深冲钢、超深冲钢冶炼连铸技术资料

浦项制铁RH浸渍管直径和循环气体流量的改进
浸渍管直径， mm
提升管 下降管
循环气体流量， Nm3/ h
ຫໍສະໝຸດ Baidu
改进前 600 600
90 ～ 150
改进后 650 750
90 ～ 150
Cu示踪试验表明，钢水环流效率提高了30％。
一些厂采用了椭圆截面浸渍管
新日铁八幡厂RH改为椭圆截面浸渍管示意图
新日铁八幡厂RH采用椭圆浸渍管后Ar流量与钢水环流 量的关系
深冲钢、超深冲钢生产关键：
高铁水比，减少出钢N含量，日本许多 厂采用全铁水。
台湾中钢生产IF钢时铁水比与终点[N]的关系
铁水预处理技术
生产优质超深冲钢必须进行铁水脱硫预处 理， 日本的钢铁厂甚至采用三脱，目的： • 减少炼钢的渣量，从而减少出钢时带渣量； • 由于无须脱磷，因而可以降低炼钢终点钢水
1atm 0.01atm
1000
100
10
1
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25
[%C]
RH真空处理
通过RH处理将[C]脱除至20～50ppm，同时最大可 能地去除钢中的非金属夹杂物。日本的钢厂生产 超低碳钢，RH结束时钢中总氧可降低到30～50 ppm。
采取的主要措施：
• 通过增加钢液循环流量减少RH处理时间；
新日铁八幡厂采用椭圆浸渍管后RH脱碳速率的改变
川崎千叶第3炼钢厂RH处理时间的减少
尽量减少RH处理过程的加铝OB提温
危害：
•增加钢中的Al2O3量； •增加RH处理时间，连铸调整拉速，中间包 钢水液面下降，也助长了钢中夹杂物量的 增加。
通过各工序严格的温度控制减少OB率，美国内 陆钢铁公司生产超深冲钢RH的OB提温率由过去 的35％减少到目前的10％左右。
和炉渣的氧化性； • 提高炼钢终点炉渣碱度和MgO含量，减少出钢
下渣量。
川崎制铁水岛厂生产IF钢炼钢炉渣碱度与出 钢带渣量的关系
转炉炼钢－降低终点钢水氧含量
转炉终点－RH过程[C]-[O]变化示意图
采取的措施：
• 采用顶底复吹转炉； • 增大吹炼后期炉底惰性气体量，增强搅
拌； • 由于RH的改进，炼钢终点碳含量由0.02
代表 要求成 尺寸 品性能
炼钢控制要点 夹杂物 偏析 成 分
0.2-0.3 防止冲罐时 <40m mm 厚 裂纹
0.2-0.6 r>1.8-2.0 <100m mm 厚
0.1-0.2 防止光刻蚀 <5m mm 厚 边部不良
-
-
- [C]20ppm [N]30ppm
○ 低硫
耐酸性介 X52-X70 级 10-40mm 抗氢致裂纹 形态控制
质腐蚀钢 低合金钢 厚
厚板、 低温用钢 9%Ni 钢 10-40mm 抗低温脆化 －
管线钢
厚
板 耐层向撕 高强度结 10-40mm 抗层向撕裂 －
裂钢
构钢
厚
○ 超低硫化( [S]10ppm)
○ [P]0.003% [S]0.001%
○ 低磷化、低 硫化
无 缝 轴承座圈 轴承钢(SU 50-300 高转动疲劳 减少 ASTM- － T.O10ppm
深冲钢、超深冲钢冶炼连铸技术
北京科技大学冶金与生态工程学院
深冲、超深冲钢生产意义
• 当前世界钢铁区域市场趋于饱和; • 中国汽车工业迅速发展，这类钢的用量大； • 这类钢是最主要的高附加值产品；
主要钢铁企业吨钢销售额的比较(1997年)
企业
产量，万吨 年销售额，亿美元 吨钢销售额，美元
新日铁
2530
• 提高真空度，加快脱碳反应； • 增加钢液进入真空室的循环流量，加快脱碳
反应。
增加RH提升管Ar流量以提高钢水环流量
川崎千叶厂240、280吨RH装置Ar流量与钢水环流量的关系
通过增加浸渍管截面积提高钢水环流量
川崎千叶厂240、280吨RH装置浸渍管面积与钢水 环流量的关系
加大RH浸渍管直径，提高Ar流量是近10年来RH最 主要的改进。
• 控制好钢水温度、成分，尽量减少加铝OB提温；
• 保证足够的纯脱气时间。
80年代中期之前，生产超低碳钢RH处理时间一般 都在30min以上，长的RH处理时间造成：
•RH利用效率低； •转炉终点钢水温度高，碳含量低，氧化性高; •RH处理过程温降大； •很难与炼钢、连铸节奏衔接。
减少RH处理时间的措施：
主要的挡渣方法：
■ 挡渣球； ■ 机械挡渣塞； ■ 气动挡渣。
必须高度重视出钢的防下渣操作，目前日、欧、 美钢厂采用挡渣球类的操作，钢包内渣层厚度 控制在50mm左右。
钢包内炉渣的改性处理
• 出钢时向钢流添加石灰，稠化炉渣； • 出钢后立即向钢包内加入炉渣改性剂； • 也可在RH处理后向钢包内再次加入改性剂； • 将炉渣 T.Fe降低到4％左右，甚至2％； • 改性剂由石灰(或CaCO3)和金属铝组成， 铝含
钢管
J-2)
寿命
B,D 系夹杂
[Ti]20ppm
轴承钢 棒材
线材 轮胎子 午线
轴承钢(SU 30-65 高转动疲劳 减少 ASTM- ○ T.O10ppm
J-2)
mm
寿命
B,D 系夹杂
[Ti]15ppm
SWRH72.82 0.1-0.4 防止拉丝断 减少不变 ○
－
A
mm
裂、高抗疲 形夹杂物
劳特性
d<20m
179
707
韩国浦项
2430
100
412
英钢联
1610
115
714
法国 Usinor 集团
1500
140
934
宝钢
850
25
295
超深冲钢的发展趋势
超深冲性能钢的发展趋势示意图
对冶炼、连铸要求
钢材 成品 类型 名称
钢种
薄板
DI 罐材 低碳铝镇
静钢
超深冲钢 超低碳铝
镇静钢
显象管阴 低碳铝镇
罩材
静钢
％～0.03%提高到0.03%～0.04%； • 提高终点控制成功率，减少再吹。
顶吹－顶底复吹转炉终点氧含比较
美国内陆钢铁公司顶吹转炉与顶底复吹转炉 炼钢终点氧含量的比较
川崎制铁生产IF钢转炉底部气体组成示意图
川崎制铁生产IF钢终点碳与钢中氧含量的关系
出钢防下渣操作
生产超低碳钢，转炉终点炉渣FeO在15～25%。如 出钢带入钢包内的炉渣过多，由于钢包内钢水的 对流作用，造成Al2O3夹杂物量的增多。
量在30～55％不等； • 改性剂加入量主要取决于钢包内带渣量。
日新制钢超低碳钢钢包炉渣T.Fe与改性剂量的关系
川崎制铁水岛厂炉渣改性剂用量与T.Fe的关系
脱氧
■ 出钢过程微脱氧 或不脱氧出钢；
■ 采用真空处理， 利用钢中碳脱氧；
■ 在炉外精炼过程 脱氧、成分调整。
[O ]， pp m
100000 10000