專利名稱：一種超低碳鋼及超低碳鋼板材的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種超低碳鋼的制備方法及超低碳鋼板材的制備方法。
背景技術(shù)：
超低碳深沖鋼主要用于生產(chǎn)汽車板、家電板等對表面質(zhì)量要求嚴(yán)格的冷軋鍍鋅 板，由于該類板材厚度較薄，一般為0. 8-1. 6毫米，軋制壓縮比達(dá)到120以上，因此，若鑄坯 內(nèi)的夾雜含量較高或夾雜尺寸較大，經(jīng)過大壓縮比軋制后，冷軋板表面將出現(xiàn)夾雜條痕狀 缺陷，而影響產(chǎn)品質(zhì)量。另外超低碳深沖鋼一般含有一定量的微合金元素，如Al、V、Ti等， 在連鑄生產(chǎn)過程中，因高溫下固溶的Al、V、Ti在溫度降低時(shí)以A1N、TiN, V (CN)等形式在奧 氏體晶界呈動(dòng)態(tài)析出或靜態(tài)析出，進(jìn)一步增加了裂紋敏感性，在鑄機(jī)鑄坯矯直時(shí)，內(nèi)弧受到 張應(yīng)力，由于振痕的缺口效應(yīng)產(chǎn)生應(yīng)力集中，加速了裂紋的形成和擴(kuò)展。因此，采用連鑄生 產(chǎn)含Al、V、Ti的超低碳鋼時(shí)鑄坯表面易產(chǎn)生微裂紋，含有微裂紋的鑄坯經(jīng)過軋制后，也可 能在冷軋板上產(chǎn)生條痕狀缺陷。因此，采用合理的精煉連鑄工藝，提高鋼水潔凈度，減少鋼 水夾雜含量，提高鑄坯表面及皮下質(zhì)量是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)超低碳鋼的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，而研究開發(fā)與超 低碳鋼相適應(yīng)的精煉連鑄工藝是減輕和消除超低碳鋼條狀缺陷的核心技術(shù)。《鋼鐵》雜志2005年11月(第40卷第12期第28_30頁，減少冷軋IF鋼表面夾雜 物的生產(chǎn)實(shí)踐，孟勁松等著)報(bào)道了鞍鋼經(jīng)過幾年的冷軋IF鋼生產(chǎn)實(shí)踐。鞍鋼通過進(jìn)一步 改造、完善生產(chǎn)設(shè)備和系統(tǒng)優(yōu)化，要求供給RH精煉處理的粗鋼液中碳含量< 500X10_6，氧 含量彡(400-600) X 10—6，中間包采用湍流控制器的控流裝置，使用吸收Al2O3夾雜能力強(qiáng)的 中間包覆蓋劑和結(jié)晶器保護(hù)渣，優(yōu)化結(jié)晶器浸入式水口的幾何參數(shù)和連鑄工藝參數(shù)，促進(jìn) 夾雜物上浮和防止鋼液發(fā)生卷渣等措施，IF鋼冷軋板夾雜廢品率由攻關(guān)前的10. 37%降低 到 0. 61%?！朵撹F研究》雜志2006年9月(第34卷第5期第55_57頁，降低IF鋼w(0)的工 藝研究，王雄著)報(bào)道了武鋼控制IF鋼潔凈度的生產(chǎn)實(shí)踐。武鋼在煉鋼過程中采用轉(zhuǎn)爐冶 煉動(dòng)態(tài)控制，提高轉(zhuǎn)爐《(C)和溫度的雙命中率、頂?shù)讖?fù)吹技術(shù)、出鋼擋渣、鋼包渣改質(zhì)、保 證足夠的鋼包溫度，避免RH采用升溫手段，確保脫氧合金化后鋼水循環(huán)時(shí)間大于7分鐘等 措施；在連鑄過程中采用連鑄保護(hù)澆注、中間包采用堿性渣、結(jié)晶器液面自動(dòng)控制穩(wěn)定精度 在士3mm、采用高粘度的結(jié)晶器保護(hù)渣、使用大容量中間包等措施，使得IF鋼W(O)已經(jīng)由過 去的平均34. IX Kr6下降到平均17. 6X 10_6(波動(dòng)范圍12X 10_6_24X 10_6)，實(shí)現(xiàn)了鋼水純 凈度的一個(gè)較大飛躍。但是，上述方法無法解決對于在超低碳鋼連鑄生產(chǎn)中鑄坯容易出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋和橫 裂紋，使得鑄坯的裂紋發(fā)生率較高，并會(huì)造成由超低碳鋼鑄坯軋制得到的板材出現(xiàn)痕狀缺 陷的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服采用現(xiàn)有的方法生產(chǎn)得到的超低碳鋼鑄坯易出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋和橫裂紋，使得鑄坯的裂紋發(fā)生率較高的缺陷，并會(huì)造成冷軋鍍鋅板條出現(xiàn)痕狀缺陷的問 題，提供一種鑄坯裂紋發(fā)生率較低的超低碳鋼及超低碳鋼板材的制備方法。