宝钢极低碳IF钢的炼钢工艺开发

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1、2008年洁净钢生产技术国际研讨会文集宝钢极低碳IF钢的炼钢工艺开发黄宗泽马志刚胡汉涛郑建忠(宝山钢铁股份公司，上海201900)摘要：论文对满足低温退火工艺要求的极低碳IF钢中碳含量的控制技术进行了详细分析，提出在RH真空脱碳前期采用顶枪供氧强制脱碳、钢包底吹氩技术以及真空喷粉脱碳的一系列工艺技术，并进行了试验研究。结果表明，采用这些技术可以使极低碳IF钢中碳含量稳定达到10ppm以下，满足了低温退火工艺的要求。钢中夹杂物总量的控制还需要进一步开展工作。关键词：RH真空精炼，真空脱碳，IF钢1前言宝钢生产的汽车板用钢，绝大部分是超低碳IF钢。IF钢材质特点是：超低碳，微合金化，基本无碳

2、、氮间隙原子，超纯净。经过十多年的发展，宝钢IF钢中碳含量从1991年生产初期的50ppm发展到2005年的16ppm左右，特别是本世纪以来，钢中碳含量控制水平逐年提高，而控制难度越来越大。图1为宝钢超低碳IF钢自1991年以来钢中碳含量控制水平的变化情况。在保证IF钢同样产品实物质量水平的前提下，低温退火工艺可以提高冷轧退火机组速度、增加产能提高生产效率等，但对前工序的工艺控制要求严格，特别是要求炼钢工序进一步降低钢中的碳含量、图1宝钢超低碳lF钢钢中碳含量控制水平提高钢水的洁净度和控制精度等。根据工艺要求，碳含量大于13ppm，EDDQ和SEDDO级的IF钢只能采用高温退火工艺，只有

3、碳含量小于13ppm的EDDQ和SEDDQ级IF钢可以采用低温退火工艺。为最终实现低温退火，炼钢工序必须开发出成品碳小于13ppm的极低碳钢的生产工艺技术。而要生产成品碳为13ppm以下的IF钢，必须要使钢水在RH真空处理的脱碳终了时，钢中碳含量要达到10ppm左右，并控制后续工艺造成的钢水增碳。在提高RH真空脱碳工艺基础研究方面，如提高RH的循环流量和钢水传质系数、RH真窄槽体和浸渍管尺寸选择、真空度和抽气能力、钢水条件等，国内外已经开展过很多工作u巧1，为RH真空脱碳工艺的优化奠定了基础。RH真空处理前良好的初始钢水条件是保证RH真空处理效果的前提条件哺1，RH处理前的[C]过高，在

4、2008年洁净钢生产技术国际研讨会文集规定的时间内无法选到极低碳的要求。而跚真空处理的真空度直接决定了蛐真空脱碳反应的极限，真空度达到100Pa以下，可以有效利用钢中的自由氧促进碳氧反应，且脱碳终了时与碳平衡的自由氧可以保持较低值，有利于降低脱氧合金的消耗、减少锕中夹杂物总量。对钢水质量非常有利。而钢的洁净度也是IF钢的重要指标，钢中全々临。量和夹杂物的控制水平对产品质量影响很大。删处理钢水的初始条件、钢水脱碳后的脱氧工艺、项渣还原技术、渣改质拄术、础环漉工艺等都会直接影响钢中夹杂物水平。在对钢水深脱碳进行研究的同时，不能忽视钢水洁净度的提高。成品钢水全氧含量随着删脱碳终钢中自由氧含量的

5、增高而增高，设法降低删脱碳终钢水自由氧含量对于降低钢水全氧含量，即减少钢中夹杂物是至关重要的。而使础脱碳终钢水自由氧含量降低的主要方法是脱碳前钢水中的氧碳含量控制在最佳范围和优化蹦操作，并在中间包和连铸过程尽量促使夹杂物上浮去除。歇洲的钢铁企业生产的IF铜中碳含量一般在20ppm左右，日本先进钢铁企业生产的SEDIⅪ级IF镪[c]能稳定在13ppm以下，均值可以达到10ppm左右”。超低碳IF钢中T[0】含量为25ppm左右，如果进一步降低铜中碳含量，钢中全氧控制的难度会进一步加大，必须采取一定的措施咀确保钢中夹杂物得到有效控制，这样才能满足极低碳钢的要求。近年来宝钢在极低碳IF钢炼钢工

6、艺技术方面开展了大量研究开发工作．开发了一系列单元技术，使得姐真空脱碳技术又迈上一个新台阶，井成功实现了满足低温退火工艺要求的撮低碳IF钢的稳定生产。2R．q顶枪供氧对真空脱碳的影响在IclI脱碳前期，采用顶枪吹氧，强化对钢水的供氧，可以实现对钢水的强制脱碳，从而提高真空脱碳前期的脱碳效率。因为在真空脱碳反应中，当钢水中碳含量高时，钢水中氧的传质决定真空脱碳速度。此时，向钢承强化供氧正好解决了这个限制性环节，经顶枪吹氧，可以有效提高表观脱碳常数，加快脱碳速度，缩短处理时间。另外，在项枪吹氧期阃，同时增大环流气体流量．通过高速氧气流冲击钢水表面-铜水飞散成为大量小液滴，更加增大了脱气表面积

7、，加快了脱碳速率。图2为采用传统R嗔空脱碳工艺和采用在聃进行KTB强化供氧工艺对提高RH真空脱碳效率的影响。由图可见．在达到同样的真空脱碳效果的情况下．采用KTB强化供氧工艺可以使钢水中碳的传质系数大幅度提高到，缩短跚处理时间，其工艺效果明显。DmnI“∞tmIn目1田2传统RH真空脱碳I艺和KTB强化供氧I艺对刚真空脱碳蛙率的影响3刚处理过程庇吹氩对脱碳速度的影响RH处理过程中，同时采用钢包底吹氩操作，井适当控制底吹氩流量。心抽真