[发明专利]超低碳钢及其冶炼方法和应用

说明书

本发明公开了一种超低碳钢及其冶炼方法和应用，其冶炼方法采用了“铁水脱硫预处理—转炉冶炼—LF炉冶炼—RH真空处理—连铸”的工艺路线，经铁水预处理、转炉冶炼后留氧，在LF炉进行升温操作后，再到RH进行真空脱碳以及合金化，脱氧完成后深真空处理，真空处理结束后添加合金，钢水镇静，提高了钢水的纯净度。由上述工艺制得的超低碳钢加工及力学性能优异，应用前景广泛，可应用于建筑结构制造领域。

技术领域

本发明涉及一种超低碳钢及其冶炼方法和应用，尤其涉及一种加工及力学性能优异、制备便捷可控的超低碳钢及其冶炼方法和应用。

背景技术

超低碳钢为碳含量为0.03-0.07％的特殊钢种，由于其具有良好的冲击性能和表面质量，广泛应用于建筑结构制造领域。

CN102021278A公开了一种超低碳钢的制造方法及使用该方法制得的超低碳钢，该低碳钢的制造方法采用多次退火工序，其化学成分的质量百分比为C：≤0.01、Si：≤0.03、Mn：0.1～0.2、P：≤0.015、S：≤0.010，余量为铁和不可避免的杂质；工艺复杂且获得的低碳钢中碳含量相对较高。

CN105908101A公开了一种超低碳氮钢及制备方法，以重量％计，该超低氮碳钢的组成为C≤0.030、Si≤0.75、Mn≤2.00、P≤0.045、S≤0.030、Cr：18.00-20.00、Ni：8.00-12.00、N≤0.10，其余为Fe；该方法制备的超低碳氮钢碳含量依然相对较高。

CN108998742A公开了一种极低屈服强度钢板，其成分重量百分比为：C≤0.005％、Si≤0.10％、Mn≤0.10％、P≤0.010％、S≤0.010％、Alt：0.020～0.050％、Ti：0.02～0.06％、N≤0.0025％，余量为Fe和不可避免杂质；并且控制多余Ti(Ti-3.42N-1.5S)/3.99C比值约1.0～2.0左右；该方法制备的超低碳钢冶炼工艺复杂，需要增加控制多余Ti/3.99C比值，冶炼难度较大。

发明内容

发明目的：针对现有超低碳钢存在的性能局限、制备复杂等不足，本发明旨在提供一种加工及力学性能优异、制备便捷可控的超低碳钢及其冶炼方法和应用。

技术方案：作为本发明涉及的第一方面，本发明的超低碳钢的冶炼方法包含以下步骤：

(1)铁水预处理；

(2)转炉冶炼：控制出钢氧含量≤600ppm；

(3)LF炉冶炼：控制钢氧含量为400-550ppm；

(4)RH真空处理：脱碳结束时控制钢氧含量为285-315ppm，然后脱氧、合金化；

(5)连铸。

为了获得超低碳含量的连铸坯，采用了“铁水脱硫预处理—转炉冶炼—LF炉冶炼—RH真空处理—连铸”的工艺路线，经铁水预处理、转炉冶炼后留氧，在LF炉进行升温操作后，再到RH进行真空脱碳以及合金化，脱氧完成后深真空处理，真空处理结束后添加合金，钢水镇静，提高了超低碳钢的可浇性。

首先，上述冶炼方法的重点在于RH真空处理，在LF炉升温处理后会造成钢水增碳，增加RH脱碳的难度，在LF炉造渣改质和升温处理会降低钢水的氧含量，造成RH脱碳吹氧量增加，因此，合理控制转炉吹炼终点钢水氧含量、终点碳含量和温度，为RH真空脱碳提供有利条件。其次，连铸保护浇铸采用长水口、浸入式水口吹氩密封保护，防止钢水二次氧化；同时，使用碱性覆盖剂防止钢水二次氧化，有利于吸附钢水中的夹杂物。最终提高了超低碳铝脱氧钢水的可浇性，实现了整浇次多炉连浇过程中浸入式水口不堵塞，而不必更换浸入式水口，进而避免因更换浸入式水口而影响铸坯质量。炼钢阶段采用严格的冶炼控制技术，严格进行有害元素P、S、H、O、N含量及夹杂物的有效控制，保证钢质纯净。

具体地，步骤(1)中采用镁铝复合脱硫，控制入炉铁水中的S≤0.04％，扒渣。