本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在上述研究中解決IF鋼條痕狀缺陷主要技術(shù)措施主要是 提高鋼水潔凈度，而對于含鋁、含鈦的超低碳鋼鋼連鑄生產(chǎn)中遇到的另一主要技術(shù)難題 A1N、TiN等析出物在奧氏體晶界沉淀而誘發(fā)的鑄坯網(wǎng)狀裂紋和橫裂紋缺陷，造成的冷軋板 條痕狀缺陷，目前尚未見針對性措施的報(bào)道。另外上述研究中提高鋼水潔凈度防止卷渣的技術(shù)措施方面，未將拉速控制與應(yīng)用 高粘度保護(hù)渣相結(jié)合，結(jié)晶器內(nèi)鋼水潔凈度控制效果不太明顯。本發(fā)明提供了一種超低碳鋼的制備方法，該方法包括(1)將冶煉得到的鋼水進(jìn)行爐外精煉，所述爐外精煉的方法包括將鋼水進(jìn)行預(yù) 脫氧合金化和脫硫，使鋼水中活度氧含量為0. 04-0. 06重量％、S含量為0. 006-0. 015% 重量％ ；并將鋼水進(jìn)行調(diào)溫處理、脫碳和合金微調(diào)，使以鋼水的總重量為基準(zhǔn)，鋼水中各物 質(zhì)含量分別為C含量為0. 003-0. 005重量％，Si含量為0. 002-0. 03重量％，Mn含量為 0. 10-0. 25重量％，P含量為0. 006-0. 015重量％，S含量為0. 006-0. 015重量％，Ti含量 為0. 050-0. 085重量％，Als含量為0. 02-0. 08重量％，余量為鐵；(2)將爐外精煉后的鋼水進(jìn)行連鑄，所述連鑄的方法包括將爐外精煉后的鋼水連 續(xù)地注入到結(jié)晶器中，并向結(jié)晶器中加入保護(hù)渣；冷卻結(jié)晶器，使鋼水表面凝成硬殼，將該 具有硬殼的鋼水從結(jié)晶器的出口連續(xù)拉出，使其在二次冷卻區(qū)和拉矯區(qū)冷卻而全部凝固， 在拉矯區(qū)的出口得到連鑄坯；其中，在步驟(1)中，將鋼水進(jìn)行預(yù)脫氧合金化和脫硫之后、調(diào)溫處理之前，在鋼 包渣渣面加入Al含量占調(diào)渣劑總重量8-12%的調(diào)渣劑，使鋼包渣中基于鋼包渣總重量， (FeO+MnO)含量為< 20重量％ ；并在脫碳和合金微調(diào)之后，將鋼水在真空條件下循環(huán)，真空 循環(huán)的條件使得以鋼的總重量為基準(zhǔn)，鋼中T
含量為0. 0025-0. 004重量％ ；在步驟(2)中，所述保護(hù)渣在1300°C時(shí)的粘度為0. 2-0. 3Pa · S，堿度為0. 8-1. 1， 熔點(diǎn)為1040-1130°C;冷卻結(jié)晶器使結(jié)晶器寬面的熱流密度為1350-1416千瓦/平方米，窄 面的熱流密度為1122-1174千瓦/平方米，結(jié)晶器窄面與寬面的熱流密度比為0. 8-0. 85 ； 所述將具有硬殼的鋼水從結(jié)晶器的出口連續(xù)拉出的拉速為0. 8-1. 3米/分鐘。本發(fā)明還提供了一種超低碳鋼板材的制備方法，該方法包括軋制超低碳鋼鑄坯， 其中，所述超低碳鋼鑄坯為由本發(fā)明所述的方法制得。采用本發(fā)明的方法能夠提高超低碳鋼鋼水質(zhì)量，消除超低碳鋼鑄坯表面微裂紋缺 陷，從而消除因夾雜和鑄坯表面微裂紋造成的超低碳鋼鍍鋅板條狀缺陷。該方法不但特別 適用于連鑄裂紋敏感性強(qiáng)的含鋁、釩或鈦的合金鋼，也同樣適用于其它深沖鋼、高級(jí)別管線 鋼等對鋼質(zhì)要求嚴(yán)格、且鑄坯產(chǎn)易產(chǎn)表面微裂紋的鋼種。
具體實(shí)施例方式按照本發(fā)明，所述超低碳鋼的制備方法包括(1)將冶煉得到的鋼水進(jìn)行爐外精煉，所述爐外精煉的方法包括將鋼水進(jìn)行預(yù)脫 氧合金化和脫硫，使鋼水中活度氧含量為0. 04-0. 06重量％、S含量為0. 06-0. 015重量％ ； 并將鋼水進(jìn)行調(diào)溫處理、脫碳和合金微調(diào)，使以鋼水的總重量為基準(zhǔn)，鋼水中各物質(zhì)含量分別為C含量為0. 003-0. 005重量％，Si含量為0. 002-0. 03重量％，Mn含量為0. 10-0. 25重 M%,p 含量為 0. 006-0. 015 重量％，S 含量為 0. 006-0. 015 重量％，Ti 含量為 0. 050-0. 085
重量％，Als含量為0. 02-0. 08重量％，余量為鐵；(2)將爐外精煉后的鋼水進(jìn)行連鑄，所述連鑄的方法包括將爐外精煉后的鋼水連 續(xù)地注入到結(jié)晶器中，并向結(jié)晶器中加入保護(hù)渣；冷卻結(jié)晶器，使鋼水表面凝成硬殼，將該 具有硬殼的鋼水從結(jié)晶器的出口連續(xù)拉出，使其在二次冷卻區(qū)和拉矯區(qū)冷卻而全部凝固， 在拉矯區(qū)的出口得到連鑄坯；其中，在步驟(1)中，將鋼水進(jìn)行預(yù)脫氧合金化和脫硫之后、調(diào)溫處理之前，在鋼 包渣渣面加入Al含量占調(diào)渣劑總重量8-12 %的調(diào)渣劑，使鋼包渣中基于鋼包渣總重量， (FeO+MnO)含量為< 20重量％ ；并在脫碳和合金微調(diào)之后，將鋼水在真空條件下循環(huán)，真空 循環(huán)的條件使得以鋼的總重量為基準(zhǔn)，鋼中T
