Stw22低硅低碳钢的开发Word文档格式.docx

Stw22低硅低碳钢的开发Word文档格式.docx

《Stw22低硅低碳钢的开发Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《Stw22低硅低碳钢的开发Word文档格式.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

10.感谢你的评审和指导

低硅低碳铝镇静钢Stw22热轧带钢的开发

李良

川威集团技术中心四川内江642469

摘要：

介绍了川威集团研发Stw22热轧带钢生产工艺过程控制情况。

脱氧合金化采用二步处理，强调吹氩控制和钢水用钙对夹杂变性处理，有效地解决了连铸浇注水口结瘤问题，保证连铸生产顺行。

在φ950轧制时，采用提高粗轧压下量，精轧压下量10％～20％，控制层流冷却速度和卷取温度，有效提高了钢带表面质量和组织性能要求。

关键词：

低硅低碳；

钙处理；

二步法脱氧；

保护浇注

Lowsiliconlow-carbonaluminumcalmsteelStw22hotstripdevelopment

LILiang

SichuanchuanweigrouptechnologycenterneijiangSichuan642469

Abstact：

IntroducedtheSichuanchuanweigroupresearchesanddevelopstheStw22hotstripproductionprocesscontrolsituation.Thedeaerationalloyusestwostepsprocessing,emphasizedblowstheargoncontrolandthemoltensteeltomixeswithdenaturedprocessingwiththecalcium,haseffectivelysolvedthecontinuouscastingcastingdrainageopeningbunchingproblem,theguaranteecontinuouscastingproductionalongtheline.Whenφ950rolling,usesenhancestheroughrollingdepressthequantity,thefinishrollingdepressquantity10%~20%,thecontrollaminarcoolingrateandthevolumetakesthetemperature,improvedthesteelbeltsurfacequalityandtheorganizationperformancerequirementeffectively.

Keywords：

lowsiliconlow-carbon；

Calciumprocessing；

Twostepdeaerations；

Protectioncasting

引言

STW22属于低硅低碳钢深冲钢，该钢具有良好的抗拉性、延展性，冷轧再加工性能，有较好市场需求前景。

但该钢碳、硅成份控制较低，终点钢水氧性强，采用铝镇静强制脱氧，连铸中包水口极易结瘤，造成浇注困难。

川威集团为不断提高产品市场份额和提高核心竞争力，公司于2005年5月专门进行了课题攻关，经过多次方案调整优化了炼钢及热轧工艺，并先后生产6个批次，热轧带钢各项力学性能、组织情况完全符合国家相关标准要求，取得良好效果。

1.Stw22炼钢生产工艺设备情况

1.1工艺路线：

铁水预处理→转炉→连铸→热轧

1.2设备情况

1）.三座70t顶底复吹转炉，四孔拉瓦尔氧枪。

2）.氩站平台采用钢包底吹氩，并设有顶吹氩装置，三台多功能喂线机。

3）.板坯连铸断面150mm×

（400～850mm），立弯式连铸机，大包长水口、中包浸入式全程保护浇注。

2.STW22钢的化学成份和性能要求

2.1化学成份控制（见表1）

表1Stw22钢化学成份控制％

C

Mn

Si

P

S

≤0.07

0.15～0.30

≤0.05

≤0.025

≤0.020

2.2力学性能要求

屈服强度（σs）要求：

≤370Mpa抗拉强度（σb）要求：

≤470Mpa

延伸率（δ5）：

δ5≥26%冷弯：

弯面无裂纹

3.Stw22钢的试生产工艺情况

3.1原辅材料情况

铁水从混铁炉出来后，经KR搅拌脱硫处理后进转炉，其指标如表2

表2铁水指标情况

项目

C％

Si％

Mn％

P％

S％

渣量％

温度℃

范围

3.8～4.2

0.4～0.7

0.25～0.45

≤0.150

≤0.008

≤0.5

1250～1320

石灰采用活性石灰，经本厂竖窑烧制而成，指标如表3

表3活性石灰指标情况

CaO％

SiO2％

活性度ml

生烧率％

块度mm

≥85

≤2.0

≥290

≤5

20～70

3.2转炉工序控制

采用一拉一补方式出钢，一倒温度控制1610～1640℃，一倒碳0.15～0.30％，一倒后加入一定量活性石灰，同时加大底部供氩强度以加强熔池搅拌来降低金属及炉渣氧化度。

终点及出钢控制以高拉补吹工艺配合氩气后搅，使钢水中氧的浓度及碳含量进一步降低，从而使出钢终点碳含量在0.05％以下情况下，钢水中的氧的浓度仅在500～900PPM范围，为稳定脱氧、控制酸溶铝打下基础，终点控制如表4。

表4转炉终点钢水控制要求

要求

≤0.015

≤0.012

1650～1670

按C—O平衡浓度积的计算，当钢水终点碳在0.05％以下，钢水[O]急剧升高。

该钢由于终点碳控制≤0.05％，成品硅控制≤0.05％，因此，其终点钢水氧化性极强是该钢特点，如何能有效脱氧，控制钢中[O]在较低的水平，同时如何有效去处钢液中夹杂物含量，保证连铸浇注顺行以及带钢成品内部的夹杂物水平显得十分关键。

