冷却水量为2050-2170升/分钟·平方米。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述预脱硫的方法包括将碱度为80-100的精炼 渣与钢水混合，所述精炼渣的用量为4-6千克/吨钢。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述精炼渣含有萤石和活性石灰，以精炼渣的总 量为基准，所述活性石灰的含量为70-85重量％，所述萤石的含量为15-30重量％。
9.根据权利要求1所述的方法，其中，以钢水的总重量为基准，所述超低碳钢中的C含 量为0. 0030-0. 0050重量％，Si含量为0. 002-0. 03重量％，Mn含量为0. 10-0. 25重量％， P含量为0. 006-0. 015重量％，S含量为0. 006-0. 015重量％，Ti含量为0. 050-0. 085重 量％，Als含量为0. 02-0. 08重量％，余量为铁。
10.一种超低碳钢板材的制备方法，该方法包括轧制超低碳钢铸坯，其特征在于，所述 超低碳钢铸坯为由权利要求1-9中任意一项所述的方法制得。
全文摘要
超低碳钢的制备方法，该方法包括将钢水进行预脱氧合金化、脱硫、调温处理、脱碳和合金微调；在将钢水进行调温处理之前，在钢包渣渣面加入Al含量占调渣剂总重量8-12％的调渣剂，使钢包渣中基于钢包渣的总重量，(FeO+MnO)含量为≤20重量％；并在脱碳和合金微调之后，将钢水在真空条件下循环，使得以钢的总重量为基准，钢中T[O]含量为0.0025-0.004重量％；将得到的钢水连续注入到结晶器中，并加入保护渣；将具有硬壳的钢水从结晶器的出口连续拉出，得到连铸坯，所述保护渣在1300℃时的粘度为0.2-0.3Pa·S，碱度为0.8-1.1，熔点为1040-1130℃；冷却结晶器使其宽面热流密度为1350-1416千瓦/平方米，窄面热流密度为1122-1174千瓦/平方米，结晶器窄面与宽面的热流比为0.8-0.85；连续拉出的拉速为0.8-1.3米/分钟。
文档编号C21C7/06GK101956131SQ20091015017
公开日2011年1月26日 申请日期2009年7月16日 优先权日2009年7月16日
发明者吴国荣, 周海龙, 曾建华, 杨金成, 陈永 申请人:攀钢集团攀枝花钢铁研究院有限公司;攀钢集团钢铁钒钛股份有限公司