含量為0. 0025-0. 004重量％ ；在步驟(2)中，所述保護(hù)渣在1300°C時(shí)的粘度為0. 2-0. 3Pa · S，堿度為0. 8-1. 1， 熔點(diǎn)為1040-1130°C;冷卻結(jié)晶器使結(jié)晶器寬面的熱流密度為1350-1416千瓦/平方米，窄 面的熱流密度為1122-1174千瓦/平方米，結(jié)晶器窄面與寬面的熱流密度比為0. 8-0. 85 ； 所述將具有硬殼的鋼水從結(jié)晶器的出口連續(xù)拉出的拉速為0. 8-1. 3米/分鐘。按照本發(fā)明，本發(fā)明提供的方法主要是通過鋼包渣改性、增加將鋼水在真空條件 下循環(huán)處理的步驟、改善連鑄結(jié)晶器中保護(hù)渣粘度性質(zhì)、降低鑄機(jī)拉速等技術(shù)措施的綜合 運(yùn)用及協(xié)同作用來提高超低碳鋼的鋼水質(zhì)量，從而消除超低碳鋼鑄坯表面易出現(xiàn)微裂紋的 缺陷，而消除因夾雜和鑄坯表面微裂紋而造成的超低碳鋼板材存在條狀缺陷的問題。其中，所述活度氧含量指鋼液中自由氧濃度，所述活度氧含量的測定方法為本領(lǐng) 域技術(shù)人員所公知，例如采用定氧儀進(jìn)行測定；所述τ
(總氧含量)包括鋼液中活度氧 含量和夾雜物中氧含量；所述鋼中τ
的測定方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，例如采用 TC600氧氮分析儀進(jìn)行測定。按照本發(fā)明，在將鋼水進(jìn)行預(yù)脫氧合金化和脫硫之后、調(diào)溫處理之前，在鋼包渣 渣面加入Al含量占調(diào)渣劑總重量8-12%的調(diào)渣劑，使得鋼包渣中基于鋼包渣總重量， (FeO+MnO)含量為彡20重量％，優(yōu)選為5-18. 5重量％，加入還原性調(diào)渣劑使鋼包渣中 (FeO+MnO)的總含量降低，能夠保證鋼水中的氧化性夾雜物進(jìn)一步上浮到鋼包渣中，從而提 高鋼水的質(zhì)量。其中，在鋼包渣渣面加入的調(diào)渣劑的種類可以為各種能夠達(dá)到降低鋼包渣 中FeO+MnO的總含量的調(diào)渣劑，優(yōu)選情況下，所述調(diào)渣劑可以含有CaO、SiO2, A1203、MgO和 Al，以該調(diào)渣劑的總重量為基準(zhǔn)，所述CaO的含量為40-50重量％，所述SiO2的含量為4_6 重量％，所述Al2O3的含量為35-45重量％，所述MgO的含量為2_4重量％，所述Al的含量 為8-12重量％ ；所述調(diào)渣劑的用量只要能夠保證鋼包渣中(FeO+MnO)的總含量降為彡20 重量％即可，優(yōu)選情況下，每噸鋼水可以加入4-6千克調(diào)渣劑。按照本發(fā)明，所述鋼包渣中FeO的測定方法以及鋼包渣中MnO的測定方法為本領(lǐng) 域技術(shù)人員所公知例如，可以采用重鉻酸鉀滴定法(化學(xué)測定法)來測定鋼包渣中FeO的 含量；可以采用紅外光譜測定法(測定儀器采用X射線光譜儀)即熒光法(物理測定法) 來測定鋼包渣中MnO的含量。按照本發(fā)明，在脫碳和合金微調(diào)之后，真空循環(huán)的條件使得以鋼水的總重量為基 準(zhǔn)，鋼中T
含量為0. 0025-0. 0040重量％，有助于有效提高鋼水潔凈度。將鋼水在真空條件下的循環(huán)優(yōu)選在RH真空裝置中進(jìn)行，所述RH真空裝置中的壓力為50-100帕；氬氣的 吹入強(qiáng)度為每噸鋼水8-12升/分鐘，真空循環(huán)時(shí)間可以為5-7分鐘。按照本發(fā)明，所述鋼 水重量為120-140噸時(shí)，氬氣的流量可以為1200-1500升/分鐘，真空循環(huán)時(shí)間可以為5_7 分鐘。按照本發(fā)明，使所述保護(hù)渣在1300°C時(shí)的粘度為0. 2-0. 3Pa · S，堿度(所述堿度 指保護(hù)渣中CaO與SiO2的重量比)為0. 8-1. 1，熔點(diǎn)為1040-1130°C，有助于防止連鑄過程 的鋼水卷渣并提高保護(hù)渣吸收夾雜的能力。所述保護(hù)渣可以為本領(lǐng)域常規(guī)的各種保護(hù)渣， 只要能夠使所述保護(hù)渣在1300°C時(shí)的粘度、堿度和熔點(diǎn)達(dá)到本發(fā)明的要求即可，例如，可以 通過調(diào)節(jié)保護(hù)渣中各組分及含量的方法達(dá)到控制保護(hù)渣粘度、堿度和熔點(diǎn)的目的。