鐵水雙輥鑄軋-固態(tài)脫碳煉鋼的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于碳鋼薄帶的制造應(yīng)用領(lǐng)域，特別是一種簡單而高效的鐵水雙輥鑄軋-固態(tài)脫碳煉鋼的新方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高爐長流程由鐵礦冶煉為鋼材的過程中經(jīng)歷反復(fù)的還原-氧化-還原(脫氧)過程，高爐所產(chǎn)高碳鐵水經(jīng)過鐵水預(yù)處理-轉(zhuǎn)爐煉鋼-爐外精煉-連鑄-軋制后成材。轉(zhuǎn)爐吹氧脫碳，由于鋼液中氧的溶解度高，高氧勢鋼液需經(jīng)合金脫氧并氬氣攪拌脫除部分夾雜物和氣體后連鑄，工序節(jié)點(diǎn)多且復(fù)雜，冶煉成本高。即便如此，鋼中尚存一定量夾雜物和氣體而對鋼質(zhì)量造成影響。
[0003]雙輥鑄軋能夠生產(chǎn)0.5~3mm鑄鐵板帶，而且生產(chǎn)0.5%C以下鋼帶已經(jīng)工業(yè)化，解決了鋼鐵薄帶生產(chǎn)問題。
[0004]脫碳煉鋼技術(shù)主要取決于高碳固態(tài)Fe-C合金的脫碳速度與脫碳層深度。長崎久彌等開展了白口鐵氣體脫碳生產(chǎn)白心可鍛鑄鐵的實(shí)驗研宄。在750-1100°C溫度范圍、不同CO-CO2-H2-H2O氣氛條件下的結(jié)果表明，在各種氣氛下所得到的脫碳層均為均一的鐵素體，表層碳含量均處于α鐵素體固溶范圍，白口生鐵中的滲碳體因H2的存在而難以石墨化，溫度升高有利于加速脫碳。
[0005]鋼的脫碳方面的實(shí)驗研宄多集中于電工鋼的脫碳，因為工業(yè)生產(chǎn)取向硅鋼經(jīng)常需要脫碳退火處理以控制碳含量和組織結(jié)構(gòu)。此類研宄都集中于高硅超低碳范圍，因其高硅含量，在鋼脫碳過程因硅氧化薄膜阻礙擴(kuò)散而致其研宄結(jié)果不能應(yīng)用于普碳鋼。R.J.Fruehan 等實(shí)驗研宄了以 Al 代 S1、Mn 的 TRIP 鋼(C 0.14%，Mn 1.8%，Si 0.6%，Al1%)在!120-!12氣氛不同條件下(PH2Q/PH2 0.01-0.32) 843°C退火過程的氧化與脫碳關(guān)系。A.R.Marder等實(shí)驗研宄了 650-930 °C溫度范圍內(nèi)含碳量0.026-0.8%鋼在加濕H2-N2氣氛下的脫碳形為。
[0006]有關(guān)高碳鋼的脫碳研宄也見報導(dǎo)，但其碳含量均低于Aaijtl J.D.Verhoeven研宄了過共析Fe-C合金(含碳1.6%)在低于滲碳體溶解度溫度(Aqi)和高于珠光體溫度下的脫碳，結(jié)果表明，脫碳層由鐵素體層和奧氏體層組成，后者在冷卻后成為珠光體。R.D.C1ffi在 800~950°C空氣氣氛中，對 1075 鋼(C 0.73%，Mn 0.73%，Cr 0.19%)和 440A 不銹鋼(C0.66%，Cr 13.05%)進(jìn)行了對比實(shí)驗，金相分析與顯微硬度相結(jié)合測定脫碳層深度。
[0007]從上述分析可知，目前由鐵水雙輥鑄軋后固態(tài)脫碳煉鋼的方法非常少，在高碳域和超低碳域的Fe-C合金脫碳方面的研宄和在較高加熱溫度(1000°C~1250°C)下的研宄還鮮見報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種鐵水雙輥鑄軋-固態(tài)脫碳煉鋼的新方法，本發(fā)明適用于現(xiàn)有鋼鐵廠工藝的改進(jìn)。
[0009]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
