一种基于单联RH真空处理和CSP薄板坯连铸连轧工艺生产超低碳IF钢的方法

摘要

本发明公开了一种基于单联RH、CSP工艺超低碳无间隙原子钢的生产方法，其生产工艺流程包括冶炼脱硫、转炉、RH工序、薄板坯连铸连轧CSP工序、冷轧工序、退火工序、平整工序，冶炼工序中所用超低碳钢水重量成分为:C≤0.01％、Si≤0.03％、0.10％≤Mn≤0.20％、P≤0.015％、S≤0.01％、0.03％≤A1s≤0.06％、0.030≤Ti≤0.075％、N

权利要求

1.一种基于单联RH真空处理和CSP薄板坯连铸连轧工艺生产超低碳IF钢的方法，其特征在于：包括冶炼脱硫、转炉、RH工序、薄板坯连铸连轧CSP工序、冷连轧工序、退火工序、平整工序，其特征在于:所用低碳钢水重量成分为:C≤0.01％、Si≤0.02％、0.10％≤Mn≤

0.20％、P≤0.015％、S≤0.01％、0.03％≤A1s≤0.06％、0.030≤Ti≤

0.075％、N≤0.005％，其余为Fe和杂质元素；

铁水预脱硫，采用深脱硫方式，入炉铁水要求S≤0.003％，铁水渣扒清面积≥95％，铁水脱硫扒渣后要尽快入转炉，减少停顿时间；铁水成分质量百分比：P≤0.13％、Si≤

0.60％；

转炉出钢至1/3时，加入锰铁进行脱氧操作，在出钢过程中加入白灰500～1000kg，保证白灰熔化；转炉终点控制目标：C：0.03～0.06％，300ppm≤[O]≤500ppm，P≤0.015％，S≤

0.01％；转炉拉碳操作后点吹次数≤1次；改制剂加入量铝粒100kg～200kg，改制剂加入量

300kg～500kg，强化转炉终点的顶渣改质，降低钢渣的氧含量；

冶炼工序采用RH抽真空处理，钢水进站温度：1580℃～1650℃，采用Al粒脱氧，RH极限真空度<2mbar，合金化完成后纯脱气时间≥5min，钙处理后钢水静置时间≥10min；钢水出站成分百分数：C≤0.004％，Si≤0.010％、Mn≤0.20％、P≤0.015％、S≤0.008％、0.03％≤A1s≤0.06％、0.030≤Ti≤0.075％、N≤0.005％，O≤0.003％；

浇铸用保护渣使用超低碳钢专用保护渣，中包采用无碳覆盖剂，全程保护无氧化浇铸，要求浇铸过程中长水口及密封圈完好，保证长水口氩气密封效果；中包覆盖剂要保证钢水不裸漏；浇铸过程中中包执行满包操作，保证中包增氮量≤5ppm；中包提前1炉进行彻底排渣、挑渣圈及覆盖剂添加操作，浇铸终了进行剩钢操作，剩钢5～8吨，防止下渣；铸机铸速控制在3.7m/s～4.3m/s，稳定铸速防止液面波动卷渣；

连铸坯厚度为72mm或57mm，加热炉出炉温度1020～1050℃，终轧温度控制在910±20℃范围内，卷取温度控制在570℃～730℃范围内，冷却模式采取后分散层流冷却；

热轧工序采用7机架，各机架相对压下率为F1:35～46％、F2:35～42％、F3:33～45％、F4:23～29％、F5:25～30％、F6:19～28％、F7:13～17％；

所述的冷连轧工序为采用5机架冷连轧，根据成品厚度不同，冷轧总压下率范围50～

85％；轧制前进行拉矫破鳞、酸洗去除表面氧化铁皮，酸洗液中加入0.01％的缓蚀剂，轧制采用乳化液润滑，各机架间采用张力轧制；

所述退火工序:罩式退火温度720℃～740℃，退火保温时间8‑17h，缓冷时间4～6h；其中连续退火工序：退火温度820℃～860℃，平整延伸率0.6～1.0％。

2.根据权利要求1所述的基于单联RH真空处理和CSP薄板坯连铸连轧工艺生产超低碳IF钢的方法，其特征在于：冶炼工序中所用低碳钢水重量成分为:C≤0.004％、Si≤0.01％、

0.10％≤Mn≤0.20％、P≤0.015％、S≤0.008％、0.04％≤A1s≤0.055％、0.040≤Ti≤

0.070％、N≤0.004％、O≤0.003％，其余为Fe和杂质元素。

说明书

一种基于单联RH真空处理和CSP薄板坯连铸连轧工艺生产超

低碳IF钢的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及无间隙原子IF钢领域，尤其涉及一种基于单联RH真空处理和CSP薄板坯连铸连轧工艺生产超低碳IF钢的方法。

