精确控制600MPa双相钢中间包钢水碳含量的方法技术

本发明专利技术公开了一种精确控制600MPa双相钢中间包钢水碳含量的方法，所述方法包括高炉冶炼、铁水脱硫、脱碳转炉冶炼、LF精炼、中板坯连铸工序。本发明专利技术通过对脱碳转炉终点控制、出钢加料控制、脱氧工艺控制、LF窄成分控制、整个炼钢工序过程温度控制以及连铸工序增碳控制，实现连铸中间包钢水碳质量分数波动在0.010%范围以内；连铸坯中心偏析可达到B0.5级以下，中间包钢水氧质量分数控制在30ppm以内，氮质量分数控制在50ppm以内，热轧生产优质热轧卷板，经冷轧最终生产优质连退产品。

【技术实现步骤摘要】
精确控制600MPa双相钢中间包钢水碳含量的方法
本专利技术属于冶金
，具体涉及一种精确控制600MPa双相钢中间包钢水碳含量的方法。
技术介绍
近几年，随着中国汽车产业的迅猛发展，节能环保成为现代汽车发展的必然趋势，其中一个重要措施就是汽车重量轻量化，使用高强度双相钢来代替常规用钢已经在国内各大企业纷纷进行研发，铁素体马氏体双相钢正是其中的一种，该双相钢是在其固溶组织中马氏体含量达到35-50%，其余为铁素体。目前600MPa铁素体马氏体双相钢的成分多采用碳锰硅体系，成分控制范围见表1。表1600MPa铁素体马氏体双相钢成分控制范围600MPa铁素体、马氏体双相钢炼钢生产工艺主要有：高炉、铁水脱硫、转炉、LF、连铸。本领域公认的是：由于600MPa的铁素体、马氏体双相钢在成分设计上合金元素含量大量升高，如Mn、Si元素，而为了保证成本低控制，在炼钢生产中使用合金化的物料均采用大宗型物料，如中碳锰铁、高碳锰铁、硅锰合金，该几类合金中均含有碳元素，而钢包及中间包的耐材材质也均为有碳材质，在生产过程中耐材的增碳也非常不稳定，因此合金含量越高的钢种对碳含量的精准控制在0.010%的范围内越难。600MPa铁素体、马氏体双相钢炼钢的主要难点在于中间包钢水碳质量分数的窄成分控制问题，而在常规工艺调整碳含量使用增碳剂及合金进行配碳，连铸中间包耐材使用干式料砌筑，物料及耐材对钢水中碳的质量分数的影响波动很大，600MPa双相钢这种高合金钢调整碳含量在0.010%范围内，则需要对转炉、LF精炼及连铸整个炼钢工序的工艺及原材料进行控制。在100吨转炉相配套的中板坯连铸生产600MPa铁素体、马氏体双相钢更是非常困难，因为转炉公称容量小，转炉出钢时间较短，合金在转炉出钢过程中得不到充分的熔化，而加入的合金量较大，在整个炼钢工序的钢水温降不易控制，导致物料中碳的吸收率非常不稳定，再加上连铸及钢包耐材的增碳，导致连铸中间包钢水碳质量分数波动很大，因此利用100吨转炉配套的中板坯连铸机生产高品质的600MPa铁素体、马氏体双相钢，控制连铸中包碳含量在0.010%的范围内是具有挑战性、创新性的工作。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种精确控制600MPa双相钢中间包钢水碳含量的方法。通过控制炼钢各工序工艺参数，来生产满足600MPa双相钢连铸中间包钢水碳含量控制在0.010%以内的要求。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种精确控制600MPa双相钢中间包钢水碳含量的方法，所述方法包括高炉冶炼、铁水脱硫、脱碳转炉冶炼、LF精炼、中板坯连铸工序；所述中板坯连铸工序，二次冷却采用与动态轻压下相结合的冷却模式，同时保证拉矫温度≥900℃，拉速控制为1.3-1.5m/min，过热度控制在20-30℃。本专利技术所述铁水脱硫工序，铁水包喷吹镁粉及石灰脱硫后，将渣子扒净，经铁水预处理脱硫后的铁水中[S]≤0.030%。