按照本發(fā)明，所述保護(hù)渣含有CaO、SiO2, Al2O3^Na2O, CaF2和C，以該保護(hù)劑的總重 量為基準(zhǔn)，所述CaO的含量為25-40重量％，所述SiO2的含量為28-40重量％，所述Al2O3的 含量為2-6重量％，所述Na2O的含量為6-10重量％，所述CaF2的含量為3_10重量％，所述 C的含量為2-10重量％。所述保護(hù)渣的用量的可調(diào)節(jié)范圍較寬，采用本發(fā)明所述保護(hù)渣還 可以減少其消耗量，增加液渣層(即固態(tài)保護(hù)渣層與鋼水液面之間的液態(tài)保護(hù)渣層)的厚 度，以起到更好的保護(hù)作用。例如，所述保護(hù)渣的用量可以由0. 60-0. 75千克/噸鋼降低至 0. 45-0. 55千克/噸鋼，液渣層厚度控制可以由7-9毫米提高到10-12毫米。所述保護(hù)渣的制備方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，例如，可以是預(yù)熔渣或機(jī)械混 合渣，其中CaO可以來源于預(yù)熔渣、硅灰石、水泥熟料等含CaO的材料；SiO2可以來源于預(yù) 熔渣、硅灰石、水泥熟料、石英砂、長石等含SiO2的材料；Al2O3可以來源于預(yù)熔渣、鋁礬土、 水泥熟料、白泥等含Al2O3的材料；Na2O可以來源于預(yù)熔渣、Na2CO3等含Na2O的材料；F—可以 來源于預(yù)熔渣、CaF2 (螢石)等含F(xiàn)—的材料，C可以來源于炭黑、石墨和焦炭等含C的材料。按照本發(fā)明，將結(jié)晶器寬面和窄面熱流密度可以分別控制在1350-1416千瓦/平 方米和1122-1174千瓦/平方米，結(jié)晶器窄面與寬面的熱流密度比值為0. 80-0. 85，能夠使 結(jié)晶器內(nèi)鑄坯冷卻均勻，使初生凝固坯殼均勻生長。在本發(fā)明中，所述結(jié)晶器寬面熱流密度 是指結(jié)晶器寬面的單位面積冷卻水所帶走的熱量，窄面熱流密度是指結(jié)晶器窄面的單位面 積冷卻水所帶走的熱量；所述熱流密度比值為窄面熱流密度與寬面熱流密度的比值。按照本發(fā)明，所述冷卻結(jié)晶器的方法可以為用20-40°C的冷卻水冷卻結(jié)晶器，并可 以按照下述公式進(jìn)行計(jì)算結(jié)晶器寬面/窄面的熱流密度 寬面/窄面熱流密度=單位面積上寬面/窄面冷卻水流量(升/分鐘 平方米)X 冷卻水溫差(°C ) X水的比熱容(4. 183kJ/(L · V ))/60(s/min)其中，所述冷卻水的溫差指進(jìn)入結(jié)晶器的冷卻水與出結(jié)晶器的冷卻水的溫度差， 所述冷卻水的溫差與拉速的快慢有關(guān)，冷卻水的流量和冷卻水的溫差均可以在線實(shí)時(shí)測 定，結(jié)晶器銅板面積，即結(jié)晶器單面(寬面/窄面)面積也可在結(jié)晶器上線使用時(shí)測定，測 定方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。優(yōu)選情況下，單位面積上，結(jié)晶器的寬面冷卻水量可以為1540-4115升/分鐘 平 方米，結(jié)晶器的窄面冷卻水量可以為1385-3889升/分鐘 平方米更優(yōu)選情況下，單位面積 上，結(jié)晶器的寬面冷卻水量可以為2920-2942升/分鐘 平方米，結(jié)晶器的窄面冷卻水量可 以為2050-2170升/分鐘·平方米。按照本發(fā)明，將所述具有硬殼的鋼水從結(jié)晶器的出口連續(xù)拉出的拉速控制為0. 8-1. 3米/分鐘可以有效減少澆注過程結(jié)晶器內(nèi)的液位波動(dòng)，從而控制結(jié)晶器內(nèi)鋼水質(zhì)量。按照本發(fā)明，所述冶煉鋼水的條件和方法可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的各種方 法，例如，轉(zhuǎn)爐吹煉的方法。按照本發(fā)明，所述爐外精煉中將鋼水進(jìn)行脫氧合金化和預(yù)脫硫，并將鋼水進(jìn)行進(jìn) 一步脫硫以及脫碳和合金微調(diào)的方法也可以采用本領(lǐng)域常規(guī)的方法進(jìn)行。其中，優(yōu)選情況下，所述預(yù)脫硫的方法包括將堿度(所述堿度指精煉渣中CaO與 SiO2的重量比)為80-100的精煉渣與鋼水混合，所述精煉渣的用量為4-6千克/噸鋼。所 述精煉渣一般含有活性石灰和螢石，以精煉渣的總量為基準(zhǔn)，所述活性石灰的含量可以為 70-85重量％，所述螢石的含量可以為15-30重量％。