采用BSP生产超低碳钢的实践与研究分析.ppt

采用BSP生产超低碳钢的实践与研究 于华财 本钢炼钢厂 前言 本钢BSP薄板坯连铸连轧自2004年11月投产今到现在近三年 2007年初开始 本钢组织广大技术人员对BSP生产超低碳钢汽车板用钢进行研究与开发 经半年多的生产实践 已开发出超低碳铌钛系汽车板用钢 其成分完全满足钢种要求 产品表面质量与内部质量有很大提高 且可以实现多炉连浇 采用薄板坯连铸连轧生产超低碳钢 在国内外可能会出现相似的几个问题 1 钢水的可浇性 是否可进行连连浇 2 钢中的成分尤其是 C N Si 的控制 3 钢坯表面质量和内部质量 本钢为了解决用BSP生产超低碳高级别汽车用钢的技术难题 进行了三个阶段技术研究和生产实践 首先以可浇性和连连浇为主 其次以成分控制为主 第三以把前两者结合起来综合考虑 同时加强对钢水的纯净度的控制 经以上的三个阶段 达到了预期的目的 取得了良好的效果 1 本钢BSP薄板坯连铸连轧生产超低碳汽车板用钢工艺流程 高炉铁水 150复吹转炉 RH TB LF精炼 BSP薄板坯连铸机 辊道式加热炉 六机架轧机 板卷 其中 供BSP薄板生产线配备 2座150吨转炉 2台LF钢包炉 1台双工位RH 2台BSP薄板坯连铸机 2条辊道式保温加热炉 1台7架轧机 2 超低碳钢化学成分要求 表1成分要求 3 BSP薄板坯连铸连轧生产超低碳汽车板用钢存在问题 生产过程中如只保证钢水的成分 则采用RH真空处理即可 且炼成率可达100 但出现的问题是钢水的可浇性极差 每个浇次很难浇完一炉钢 无法形成规模生产 钢水的纯净度不高 钢水的收得率低 耐材消耗大成本增加 为保证钢水的可浇性 必须采用LF炉造还原渣和钢水钙处理 这样可以保证钢水的可浇性 而且也可以实现多炉连浇 但钢中的成分如 C Si N 难以控制到高级别钢种要求的成分范围内 4 工艺优化及主要措施 4 1转炉冶炼4 1 1降低原材料对钢中碳 硅 硫 氮的影响入炉铁水需经严格的挑选 采用不折罐铁水 对进厂铁水成分和温度的要求是 温度 1280 P 0 040 S 0 020 Si要求0 2 0 5 铁水预处理后铁水温度 1250 S 0 0020 入炉金属料装入量采用精确进行控制 即精料重废钢10吨 铁水155 1吨 按扒渣前量计 转炉冶炼采用精料重废钢 全部采用中包块或铸坯切头 切尾 且块度符合技术要求 和低硫 S 0 020 活性石灰 4 1 2优化转炉冶炼工艺对于转炉冶炼该钢种时 最好选择复吹转炉 其主要任务脱磷 降碳 升温 尤其是脱磷必须在出钢前将钢中的磷脱至钢种要求的范围内 至于出钢前钢水的氧含量高低均可 如氧含量高 在精炼进行脱氧时可生成更多的三氧化二铝 是很好的造渣材料 更有利于造渣 出钢必须采用挡渣出钢 严格控制钢水顶渣量 出钢过程中钢包全程底吹氩 出钢过程中不加脱氧剂脱氧 只加入一定量的石灰石 每炉加入约200 300kg 对出钢后的钢水进行渣洗和顶渣的改质 4 2优化钢水精炼BSP能生产出高级别的超低碳汽车板用钢 钢水的精炼是关键 选择出切实可行的工艺路线 才能控制住钢中的 C N Si 等元素 生产出符合钢种要求的超低碳钢 在开发研制该钢时 先后确立了三条工艺路线 从这三条工艺路线中优化出最佳的工艺路线 首先 采用工艺路线 铁水预处理 转炉冶炼 RH真空处理 BSP连铸连轧 虽然钢中的成分控制在限内 但钢水的可浇性极差 每个浇次只能浇1炉钢且不能浇完 浇多半炉钢时中间包的开口度就涨死 只好终浇 产能极低成本消耗大 该工艺路线不可行 其次 采用铁水预处理 转炉冶炼 RH真空处理 LF精炼 精炼后钙处理 BSP连铸连轧 该工艺路线钢水的可浇性好可实现多炉连浇 但钢中的成分如 C N Si 控制到钢种规定的范围内有一定的难度 但对于级别不高的超低碳钢 如其成分要求为C 0 005 Si 0 05 N 0 006 的钢种 该工艺路线很好 即可将钢中的成分控制到钢种要求的范围内 又可保证钢水的可浇性实现多炉连浇 该工艺是生产低级别超低碳钢的最优选择 第三 采用铁水预处理 转炉冶炼 LF精炼 RH真空强制脱碳 精炼后钙处理 BSP连铸连轧 