超低碳钢冶炼实践

超低碳钢冶炼实践

赵艳玲潘树敏李太全

（河北钢铁集团邯郸钢铁公司邯宝钢铁公司炼钢厂，邯郸 056015）

摘要邯宝公司炼钢厂通过冶炼超低碳钢实践，解决了诸如钢中硫、磷的控制、顶渣改质、超低碳控制、超低氮控制、夹杂物控制、钢包水口自开、塞棒上涨、铸坯边部气泡和卷渣等技术难题，成功实现了多炉连浇和批量生产，完善了超低碳钢生产过程中的关键控制技术。

关键词 转炉硫控制磷控制超低碳超低氮顶渣改质RH 夹杂物板坯连铸

Ultra-low Carbon Steel Smelting Practice

Zhao Yanling Pan Shumin Li Taiquan

(Hanbao Corporation Steel Plant, Handan, 056015)

Abstract Han bao low carbon steel smelting company's steel plant through the practice of solution of sulfur such as steel, phosphate control, the top slag modification, control of ultra-low carbon, low nitrogen control, inclusion control, ladle nozzle from the opening, plug stick up, slab edge bubble and slag and other technical problems, successful multi-furnace continuous casting and mass production, improved ultra-low carbon steel production process control technology in the key.

Key words Converter, sulfur control, phosphorus control, ultra-low carbon, low nitrogen, top slag modifier, RH, inclusion, slab casting

1 引言

超低碳铝镇静钢，广泛用于汽车板、钢质易拉罐等产品，对钢材的表面质量和深冲成形加工性能要求极高，要求[C]<40ppm，甚至要求[C]<20ppm。邯宝公司炼钢厂从2009年7月开始超低碳钢的试生产，在生产超低碳钢过程中，从工艺流程优化、RH真空精炼技术完善、连铸工艺优化到钢包管理、过程温度控制以及生产过程衔接与组织等多方面开展了深入细致的工作，解决了诸如钢中硫控制、钢中磷控制、顶渣改质、超低碳控制、超低氮控制、夹杂物控制、水口自开、塞棒上涨、铸坯边部气泡和卷渣等技术难题，成功实现了多炉连浇和批量生产，完善了超低碳钢生产过程中的关键控制技术，目前所生产的超低碳钢碳、硫、磷、氮含量分别可以达到0.0010%、0.007%、0.008%和0.002%，钢中夹杂物水平比较低，铸坯内部质量硫印分析全部在C类0.5以下，产品的实物质量达到国内同行业一流水平。

2 工艺流程选择

为了满足满足高品质超低碳钢对极低氮和极低碳含量的要求，经过充分论证，邯宝公司炼钢厂选用了脱硫预处理→转炉→RH→CC工艺流程，此工艺流程二次精炼只过RH炉，具有较强的低成本优势。

赵艳玲(1971-)，女，工程师，大专，1995年毕业于北京科技大学钢铁冶金专业，现在河北钢铁集团邯钢公司邯宝炼钢厂从事生产技术管理工作，LNANCY009@

超低碳钢冶炼实践

3 关键工艺控制技术

3.1钢中硫控制

通过控制冶炼过程原料的硫含量来控制终点钢水硫，铁水预处理脱硫，入转炉铁水硫含量控制在0.003%以下；废钢全部采用低硫自产废钢；同时转炉使用低硫一级石灰冶炼；钢包顶渣采用低硫一级石灰；采用低硫钢包顶渣改质剂；冶炼超低碳钢前三炉以上全部采用脱硫铁水冶炼等措施，使超低碳钢成品中硫含量平均为0.0100%，最低为0.0045%。钢中硫含量如图1所示。