背景技术

[0002] 目前，我国汽车使用的冷轧深冲钢产品，为保证产品优良的冲压性能，多数采用超低碳无间隙原子(IF)钢的成分设计，且在常规铸机、常规轧机进行生产，CSP连铸连轧因其连铸坯较薄，浸入式水口通道狭窄，加之该钢采用Al脱氧，容易在水口处产生Al2O3夹杂物导致水口蓄钢，致使浇铸过程被迫中止，CSP连铸连轧产线生产超低碳无间隙原子(IF)钢的技术不成熟。

[0003] 中国专利CN105463316A公开了一种基于FTSC薄板坯连铸生产超低碳钢的方法，该专利的C含量范围在0.03‑0.06％之间，不能达到超低碳IF钢C含量双零级的成分要求，其冲压性能不及IF钢。

[0004] 中国专利CN 109706284 A公开了一种基于CSP薄板坯连铸机生产超低碳IF钢的方法，该发明详尽给出了CSP生产IF钢的制造过程，但其冶炼环节采用脱硫‑转炉‑LF‑RH工艺，较本发明多一道LF精炼工序，制造成本增加。该专利阐述LF炉冶炼主要任务是钢包顶渣改质造还原渣，后续浇钢过程中钢包顶渣可减少钢水二次氧化，减少水口氧化物的作用。本发明通过通过强化转炉终点的顶渣改质，降低了钢渣的氧含量、中包进行彻底排渣、挑渣圈及覆盖剂添加操作等可解决上述问题，本发明较CN 109706284 A专利减少LF精炼工序、降低成本、缩短时序时间等优势。

发明内容

[0005] 为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于单联RH真空处理和CSP薄板坯连铸连轧工艺生产超低碳IF钢的方法。

[0006] 为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

[0007] 本发明一种基于单联RH真空处理和CSP薄板坯连铸连轧工艺生产超低碳IF钢的方法，包括冶炼脱硫、转炉、RH工序、薄板坯连铸连轧CSP工序、冷连轧工序、退火工序、平整工序，其特征在于:所用低碳钢水重量成分为:C≤0.01％、Si≤0.02％、0.10％≤Mn≤0.20％、P≤0.015％、S≤0.01％、0.03％≤A1s≤0.06％、0.030≤Ti≤0.075％、N≤0.005％，其余为Fe和杂质元素。

[0008] 进一步的，冶炼工序中所用低碳钢水重量成分为:C≤0.004％、Si≤0.01％、0.10％≤Mn≤0.20％、P≤0.015％、S≤0.008％、0.04％≤A1s≤0.055％、0.040≤Ti≤
0.070％、N≤0.004％、O≤0.003％，其余为Fe和杂质元素。

[0009] 进一步的，铁水预脱硫，采用深脱硫方式，入炉铁水要求S≤0.003％，铁水渣扒清面积≥95％，铁水脱硫扒渣后要尽快入转炉，减少停顿时间；铁水成分质量百分比：P≤0.13％、Si≤0.60％。

[0010] 进一步的，转炉出钢至1/3时，加入锰铁进行脱氧操作，在出钢过程中加入白灰500～1000kg，保证白灰熔化；转炉终点控制目标：C：0.03～0.06％，300ppm≤[O]≤500ppm，P≤0.015％，S≤0.01％；转炉拉碳操作后点吹次数≤1次；改制剂加入量铝粒100kg～200kg，改制剂加入量300kg～500kg，强化转炉终点的顶渣改质，降低钢渣的氧含量。

[0011] 进一步的，冶炼工序采用RH抽真空处理，钢水进站温度：1580℃～1650℃，采用Al粒脱氧，RH极限真空度<2mbar，合金化完成后纯脱气时间≥5min，钙处理后钢水静置时间≥10min；钢水出站成分百分数：C≤0.004％，Si≤0.010％、Mn≤0.20％、P≤0.015％、S≤
0.008％、0.03％≤A1s≤0.06％、0.030≤Ti≤0.075％、N≤0.005％，O≤0.003％。

[0012] 进一步的，浇铸用保护渣使用超低碳钢专用保护渣，中包采用无碳覆盖剂，全程保护无氧化浇铸，要求浇铸过程中长水口及密封圈完好，保证长水口氩气密封效果；中包覆盖剂要保证钢水不裸漏；浇铸过程中中包执行满包操作，保证中包增氮量≤5ppm；中包提前1炉进行彻底排渣、挑渣圈及覆盖剂添加操作，浇铸终了进行剩钢操作，剩钢5～8吨，防止下渣；铸机铸速控制在3.7m/s～4.3m/s，稳定铸速防止液面波动卷渣。