所述螢石可以是本領(lǐng)域使用的各種常規(guī)的螢石，例如所述螢石中的主要成分為 CaF2,其中，CaF2 的含量一般為 70-90 重量％，SiO2 10-30 重量％，S ^ 0. 10 重量％，P ^ 0. 06重量％，水分含量為小于0. 1重量％ ；所述活性石灰可以是本領(lǐng)域使用的各種常規(guī)的活性石灰，所述活性石灰的主要成 分為CaO，其中，CaO的含量一般為80_90重量％，水分含量為小于0. 1重量％。石灰的組織結(jié)構(gòu)與煅燒溫度和煅燒時(shí)間密切相關(guān)，因此，影響石灰活性度的組織 結(jié)構(gòu)包括體積密度、氣孔率、比表面積和CaO礦物的晶粒尺寸。晶粒越小，比表面積越大，氣 孔率越高，石灰活性就越高，化學(xué)反應(yīng)能力就越強(qiáng)。所述活性石灰的活性度為表征生石灰水 化反應(yīng)速度的一個(gè)指標(biāo)，即，以中和生石灰消化時(shí)產(chǎn)生的Ca(OH)2所消耗的4摩爾/升鹽酸 的毫升數(shù)表示。一般，所述活性石灰的活性度可以為大于280毫升，優(yōu)選為300-500毫升。按照本發(fā)明，所述調(diào)溫處理一般是指將經(jīng)過預(yù)脫氧合金化和脫硫后的鋼水調(diào)節(jié)到 一定溫度，然后進(jìn)行下一步的處理，根據(jù)處理工藝的不同，調(diào)溫處理所需要的溫度也不同 (按照本發(fā)明，所述調(diào)溫處理的溫度可以為1620-1635°C )，所述調(diào)溫處理一般在LF爐中進(jìn) 行，所述脫碳和合金微調(diào)的步驟優(yōu)選在RH真空裝置中進(jìn)行。所述在調(diào)溫處理的條件和方法 以及在RH真空裝置中進(jìn)行脫碳和合金微調(diào)的條件和方法為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。按照本發(fā)明，將所述具有硬殼的鋼水從結(jié)晶器的出口連續(xù)拉出后，使其在二次冷 卻區(qū)和拉矯區(qū)用流動(dòng)的冷卻水冷卻而全部凝固，在拉矯區(qū)的出口得到連鑄坯的方法也可以 按照本領(lǐng)域公知的各種方法進(jìn)行，在這里不再贅述。需要說明的是，本發(fā)明的方法可以用于各種超低碳鋼以及含鋁、含釩、含鈦等微合 金鋼，例如車輪鋼、管線鋼等，由于含鋁、釩或鈦的合金鋼的裂紋敏感性強(qiáng)，使用常規(guī)的方 法無法達(dá)到降低其裂紋發(fā)生率的目的，因而尤其適用本發(fā)明的方法。例如，以鋼水的總重量 為基準(zhǔn)，所述超低碳鋼中C含量為0. 0030-0. 0050重量％，Si含量為0. 002-0. 03重量％， Mn含量為0. 10-0. 25重量％，P含量為0. 006-0. 015重量％，S含量為0. 006-0. 015重量％， Ti含量為0. 050-0. 085重量％，Als為0. 02-0. 08重量％，余量為鐵。本發(fā)明還提供了一種超低碳鋼板材的制備方法，該方法包括軋制超低碳鋼鑄坯， 其中，所述超低碳鑄坯為由本發(fā)明提供的方法制得。其中，所述軋制超低碳鋼鑄坯的方法和條件為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知，例如，所述 軋制包括熱軋和冷軋過程。所述熱軋工序的主要流程為將鑄坯置入加熱爐中，將鑄坯溫度 提高到1050°C -1250°C，然后將鑄坯進(jìn)入初軋機(jī)組，將200毫米厚度的鑄坯軋制成30-40毫米厚度的熱軋板，然后進(jìn)入卷曲箱使熱軋板溫度均勻，然后再進(jìn)入精軋機(jī)組，將30-40毫米 厚度的熱軋板軋制成2. 5-10毫米厚的熱軋板成品，并卷曲形成熱軋板卷成品。冷軋的工序 主要流程為將熱軋板卷成品首先進(jìn)行開卷酸洗去除板卷氧化鐵皮等雜質(zhì)，然后進(jìn)入冷連 軋機(jī)組，將熱軋板卷厚度軋成0. 5-2. 0毫米厚，最后形成冷軋產(chǎn)品。下面，將通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的描述。下述實(shí)施例中所用的高堿度精煉渣含有活性石灰和螢石，以精煉渣的總量為基 準(zhǔn)，所述活性石灰的含量為80重量％ (活性度300毫升)，所述螢石的含量為20重量％。所述還原性調(diào)渣劑含有CaO、SiO2, A1203、MgO和Al，在實(shí)施例1中，以調(diào)渣劑的總 重量為基準(zhǔn)，CaO的含量為45重量％，所述SiO2的含量為6重量％，所述Al2O3的含量為35 重量％，所述MgO的含量為4重量％，Al含量10重量％ ；在實(shí)施例2中，以調(diào)渣劑的總重量 為基準(zhǔn)，CaO的含量為45重量％，所述SiO2的含量為5重量％，所述Al2O3的含量為36重 量％，所述MgO的含量為2. 