[发明专利]一种含磷超低碳钢的冶炼方法

说明书

一种含磷超低碳钢的冶炼方法：转炉采用高磷冶炼模式冶炼；出钢；RH真空处理；连铸及后工序。本发明能使大包水口结瘤发生率由5%降至0.5%，钢水连浇炉次可达6炉以上，钢水质量得以提高，夹杂改判由1.5%以上降至0.8%左右。

技术领域

本发明涉及一种超低碳钢的冶炼方法，确切地属于一种生产含磷超低碳钢的冶炼方法，特别适宜碳含量在0.005%以下，P在0.03%以上，Ti不低于0.02%的超低碳钢的冶炼方法。

背景技术

磷在钢中一般认为是有害元素，会使钢发生“冷脆”，降低材料塑性。但磷在钢中处于固溶状态时可以有效提高钢的抗拉和屈服强度，且磷在IF钢中不会过多降低IF钢塑性。另外，相比其它强化元素，磷合金价格便宜。因此，IF钢中添加磷元素是一种可同时解决材料高强和高塑性变形能力的最经济的方法。由于含磷IF钢添加合金种类多，合金量大，导致RH处理周期长、过程温降大，为保证温度，RH处理过程会吹氧升温，这导致脱氧夹杂数量增加；另外，由于磷铁氧含量高、杂质元素多，不合适的合金化工艺会一方面导致钢中夹杂增加，另一方面会生成不易上浮去除的夹杂。因此，实际生产中，含磷IF钢一般浇铸2~3炉就会发生水口堵塞，包括大包水口结瘤和浸入式水口结瘤，对产品性能和生产顺行造成较大影响。含磷IF钢可浇性一直是生产中的难点。

含磷IF钢易堵水口一方面是因为钢中的钛使得钢液与Al₂O₃ 夹杂物的润湿性增加，这样就会阻碍夹杂物聚集，从而夹杂物以小颗粒状态存在于钢液中，夹杂越细小越容易堵塞水口；另一方面，钢中加磷导致钢液表面张力降低，增加了Al₂O₃的润湿性，且随着磷含量增加，Al₂O₃的润湿性显著增加，润湿性增加使得细小Al₂O₃夹杂难以上浮去除，同时，磷可以提高钛的活度，降低钢液粘度，增加Al₂O₃的润湿性。

目前含磷钢超低碳钢磷合金化一般有两种方式，一是采用高磷出钢工艺，并在转炉出钢添加磷铁进行磷合金化；二是采用高磷出钢，在RH精炼过程对钢水进行磷合金化。转炉出钢添加磷合金，由于出钢钢水氧含量高、且渣中氧化铁含量高，磷合金化过程磷会发生氧化反应，导致磷收得率低(50%~60%)，RH精炼过程补加磷铁的方法不合理也会导致钢水洁净度恶化，影响钢水可浇性。 RH精炼过程进行磷合金化有两种方式，一种是在铝脱氧合金化后加磷铁，另一种是在脱碳过程加磷铁合金化。由于磷铁合金中氧含量和其它杂质元素多，铝脱氧后加磷铁对钢水造成污染，特别是磷铁中氧与铝生成细小的Al₂O₃夹杂难以上浮去除，会加剧水口堵塞。脱碳过程加磷铁虽然可减少对钢水的污染，但由于脱碳过程钢水中氧含量较高，特别是RH处理过程吹氧升温频次较高，钢水中[O]一般450ppm左右，在高氧条件下，磷会与钢中氧反应生成3FeO•P₂O₅夹杂，一方面造成磷收得率不稳，另一方面，铝脱氧合金化后铝会与3FeO•P₂O₅夹杂发生还原反应并生成细小Al₂O₃夹杂，也会影响钢水洁净度，导致水口结瘤。另外，由于磷会增加Al₂O₃夹杂的润湿，铝脱氧前钢中磷含量较高时，铝脱氧后钢中Al2O3夹杂润湿性增加，夹杂上浮去除困难，也会影响钢水洁净度，导致水口结瘤，如经检索的：

中国专利公开号为“CN200410047045.0”的文献，公开了“一种含磷钢的冶炼方法”，其通过前期快速升温，并向炉内加入大量磷铁矿或磷矿达到钢水增磷的目的，从而提高钢水终点磷含量，该方法加入大量磷矿后温降大，同时冶炼过程采用低枪位极易造成冶炼过程喷溅，影响转炉正常生产。