在转炉出钢预脱氧用铝块8～10kg/炉；

在出钢前加入调渣剂2Kg/t；

然后在出钢过程中加入2Kg/t；

出钢1/3时开始加入中碳锰铁，出钢2/3时加入铝锰铁、硅铝钡钙；

钢包下渣量≤70mm，出钢后用铝粒5kg/炉顶渣处理，如下渣量偏大，加大顶渣处理铝粒量。

3.2.3氩站处理

因Stw22未走炉外精炼（LF）工艺路线，因此氩站吹氩、酸溶铝（Als）、钙处理变性等处理对于保证连铸浇注顺行、去除钢液中Al2O3等夹杂、提高钢水纯净度至关重要。

1）氩站对吹氩控制机理

吹氩是成为均匀成份和温度，去除夹杂的一个重要手段。

低硅低碳钢的吹氩处理，要求是相当严格的，处理必须适当，避免钢水过多的裸露在空气中，并尽量减少钢液与钢包表面熔渣接触；

其次必须控制吹氩时间，图1表明了吹氩时间与钢水收得率的关系，当吹氩时间大于6分钟，铝的收得率就低于20％，为保证钢中酸溶铝，就必须补加铝，这样又影响了钢水的纯净度，连铸难以顺利进行。

图1铝收得率与吹氩时间关系

2）钢中酸溶铝（Als）的保证：

由于Stw22采用强脱氧元素铝，保证了从出钢、浇注、凝固全过程的氧含量稳定控制在5PPm以下，使钢中Als控制在稳定的水平，在热轧能起到了细化晶粒、改善韧性作用。

加入的铝部分形成Al2O3或Al2O3复合夹杂物，部分固溶钢中，随着加热或轧制后随冷却条件的不同在晶界析出AlN，部分继续固溶于铁素体中。

所以稳定控制酸溶铝至关重要，但酸溶铝也不能控制过高，钢中过高的Als在连铸浇注时易造成水口结瘤，而且钢中铝的收得率较低，钢中的Al2O3夹杂物含量急剧增加，这在我们开发初期表现较为突出。

钢中酸溶铝对夹杂物总量的影响

在现代洁净钢研究中一般把钢中的全氧T[O]作为钢水洁净与否的一个重要指标，全氧与夹杂物总量存在线性关系，如图2所示。

图2T[O]与夹杂物总量的关系

要降低钢中的夹杂物总量，最主要的是降低T[O]，可以通过调整钢中的Als来控制钢中夹杂物总量。

钢中[Al]与T[O]的关系是复杂的，常压下，Al的脱氧能力可以通过下式来进行计算：

2[Al]+3[O]＝（Al2O3）

△G＝－RTlnK＝－RTln（aAl2O3/a2[Al]a2[O]）

（1）

lnK′＝64000/T－20.57

根据式

（1）可知，随着钢中酸溶铝的增加，溶解氧也明显降低，也就是说，钢中Als对夹杂物也有明显的影响，相互线性关系如图3所示。

图3Als与夹杂物总量的关系

由此可见钢中Als控制过高或过低都会引起夹杂物含量的增加，控制好Als是降低夹杂物的一个关键因素。

酸溶铝控制过低时，会增加溶解氧的含量，不但会造成钢中氧化物的增加，还会影响钢的组织性能。

随着Als的提高，一方面可以是溶解氧迅速的降低到较低水平；

但同时浇注较高的Als会增加钢的二次氧化，增加钢中的Al2O3夹杂数量，由于在浇注时二次氧化生成Al2O3夹杂无法完成变性处理和及时上浮，对连铸坯的内部质量较大影响。

综合上述情况和在实践操作经验看，在Stw22钢中酸溶铝控制目标200～400ppm较为适宜。

通过目前生产实践摸索，按照方案制定的加铝标准（表5），根据定氧值调整好终脱氧≤8ppm，酸溶铝命中率较高，达95％以上。

表5喂铝量标准

出钢量

定氧量（ppm）与加铝量（kg）

60t

≤8ppm

8～10ppm

11～15ppm

16～20ppm

不喂铝线

18

20

22

根据公式

（1）和以上相关数据，对酸溶铝的相关研究表明只有控制钢中酸不溶铝的含量，即[Als]/[Al]≥90％，也就是说酸不溶铝的含量小于10％，才能达到铝脱氧的效果，否则钢中的T[O]和夹杂物含量是不会得到有效降低。

2）对钢水进行钙处理机理讨论

Ca加入钢液中后，一般先与钢液中氧作用形成CaO，CaO与Al2O3作用，形成复合钙铝酸盐（mCaO·

nAl2O3），含CaO很高的铝酸钙夹杂物中硫的平衡浓度很高，并能降低钢中的硫含量，在钢液冷却凝固过程中，夹杂物中的硫的溶解度降低，CaS析出，形成一个CaS环围铝酸钙的复合夹杂物。

通常MnS不能全部转变成CaS，只有在超低硫（[S]≤0.003%）钢中才有可能将MnS全部转变成CaS，但是只要有10%左右的MnS转变成CaS就会明显提高钢的性能。

在用Ca对钢水进行处理时，将钢中Al2O3变性生成低熔点低密度铝酸钙，同时在浇注前没有CaS（熔点2400℃）生成，防止水口结瘤，是钙处理的最佳结果，但在实际生产中几乎是难以实现的。

但将Al2O3转变为主要成分接近12CaO·

7Al2O3的低熔点复合铝酸钙盐是可能的。

钙加入钢液后是生成铝酸钙（CA6、CA、CA2、C3A、液态C12A7），还是生成CaS，与钢水中[Al]、[S]、[Ca]、钢液温度以及钢中Ca/[Al]等有关。

A、钙加入量控制

钙加入量不足，析出物呈白色，主要成分为Al2O3、CaO6Al2O3（CA6）、CaO2Al2O