该工艺路线钢水的可浇性好可实现多炉连浇 但钢中的成分如 C N Si 的控制也是有一定的难度 可是对于生产低级别的超低碳钢 成分要求 C 0 005 Si 0 05 N 0 006 的钢种 也是一种很好的工艺路线 该工艺对钢中成分如 C N Si 的控制优于第二种工艺路线 第四 生产高级别超低碳钢的最佳工艺路线是 铁水预处理 转炉冶炼 LF精炼 造还原渣深脱硫 RH真空强制脱碳 真空精炼后不进行钙处理 BSP连铸连轧 该工艺可以把钢中的成分很容易地控制在钢种要求的范围内 且钢水具有良好的可浇性 为了保证钢水的纯净 控制住钢中的 N Si 等元素 在进行精炼钢水时 对其进行脱氧 造渣等用的脱氧剂和造渣材料 只限采用铝制品 如98 的铝线或铝粒 和活性石灰 不加入萤石及其它精炼渣 5 试验结果与分析 5 1化学成分控制实际冶炼的超低碳汽车板用钢成分见表3 表3超低碳汽车板用钢生产实际成分 5 2LF炉精炼钢水的作用采用LF炉对钢水进行精炼是成功生产该钢的关键 是钢水具有良好可浇性的必备工序 在生产实践中 如钢包顶渣没有改质 浇钢过程中钢包顶渣会对钢水进行二次氧化 其氧化物极易堵塞中包水口和塞棒 且污染钢水 使其可浇性变差 也不利于钢水的纯净 钢水真空脱碳前 对其顶渣进行改质 造成预熔性还原渣有多种好处 可对钢水进行深脱硫 可吸附除去真空脱碳合金化后钢中夹杂物净化钢液 可防止钢水在浇钢过程中的二次氧化 使其具有良好的可浇性 5 3RH真空精炼的作用采用RH真空处理该钢水时 选择的真空处理方式是强制脱碳 该真空精炼方式是将钢中 C N Si 控制在钢种要求的范围内的必要工序 在对钢水进行脱碳的同时 可将钢中的硅氧化掉 也是对钢水进行脱氮的过程 在吹氧强制脱碳过程中 对已造好的预熔性还原渣有一点变化 即顶渣中的氧化铁略有增加 但仍起到了预熔性还原渣良好特性 对其冶金效果影响不大 5 4钢中 C N Si 元素的控制采用真空处理可以将钢中的 C N Si 控制在要求的范围内 但如精炼后采用钙处理 则钢中的碳 氮 硅均会发生变化 其增加幅度会很大 一般情况下其增加量分别为 碳为10 25ppm 氮为5 10ppm 硅为150 300ppm 采用优化的工艺路线 不进行钙处理仍可保证钢水具有良好的可浇性 是控制钢中 C N Si 在要求的范围内的重要保证 当然 钢中氮的控制还应做些工作 如LF炉精炼钢水时采用微正压操作 铌 钛合金化必须在真空处理时进行 采用良好长水口形状和中间包密封 使其中间包增氮控制在不大于5ppm 经以上降氮措施 可有效地控制钢中的氮含量 LF精炼前后钢水增氮一般为3 5ppm RH真空处理对钢中的氮略有降低 一般降值为0 5ppm 钢水在中间包增氮可控制在2 6ppm 5 5钢水纯净度 从表4中各工序顶渣成分变化可以看出 经LF炉造的预熔性高碱度还原渣具有较强的吸附钢中夹杂的能力 尤其对钢中的Al2O3和MnO夹杂物的吸附去除分别达到了5 85 和0 24 在浇钢过程中具有很好的防止钢水二次氧化作用 大大减少了二次氧化物的生成量 消除了浇钢时中间包塞棒堵塞现象的发生 使钢水具有良好的可浇性 5 5 1对钢水顶渣改质 5 5 2钢水的纯净度5 5 2 1钢中酸溶铝的变化情况对钢水纯净度的影响钢水从开始浇钢到完对其进行取样分析 其结果如表5 表5钢中酸溶铝 从表5和图1可以看出 LF RH的精炼工艺与只采用RH精炼工艺相比 钢中的酸溶铝变化小 在浇钢的过程中 钢水的二次氧化小 钢水更纯净 有利于钢的质量的提高 5 5 2 2平均夹杂物含量对RH真空处理和LF RH精炼两种工艺路线生产的超低碳钢连铸坯的上下表层及内弧1 4厚度处进行小样电解分析 数据如表6 表7 从以上表6 表7和图2可以看出 对铸坯小样电解分析 采用LF RH工艺精炼的钢水 其铸坯夹杂物平均含量远低于只采用RH真空精炼工艺 说明对钢水顶渣改质后再进行吹氧强制脱碳 不会造成对钢水的污染 反而能大量地吸附钢中的夹杂物 防止在浇钢过程中钢水二次氧化 对提高钢水的纯净度是有益的 6结论 6 1钢水精炼采用LF RH工艺路线生产BSP超低碳汽车板用钢是可行的