本专利技术所述脱碳转炉冶炼工序，底吹氮氩切换为≤40%，采用滑板前挡，挡渣锥与滑板后挡渣，下渣厚度≤30mm；出钢过程加入硅锰合金配锰、配硅，硅铁配硅，铝铁、铝线、石油焦或锻煤增碳剂脱氧，增碳剂粒度要求2-5mm，＜2mm和＞5mm粒度之和不大于5%，加料顺序依次为石灰、增碳剂预脱氧、硅锰合金、硅铁、铝铁，出钢1/3时开始加料，石灰加入量3.5-4.0kg/吨钢，出钢3/4前加完造渣材料和合金，出钢过程加入铝铁脱氧，出钢完毕后打入铝线进行深脱氧。本专利技术所述脱碳转炉冶炼工序，在出钢开始加入石灰至增碳剂预脱氧过程中钢包底吹流量≥800NL/min，气体压力≥1.1MPa，从合金开始加入至铝铁加入完毕时，钢包底吹流量≥600NL/min，气体压力0.8MPa，铝铁加后钢包气体流量≥50NL/min，气体压力≥0.1MPa，出钢完毕后，打入铝线时钢包底吹流量≥600NL/min，气体压力0.8MPa，铝线打入完毕后，关闭钢包底吹。本专利技术所述脱碳转炉冶炼工序，终渣碱度为3.0-4.5；控制钢水成分质量百分比[C]：0.020-0.045%，[S]≤0.015%，[P]≤0.015%；终点温度1660-1700℃，终渣中FeO质量百分比≤21%，出钢时间≥3min。本专利技术所述LF精炼工序，在碳合金化上，优先使用合金进行配碳，Mn、Si元素满足要求时，使用碳线进行调碳；在钢包底吹工艺控制上，当钢包进LF工作站后开启钢包底吹，将渣壳冲破，底吹氩气≥800NL/min，气体压力≥1.1MPa，LF精炼加渣料造渣时底吹流量控制在≥600NL/min，气体压力≥0.8MPa，在加合金料时钢包气体流量≥500NL/min，气体压力≥0.7MPa；在精炼后期使用碳线调整碳时，钢包气体流量≥400NL/min，气体压力≥0.5MPa，喂入钙线时，钢包气体流量≥50NL/min，气体压力≥0.1MPa，在LF出站碳含量控制在0.070-0.080%。本专利技术所述LF精炼工序，控制钢水成分质量百分比[C]：0.070-0.080%，[Mn]：1.60-1.90%，[Si]：0.40-0.60%，[S]≤0.003%，[P]≤0.018%，[Als]：0.030-0.060%，[N]≤0.0050%；LF出站钢水温度根据铸坯断面及连浇炉次而定，具体见表2。表2LF炉出站温度与铸坯断面及浇铸炉次对应关系本专利技术所述中板坯连铸工序，钢包到中间包采用长水口加氩气密封保护钢水，连铸中间包钢水温度1539-1560℃。本专利技术所述中板坯连铸工序，中间包采用挡渣墙、挡渣堰，中间包烘烤温度≥1100℃，烘烤时间≥3h，中间包使用镁质耐材，铝碳质上水口、铝碳质塞棒和浸入式水口，中间包耐材采用涂抹料砌筑，使用无碳低硅覆盖剂，结晶器使用高碱度、低粘度中碳钢保护渣，其中C含量控制在0-10%，SiO2控制在24-35%，CaO控制在25-40%，Al2O3控制在0-6%，熔点在1100±50℃，粘度控制在0.5-2.5泊。本专利技术所述中板坯连铸工序，生产工艺控制稳定，连铸中间包钢水碳含量波动范围稳定控制在0.010%以内，并且钢水质量较好，中间包钢水氧质量分数控制为≤30ppm、氮质量分数控制为≤50ppm。表3.1连铸拉速与铸坯断面对应关系表3.2600MPa双相钢产品化学成分控制范围：表4中其余成分为铁及不可避免的杂质。本专利技术设计思路：在中板坯连铸机生产600MPa铁素体、马氏体双相钢，要做到连铸中间包钢水成分中碳质量分数波动在0.010%的范围以内，对脱碳转炉终点控制、出钢加料控制、脱氧工艺控制、LF窄成分控制、整个炼钢工序过程温度控制以及连铸工序增碳控制提出更高的要求，才可满足连铸中间包钢水碳质量分数波动在0.010%范围以内。