5重量％，Al含量11. 5重量％ ；在實(shí)施例3中，以調(diào)渣劑的總重 量為基準(zhǔn)，CaO的含量為48重量％，所述SiO2的含量為4重量％，所述Al2O3的含量為36重 量％，所述MgO的含量為3. 5重量％，Al含量8. 5重量％。所述保護(hù)渣含有CaO、Si02、A1203、Na2O, CaF2和C，以保護(hù)劑的總重量為基準(zhǔn)，所述 CaO的含量為36重量％，所述SiO2的含量為40重量％，所述Al2O3的含量為4重量％，所述 Na2O的含量為8重量％，所述CaF2的含量為8重量％，所述C的含量為4重量％。實(shí)施例1本實(shí)施例用于說明本發(fā)明提供的超低碳鋼及超低碳鋼板材的制備。該實(shí)施例是采用本發(fā)明的方法來控制IF3牌號(hào)超深沖冷軋鋼板條痕狀缺陷，IF3 牌號(hào)超深沖鋼化學(xué)組分見表1 (單位重量％ )。IF3鋼轉(zhuǎn)爐冶煉后，出鋼過程中加入堿度(Ca0/Si02重量比)為84的精煉渣與鋼 液混沖，加入量為5. 0千克/噸鋼水，同時(shí)在包底加入中碳錳鐵(Mn含量為80重量％，F(xiàn)e 含量為18. 5重量％，C含量為1.4重量％，S含量為0.01重量％) 2.3千克/噸鋼水進(jìn)行 預(yù)脫氧，使以鋼水的總重量為基準(zhǔn)，使鋼水中活度氧含量為0. 045重量％、S含量為0. 010 重量％ ；出鋼完畢后，在鋼包渣渣面加入金屬Al含量為10重量％的還原性調(diào)渣劑，加入量 為4. 5千克/噸鋼水，降低鋼包渣氧化性；經(jīng)過LF爐調(diào)溫處理(溫度為1630°C左右)后， 在RH真空裝置(鋼水重量為120噸)進(jìn)行脫碳以及合金微調(diào)后，將鋼水真空循環(huán)時(shí)間控制 在7分鐘，壓力100帕，氬氣的流量為1250升/分鐘，得到C含量為0. 0045重量％，Si含 量為0.01重量％，Mn含量為0.15重量％，P含量為0.01重量％，S含量為0.01重量％， Ti含量為0. 065重量％，Als為0. 04重量％的鋼水，余量為鐵；在連鑄工序開澆前將結(jié)晶 器寬面冷卻水量設(shè)定為2932升/分鐘·平方米，窄面水量設(shè)定為2111升/分鐘·平方米， 開澆后迅速向結(jié)晶器內(nèi)推入堿度(Ca0/Si02)為0.90、熔點(diǎn)為1080°C的結(jié)晶器保護(hù)渣，該保 護(hù)渣在1300°C的粘度為0. 28Pa · s,并將鑄機(jī)拉速提高并穩(wěn)定至1. 2米/分鐘(冷卻水溫 差為6. 9°C，穩(wěn)定拉速為1. 2米/分鐘時(shí)，寬面、窄面平均熱流密度分別為1405千瓦/平方 米和1166千瓦/平方米，熱流比為0. 83)；應(yīng)用以上措施后，鋼水硫含量由出鋼時(shí)的0. 018 重量％降至精煉結(jié)束后的0. 010重量％，精煉過程脫硫率達(dá)到44. 45% ；基于鋼包渣的總重 量，鋼包渣中(FeO+MnO)含量由出鋼后的40. 25重量％降至精煉結(jié)束后的18. 5重量％ ；RH 精煉后鋼中T
含量由0. 005重量％降至0. 0025重量％ ；保護(hù)渣的消耗量測定為0. 5千克/噸鋼水，澆注過程結(jié)晶器內(nèi)液位波動(dòng)范圍0-3毫米。澆鑄完畢后，將生產(chǎn)的厚度為200 毫米鑄坯隨機(jī)抽取10塊，人工檢查鑄坯表面質(zhì)量情況，同時(shí)沿鑄坯長度方向截取長500毫 米的試樣，并將其表面刨掉3毫米后檢查皮下質(zhì)量，結(jié)果表明鑄坯表面無縱裂紋、橫裂紋、 角部橫裂紋，皮下無網(wǎng)狀裂紋。將生產(chǎn)的鑄坯經(jīng)過熱軋和冷軋軋制成鍍鋅板條成品，對成品的檢驗(yàn)未見條狀缺 陷，成品合格率為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實(shí)施例2本實(shí)施例用于說明本發(fā)明提供的超低碳鋼及超低碳鋼板材的制備。該實(shí)施例為采用本發(fā)明的方法來控制IF4牌號(hào)超深沖冷軋鋼板條痕狀缺陷，IF4 牌號(hào)超深沖鋼化學(xué)組分見表2 (單位重量％ )。IF4鋼轉(zhuǎn)爐冶煉后，出鋼過程中加入堿度(Ca0/Si02) 95的高堿度精煉渣與鋼液混 沖，加入量為6. 0千克/噸鋼水，同時(shí)在包底加入中碳錳鐵(Mn含量為80重量％，F(xiàn)e含量為 18. 5重量％，C含量為1.4重量％，S含量為0.01重量％) 2.2千克/噸鋼水進(jìn)行預(yù)脫氧， 使以鋼水的總重量為基準(zhǔn)，使鋼水中氧活度為0. 038重量％、S含量為0. 