图1 超低碳钢成品硫含量

3.2钢中磷控制

转炉采用高碱度、双渣操作，出钢采用前后挡渣，使成品中磷含量平均为0.0077%，最低为0.0032%，钢中磷含量如图2所示。

图2 超低碳钢成品磷含量

3.3顶渣改质

超低碳钢生产中的一项目关键技术就是顶渣改质，良好的顶渣不仅可以对钢液进行保护，避免钢液的二次氧化，对超低碳钢来说，因为是要经过RH真空处理，采用碳氧反应降低钢中的碳含量，良好的顶渣还可以减少顶渣向钢液传氧、减少空气中的氮气向钢液中扩散、可以吸附钢液中的三氧化二铝夹杂，提高钢水的可浇性。最初采用转炉出钢后加入铝粉和石灰的方法对顶渣进行改质，但是效果不好，后来采用RH炉顶渣改质剂AM40（成分如表1），并对加入量、加入时机和其他生产工艺参数进行了优化，取得了很好的效果。

第八届（2011）中国钢铁年会论文集

表1AM40的物理化学指标（%）

成分金属铝CaO Al2O3 SiO2 Fe2O3 MgO H2O

典型值40.0 22.1 19.2 2.9 1.5 5.2 2.0 规格范围>37.0 >20.0 >15.0 <5.0 <2.0 <7.0 <5.0

粒度分布：0~25 cm3球状

3.3.1 转炉出钢控制

在出钢过程中每吨钢加入2.5~3.5kg石灰，并进行大气量底吹氩气搅拌，以利于石灰熔化，出钢接近结

束时降低氩气流量直至出钢结束时关闭底吹搅拌。出钢结束后视下渣量情况向钢包顶渣中每吨钢投入

1.5~3.0kg RH炉顶渣改质剂AM40。经目测加入RH炉顶渣改质剂后，能够迅速熔化，成渣很快，并且能够

快速与顶渣石灰及转炉下渣快速融合，均匀化顶渣。经取样对加入AM40前和加入AM40后渣样分析对比

可见改质效果良好，见表2。

表2AM40加入前后顶渣成分（%）

炉次号FeO CaO Al2O3 SiO2 MgO MnO CaO/Al2O3

2.47 9.48

1913824-1 17.78

7.68

8.22

4.50

42.68

8.55

1.55 1.58

8.21

1913824-2 2.60

28.14

44.69

7.72

3.33 11.14

6.70

3.72

1913825-1 16.80

41.43

2.02 1.53

7.78

8.77

1913825-2 3.09

42.30

27.56

改质前均值17.29 42.06 4.11 7.19 7.97 2.90 10.31 改质后均值 2.85 43.50 27.85 8.00 8.66 1.79 1.56 注：1.-1为加入AM40前;

2.-2为加入AM40后。

从上表可以看出，顶渣中标志顶渣氧化性的(FeO＋MnO)％含量大大降低，(FeO+ MnO)％从20.19降低

至4.41%。脱氧产生的Al2O3大幅增加，顶渣流动性得到改善。转炉终点钢水中[O]为1143ppm，经顶渣改质

后，钢水到RH炉后测定钢水中的[O]为717ppm，可见RH炉顶渣改质剂并未造成钢水的大量脱氧，保证了

在RH处理过程中自然真空脱碳的进行，也降低了RH炉氧气和脱氧合金的消耗。

3.3.2 RH真空处理

钢包进RH炉后，顶渣除表层由于温降原因稍微结壳外，始终保持良好的流动性。RH炉顶渣改质剂

AM40中MgO含量较高并且不含萤石，RH浸渍管的侵蚀较低。同时顶渣流动性

较好也降低了浸渍管粘渣情况。良好的流动性及顶渣成分也保证了顶渣能够很好地吸附脱氧产生的

Al2O3夹杂，钢水纯净度和可浇性大大提高。

RH炉进站和出站渣样见表3。

表3RH炉进站和出站渣样对比（%）

炉号FeO CaO Al2O3 SiO2 MgO MnO CaO/Al2O3 1913824-1 2.32 43.41 28.87 7.96 8.09 2.67 1.50 1913824-2 2.17 42.91 36.61 7.74 7.58 1.37 1.17 1913825-1 2.98 43.77 27.02 8.05 8.62 3.45 1.62 1913825-2 2.54 41.36 34.49 7.92 9.13 1.89 1.20 进RH均值 2.65 43.59 27.95 8.01 8.36 3.06 1.56 出RH均值 2.36 42.14 35.55 7.83 8.36 1.63 1.19