[0013] 进一步的，连铸坯厚度为72mm或57mm，加热炉出炉温度1020～1050℃，终轧温度控制在910±20℃范围内，卷取温度控制在570℃～730℃范围内，冷却模式采取后分散层流冷却。

[0014] 进一步的，热轧工序采用7机架，各机架相对压下率为F1:35～46％、F2:35～42％、F3:33～45％、F4:23～29％、F5:25～30％、F6:19～28％、F7:13～17％。

[0015] 进一步的，所述的冷连轧工序为采用5机架冷连轧，根据成品厚度不同，冷轧总压下率范围50～85％；轧制前进行拉矫破鳞、酸洗去除表面氧化铁皮，酸洗液中加入0.01％的缓蚀剂，轧制采用乳化液润滑，各机架间采用张力轧制。

[0016] 进一步的，所述退火工序:罩式退火温度720℃～740℃，退火保温时间8‑17h，缓冷时间4～6h；其中连续退火工序：退火温度820℃～860℃，平整延伸率0.6～1.0％。

[0017] 与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

[0018] 本发明的方法中精炼工序采用单联RH真空处理，较常规的精炼双联工序，减少一道LF精炼工序，降低制造成本，提高炼钢作业率；采用CSP生产冷轧超低碳深冲IF钢原料，其精轧机开轧厚度较常规轧机大，热轧卷强度较常规轧机高，采用本工艺的合金元素加入量少。采用CSP生产冷轧超低碳深冲IF钢原料较常规轧机比较，具有低能耗、低成本、高效的优势，表面质量及性能达到相关标准及用户使用要求。

[0019] 本发明根据CSP薄板坯连铸连轧机的特点，尤其是浸入式水口，较常规轧机压下率大等特点，在其它钢厂仍采用双联(LF‑RH)工序进行精炼情况下，创造性地采用单联RH工序控制，通过严格控制各工序工艺参数，同样达到双联工艺的控制效果。相较常规铸机、轧机，本发明具有流程短、成本低、冶炼时序时间短等显著优势，大大提高了深冲钢产品的市场竞争力。

具体实施方式

[0020] 下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

[0021] 以下实例中，工艺流程为：铁水脱硫‑转炉‑RH真空处理‑CSP连铸连轧机‑酸洗‑冷连轧‑退火‑平整。

[0022] 转炉210t，RH真空精炼炉210t，CSP薄板坯连铸连轧机，连铸厚度57mm或72mm，坯宽1000‑1590mm，生产钢种为超低碳钢St13，钢种化学成分质量百分比为：C≤0.004％、Si≤
0.01％、Mn：0.10～0.20％、P≤0.015％、S≤0.008％、Als：0.040～0.055％、Ti：0.040～
0.070％、N≤0.0040％，O≤0.003％。

[0023] 实施例1:

[0024] 脱硫：铁水预脱硫，采用深脱硫方式，入炉铁水S：0.003％，铁水渣扒清面积97％，铁水脱硫扒渣后即刻进入转炉工序。铁水成分质量百分比：P：0.11％、Si：0.56％。

[0025] 炼钢:出钢温度1640℃，转炉出钢至70吨时，加入锰铁100kg进行脱氧操作，在出钢过程中加入白灰800kg，保证白灰熔化。转炉终点各元素百分数含量：C：0.04％，O：0.05％，P：0.015％，S：0.008％。转炉拉碳操作后点吹1次。铝粒加入量150kg，改制剂加入350kg，强化转炉终点的顶渣改质，降低钢渣的氧含量。

[0026] RH：钢水进站温度1620℃，RH处理周期40min，抽气时间30min，脱碳时间23min，极限真空度0bar，加入200kg铝粒脱氧，加入170kg钛铁，合金化完成后纯脱气时间8min，钙处理后钢水静置时间10min，让夹杂物充分上浮。钢水出站成分百分数：C：0.002％，Si：0.01:％、Mn：0.15％、P：0.015％、S：0.005％、A1s：0.047％、Ti：0.049％、N：0.005％，O：
0.003％。

[0027] 连铸：中包钢水过热度33℃，浇铸使用超低碳钢专用保护渣，中包采用无碳覆盖剂，全程保护无氧化浇铸，浇铸过程中长水口及密封圈完好，保证长水口氩气密封效果；中包覆盖剂全部覆盖钢水使钢水不裸漏；浇铸过程中中包56吨满包操作。中包在浇铸上1炉时进行彻底排渣、挑渣圈及覆盖剂添加操作，浇铸终了进行剩钢操作，剩钢约6吨，不下渣。铸机铸速控制在3.9m/s左右，稳定铸速防止液面波动卷渣。铸机浇铸顺利，未出现蓄钢停浇情况。