008重量％ ；出鋼 完畢后，在鋼包渣渣面加入金屬Al含量為11. 5重量％的還原性調(diào)渣劑，加入量為6千克/ 噸鋼水；經(jīng)過LF爐調(diào)溫處理(溫度為1620°C左右)后，在RH真空裝置進(jìn)行脫碳以及合金 微調(diào)后，將鋼水真空循環(huán)時(shí)間控制在6分鐘，壓力50帕，氬氣的流量為1250升/分鐘，得到 C含量為0. 004重量％，Si含量為0. 005重量％，Mn含量為0. 2重量％，P含量為0. 014重 量％，S含量為0. 008重量％，Ti含量為0. 055重量％，Als為0. 06重量％的鋼水，余量為 鐵；在連鑄工序開澆前將結(jié)晶器寬面冷卻水量設(shè)定為2934升/分鐘·平方米，窄面水量設(shè) 定為2122升/分鐘 平方米，開澆后迅速向結(jié)晶器內(nèi)推入堿度(Ca0/Si02)為0. 95、熔點(diǎn)為 1100°C的結(jié)晶器保護(hù)渣，該保護(hù)渣在1300°C的粘度為O. 22Pa *s，并在較短時(shí)間內(nèi)將鑄機(jī)拉 速提高、穩(wěn)定至1. 1米/分鐘(冷卻水溫差為6. 75°C，穩(wěn)定拉速為1. 1米/分鐘時(shí)，寬面、窄 面平均熱流密度分別為1382千瓦/平方米和1145千瓦/平方米，熱流比為0. 83)；應(yīng)用以 上措施后，鋼水硫含量由出鋼時(shí)0. 022重量％降至精煉結(jié)束后0. 009重量％，精煉過程脫硫 率達(dá)到59. 09%;基于鋼包渣的總重量，鋼包渣中(FeO+MnO)含量由出鋼后的38. 5重量％降 至15重量％ ；RH精煉后鋼中T
含量由0. 0048重量％降至精煉結(jié)束后的0. 002重量％ ； 保護(hù)渣的消耗量測定為0. 55千克/噸鋼水，澆注過程結(jié)晶器內(nèi)液位波動(dòng)范圍0-2毫米。澆 鑄完畢后，將生產(chǎn)的鑄坯(厚度為200毫米)隨機(jī)抽取10塊，人工檢查鑄坯表面質(zhì)量情況， 同時(shí)沿鑄坯長度方向截取長500毫米的試樣，并將其表面刨掉3毫米后檢查皮下質(zhì)量，結(jié)果 表明鑄坯表面無縱裂紋、橫裂紋、角部橫裂紋，皮下無網(wǎng)狀裂紋。將生產(chǎn)的鑄坯經(jīng)過熱軋和冷軋軋制成鍍鋅板條成品，對成品的檢驗(yàn)未見條狀缺 陷，成品合格率為100%。
10
表權(quán)利要求
一種超低碳鋼的制備方法，該方法包括(1)將冶煉得到的鋼水進(jìn)行爐外精煉，所述爐外精煉的方法包括將鋼水進(jìn)行預(yù)脫氧合金化和脫硫，使鋼水活度氧含量為0.04 0.06重量％、S含量為0.008 0.015重量％；并將鋼水進(jìn)行調(diào)溫處理以及脫碳和合金微調(diào)，使以鋼水的總重量為基準(zhǔn)，鋼水中各物質(zhì)含量分別為C含量為0.003 0.005重量％，Si含量為0.002 0.03重量％，Mn含量為0.1 0.25重量％，P含量為0.006 0.015重量％，S含量為0.006 0.015重量％，Ti含量為0.050 0.085重量％，Als為0.02 0.08重量％，余量為鐵；(2)將爐外精煉后的鋼水進(jìn)行連鑄，所述連鑄的方法包括將爐外精煉后的鋼水連續(xù)地注入到結(jié)晶器中，并向結(jié)晶器中加入保護(hù)渣；通過結(jié)晶器冷卻，使鋼水表面凝成硬殼，將該具有硬殼的鋼水從結(jié)晶器的出口連續(xù)拉出，使其在二次冷卻區(qū)和拉矯區(qū)冷卻而全部凝固，在拉矯區(qū)的出口得到連鑄坯；其特征在于，在步驟(1)中，將鋼水進(jìn)行預(yù)脫氧合金化和脫硫之后、調(diào)溫處理之前，在鋼包渣渣面加入Al含量占調(diào)渣劑總重量8 12％的調(diào)渣劑，使鋼包渣中基于鋼包渣的總重量，(FeO+MnO)含量為≤20重量％；并在脫碳和合金微調(diào)之后，將鋼水在真空條件下循環(huán)，真空循環(huán)的條件使得以鋼的總重量為基準(zhǔn)，鋼中T[O]含量為0.0025 0.004重量％；在步驟(2)中，所述保護(hù)渣在1300℃時(shí)的粘度為0.2 0.3Pa·S，堿度為0.8 1.1，熔點(diǎn)為1040 1130℃；冷卻結(jié)晶器使結(jié)晶器寬面的熱流密度為1350 1416千瓦/平方米，窄面的熱流密度為1122 1174千瓦/平方米，結(jié)晶器窄面與寬面的熱流密度比為0.8 0.85；所述將具有硬殼的鋼水從結(jié)晶器的出口連續(xù)拉出的拉速為0.8 1.3米/分鐘。