本专利技术精确控制600MPa双相钢中间包钢水碳含量的方法中，检测方法标准参考GBT4336-2016《碳素钢和中低合金钢多元素含量的测定火花放电原子发射光谱法（常规法）》，铸坯低倍组织评级参考YB/T153-2015《优质结构钢连铸坯低倍组织缺陷评级图》。采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本专利技术通过对脱碳转炉终点控制、出钢加料控制、脱氧工艺控制、LF窄成分控制、整个炼钢工序过程温度控制以及连铸工序增碳控制，实现连铸中间包钢水碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种精确控制600MPa双相钢中间包钢水碳含量的方法，其特征在于，所述方法包括高炉冶炼、铁水脱硫、脱碳转炉冶炼、LF精炼、中板坯连铸工序；所述中板坯连铸工序，二次冷却采用与动态轻压下相结合的冷却模式，同时保证拉矫温度≥900℃，拉速控制为1.3‑1.5m/min，过热度控制在20‑30℃。

【技术特征摘要】
1.一种精确控制600MPa双相钢中间包钢水碳含量的方法，其特征在于，所述方法包括高炉冶炼、铁水脱硫、脱碳转炉冶炼、LF精炼、中板坯连铸工序；所述中板坯连铸工序，二次冷却采用与动态轻压下相结合的冷却模式，同时保证拉矫温度≥900℃，拉速控制为1.3-1.5m/min，过热度控制在20-30℃。2.根据权利要求1所述的一种精确控制600MPa双相钢中间包钢水碳含量的方法，其特征在于，所述铁水脱硫工序，铁水包喷吹镁粉及石灰脱硫后，将渣子扒净，经铁水预处理脱硫后的铁水中[S]≤0.030%。3.根据权利要求1所述的一种精确控制600MPa双相钢中间包钢水碳含量的方法，其特征在于，所述脱碳转炉冶炼工序，底吹氮氩切换为≤40%，采用滑板前挡，挡渣锥与滑板后挡渣，下渣厚度≤30mm；出钢过程加入硅锰合金配锰、配硅，硅铁配硅，铝铁、铝线、石油焦或锻煤增碳剂脱氧，增碳剂粒度要求2-5mm，＜2mm和＞5mm粒度之和不大于5%，加料顺序依次为石灰、增碳剂预脱氧、硅锰合金、硅铁、铝铁，出钢1/3时开始加料，石灰加入量3.5-4.0kg/吨钢，出钢3/4前加完造渣材料和合金，出钢过程加入铝铁脱氧，出钢完毕后打入铝线进行深脱氧。4.根据权利要求1所述的一种精确控制600MPa双相钢中间包钢水碳含量的方法，其特征在于，所述脱碳转炉冶炼工序，在出钢开始加入石灰至增碳剂预脱氧过程中，钢包底吹流量≥800NL/min，气体压力≥1.1MPa；从合金开始加入至铝铁加入完毕时，钢包底吹流量≥600NL/min，气体压力0.8MPa；铝铁加后钢包气体流量≥50NL/min，气体压力≥0.1MPa，出钢完毕后，打入铝线时钢包底吹流量≥600NL/min，气体压力0.8MPa；铝线打入完毕后，关闭钢包底吹。5.根据权利要求1所述的一种精确控制600MPa双相钢中间包钢水碳含量的方法，其特征在于，所述脱碳转炉冶炼工序，终渣碱度为3.0-4.5；控制钢水成分质量百分比[C]：0.020-0.045%，[S]≤0.015%，[P]≤0.015%；终点温度1660-1700℃，终渣中FeO质量百分比≤21%，出钢时间≥3min。6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种精确控制600MPa双相钢中间包钢水碳含量的方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：马德刚，李经哲，李阳，王耐，尹宽，王建兴，李波，武冠华，程入川，
申请(专利权)人：唐山钢铁集团有限责任公司，河钢股份有限公司唐山分公司，
类型：发明
国别省市：河北,13