[0028] CSP连轧机：采用7机架连轧机，铸机投入液芯压下，连铸坯厚度57mm，加热炉出炉温度1025℃，终轧温度控制在920℃，卷取温度600℃，采取后分散层流冷却模式。各机架相对压下率为F1:40％、F2:38％、F3:39％、F4:26％、F5:27％、F6:23％、F7:16％。

[0029] 冷轧工序为采用5机架冷连轧，冷轧总压下率65～85％。轧制前进行拉矫破鳞、酸洗去除表面氧化铁皮，轧制采用乳化液润滑，各机架间采用张力轧制，轧辊使用毛化辊，摩擦系数1.6。

[0030] 罩式退火工序:退火温度720℃、730℃，退火保温时间10h、12h、16h，缓冷时间4h～6h；连续退火工序：退火温度850℃，平整延伸率采用0.6％、0.8％。

[0031] 按上述工艺得到的成品卷，表面质量达到FB等级，力学性能，屈服强度135MPa～160MPa，抗拉强度280MPa～300MPa，伸长率(A80横向试样)：40％～47％，n值：0.22～0.24，r值：2.2～2.8。达到St14标准要求。

[0032] 实施例2:

[0033] 脱硫：铁水预脱硫，采用深脱硫方式，入炉铁水S：0.002％，铁水渣扒清面积96％，铁水脱硫扒渣后即刻进入转炉工序。铁水成分质量百分比：P：0.13％、Si：0.48％。

[0034] 炼钢:出钢温度1630℃，转炉出钢至75吨时，加入锰铁150kg进行脱氧操作，在出钢过程中加入白灰1000kg，保证白灰熔化。转炉终点各元素百分数含量：C：0.03％，O：0.04％，P：0.014％，S：0.010％。铝粒加入量130kg，改制剂加入360kg，强化转炉终点的顶渣改质，降低钢渣的氧含量。

[0035] RH：钢水进站温度1615℃，RH处理周期43min，抽气时间32min，脱碳时间20min，极限真空度0bar，加入220kg铝粒脱氧，加入150kg钛铁，合金化完成后纯脱气时间9min，钙处理后钢水静置时间12min，让夹杂物充分上浮。钢水出站成分百分数：C：0.002％，Si：0.008:％、Mn：0.14％、P：0.013％、S：0.004％、A1s：0.050％、Ti：0.053％、N：0.004％，O：
0.0025％。

[0036] 连铸：中包钢水过热度25℃，浇铸使用超低碳钢专用保护渣，中包采用无碳覆盖剂，全程保护无氧化浇铸，浇铸过程中长水口及密封圈完好，保证长水口氩气密封效果；中包覆盖剂全部覆盖钢水使钢水不裸漏；浇铸过程中中包55吨满包操作。中包在浇铸上1炉时进行彻底排渣、挑渣圈及覆盖剂添加操作，浇铸终了进行剩钢操作，剩钢约8吨，不下渣。铸机铸速控制在4.1m/s左右，稳定铸速防止液面波动卷渣。铸机浇铸顺利，未出现蓄钢停浇情况。

[0037] CSP连轧机：采用7机架连轧机，铸机投入液芯压下，连铸坯厚度72mm，加热炉出炉温度1029℃，终轧温度910℃，卷取温度710℃，采取后分散层流冷却模式。各机架相对压下率为F1:38％、F2:40％、F3:38％、F4:28％、F5:29％、F6:26％、F7:19％。

[0038] 冷轧工序为采用5机架冷连轧，冷轧总压下率65～85％。轧制前进行拉矫破鳞、酸洗去除表面氧化铁皮，轧制采用乳化液润滑，各机架间采用张力轧制，轧辊使用毛化辊，摩擦系数1.4。

[0039] 罩式退火工序:退火温度720℃、730℃、740℃，退火保温时间10h、12h、14h、16h，缓冷时间4h～6h；连续退火工序：退火温度860℃，平整延伸率采用0.6％、0.7％、0.8％。

[0040] 按上述工艺得到的成品卷，表面质量达到FB等级，力学性能，屈服强度142MPa～165MPa，抗拉强度285MPa～308MPa，伸长率(A80横向试样)：39％～46％，n值：0.21～0.23，r值：2.1～2.6，达到St13标准要求。

[0041] 以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。