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述調(diào)渣劑含有Ca0、Si02、Al203、Mg0和Al，以該 調(diào)渣劑的總重量為基準(zhǔn)，所述CaO的含量為40-50重量％，所述SiO2的含量為4_6重量％， 所述Al2O3的含量為35-45重量％，所述MgO的含量為2_4重量％，所述Al的含量為8_12 重量％ ；所述調(diào)渣劑的用量為4-6千克/噸鋼水。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，將鋼水在真空條件下的循環(huán)在RH真空裝置中進(jìn) 行，所述RH真空裝置中的壓力為50-100帕；氬氣吹入強(qiáng)度為每噸鋼水8-12升/分鐘，真空 循環(huán)時(shí)間為5-7分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述保護(hù)渣含有CaO、SiO2,A1203、Na2O, CaF2和 C，以該保護(hù)劑的總重量為基準(zhǔn)，所述CaO的含量為25-40重量％，所述SiO2的含量為28-40 重量％，所述Al2O3的含量為2-6重量％，所述Na2O的含量為6_10重量％，所述CaF2的含量 為3-10重量％，所述C的含量為2-10重量％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，冷卻結(jié)晶器的方法包括用20-40°C的冷卻水冷卻 結(jié)晶器，單位面積上，結(jié)晶器的寬面冷卻水量為1540-4115升/分鐘·平方米，結(jié)晶器的窄 面冷卻水量為1385-3889升/分鐘·平方米。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的方法，其中，單位面積上，結(jié)晶器的寬面冷卻水量為 2920-2942升/分鐘·平方米，結(jié)晶器的窄面冷卻水量為2050-2170升/分鐘·平方米。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述預(yù)脫硫的方法包括將堿度為80-100的精煉 渣與鋼水混合，所述精煉渣的用量為4-6千克/噸鋼。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述精煉渣含有螢石和活性石灰，以精煉渣的總 量為基準(zhǔn)，所述活性石灰的含量為70-85重量％，所述螢石的含量為15-30重量％。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，以鋼水的總重量為基準(zhǔn)，所述超低碳鋼中的C含 量為0. 0030-0. 0050重量％，Si含量為0. 002-0. 03重量％，Mn含量為0. 10-0. 25重量％， P含量為0. 006-0. 015重量％，S含量為0. 006-0. 015重量％，Ti含量為0. 050-0. 085重 量％，Als含量為0. 02-0. 08重量％，余量為鐵。
10.一種超低碳鋼板材的制備方法，該方法包括軋制超低碳鋼鑄坯，其特征在于，所述 超低碳鋼鑄坯為由權(quán)利要求1-9中任意一項(xiàng)所述的方法制得。
全文摘要
超低碳鋼的制備方法，該方法包括將鋼水進(jìn)行預(yù)脫氧合金化、脫硫、調(diào)溫處理、脫碳和合金微調(diào)；在將鋼水進(jìn)行調(diào)溫處理之前，在鋼包渣渣面加入Al含量占調(diào)渣劑總重量8-12％的調(diào)渣劑，使鋼包渣中基于鋼包渣的總重量，(FeO+MnO)含量為≤20重量％；并在脫碳和合金微調(diào)之后，將鋼水在真空條件下循環(huán)，使得以鋼的總重量為基準(zhǔn)，鋼中T[O]含量為0.0025-0.004重量％；將得到的鋼水連續(xù)注入到結(jié)晶器中，并加入保護(hù)渣；將具有硬殼的鋼水從結(jié)晶器的出口連續(xù)拉出，得到連鑄坯，所述保護(hù)渣在1300℃時(shí)的粘度為0.2-0.3Pa·S，堿度為0.8-1.1，熔點(diǎn)為1040-1130℃；冷卻結(jié)晶器使其寬面熱流密度為1350-1416千瓦/平方米，窄面熱流密度為1122-1174千瓦/平方米，結(jié)晶器窄面與寬面的熱流比為0.8-0.85；連續(xù)拉出的拉速為0.8-1.3米/分鐘。
文檔編號(hào)C21C7/06GK101956131SQ20091015017
公開日2011年1月26日 申請日期2009年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月16日
發(fā)明者吳國榮, 周海龍, 曾建華, 楊金成, 陳永 申請人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司;攀鋼集團(tuán)鋼鐵釩鈦股份有限公司