一種鐵水雙輥鑄軋-固態(tài)脫碳煉鋼的方法，該方法使用的設(shè)備包括鐵水中間包、雙輥鑄軋機(jī)，所述方法使用的設(shè)備還包括固態(tài)脫碳煉鋼室，該固態(tài)脫碳煉鋼室為高溫氣氛密封室，高溫氣氛密封室設(shè)置有支撐輥，固態(tài)脫碳煉鋼的具體方法步驟為:由高爐或熔融還原生產(chǎn)的鐵水，經(jīng)必要的鐵水預(yù)處理后，通過鐵水中間包，澆至鐵水雙輥鑄軋機(jī)內(nèi)，直接由鐵水雙輥鑄軋機(jī)鑄軋成薄坯，然后將薄坯直接送至固態(tài)脫碳煉鋼室內(nèi)，在固態(tài)脫碳煉鋼室內(nèi)氣氛壓力為0.lMPa~1.0MPa、脫碳溫度為900°C~1250°C，反應(yīng)時間為5min~40min，通過氣固反應(yīng)形式脫除支撐輥上的薄板帶中的碳，送出固態(tài)脫碳煉鋼室。
[0010]進(jìn)一步，所述的固態(tài)脫碳煉鋼室包含加熱保溫裝置、壓力密封入口、壓力密封出口、脫碳?xì)馊肟?、脫碳?xì)獬隹?；為一長方體或圓柱體，一端設(shè)有壓力密封入口，另一端設(shè)有壓力密封出口，長方體或圓柱體上方設(shè)有脫碳?xì)獬隹?，下方設(shè)有脫碳?xì)馊肟?，固態(tài)脫碳煉鋼室內(nèi)填充有脫碳?xì)怏w，支撐輥貫通固態(tài)脫碳煉鋼室直至室外。
[0011]進(jìn)一步，所述的必要的鐵水預(yù)處理，包括對鐵水的脫硅、脫硫、脫磷的一種或幾種處理步驟。
[0012]進(jìn)一步，所述的鐵水雙輥鑄軋機(jī)鑄軋成薄坯用夾輥夾持，通過支撐輥支撐送入固態(tài)脫碳煉鋼室內(nèi)。
[0013]進(jìn)一步，鐵水雙棍鑄乳機(jī)鑄乳成薄還的厚度為0.lmm~3.0mm。
[0014]進(jìn)一步，所述的鐵水雙輥鑄軋機(jī)鑄軋成薄坯輸運(yùn)方式是熱裝熱送，在固態(tài)脫碳煉鋼室內(nèi)調(diào)整脫碳溫度。
[0015]進(jìn)一步，固態(tài)脫碳煉鋼室內(nèi)填充的脫碳?xì)怏w為水蒸汽或CO2或二者的混合物。
[0016]進(jìn)一步，固態(tài)脫碳煉鋼室內(nèi)氣體的壓力比例包括PH2Q/PH2比或pCQ2/pCQte，其比值分別大于20。
[0017]進(jìn)一步，在固態(tài)脫碳煉鋼室內(nèi)達(dá)到中高碳鋼、低碳鋼或超低碳鋼所要求的水平后，送出固態(tài)脫碳煉鋼室。
[0018]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著的效果在于:
(O由于脫碳過程沒有高強(qiáng)度吹氧與鐵合金脫氧環(huán)節(jié)，可以避免鋼中夾雜物和氣體的生成；
(2)免去了現(xiàn)有工藝流程中的轉(zhuǎn)爐脫碳、爐外精煉、板坯連鑄、加熱再熱軋等工序節(jié)點(diǎn)，徹底改變現(xiàn)有煉鋼工藝流程；
(3)鐵水煉鋼過程的投資、能耗與0)2排放大幅減少。
[0019](4)本發(fā)明固態(tài)脫碳煉鋼室，薄坯輸運(yùn)方式是熱裝熱送，在固態(tài)脫碳煉鋼室內(nèi)調(diào)整脫碳溫度，成品鋼由固態(tài)脫碳煉鋼室輸出，尤其適用于現(xiàn)有鋼鐵廠工藝的改進(jìn)。
【附圖說明】
[0020]圖1為鐵水雙輥鑄軋-固態(tài)脫碳煉鋼工藝圖。
[0021]圖2、圖3是實(shí)驗試樣截面SEM照片圖，其中(a)試樣(Imm厚)放大200倍，(b)試樣(Imm厚)放大2000倍
圖1中標(biāo)記，1.鐵水中間包；2.高溫鐵水；3.雙輥鑄軋機(jī)；4.夾輥；5.薄坯；6.支撐輥；7.壓力密封入口 ；8.脫碳?xì)獬隹?；9.固態(tài)脫碳煉鋼室；10.脫碳?xì)怏w；11.薄板帶；12.壓力密封出口 ；13.脫碳?xì)馊肟凇?br>【具體實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
[0023]本發(fā)明公開了一種鐵水雙輥鑄軋-固態(tài)脫碳煉鋼的方法，該方法使用的裝置及步驟見附圖1，所述的裝置由鐵水中間包1、雙輥鑄軋機(jī)3、固態(tài)脫碳煉鋼室9等組成。鐵水中間包I位于雙輥鑄軋機(jī)3的上方，雙輥鑄軋機(jī)3對應(yīng)設(shè)置多個夾輥4，夾輥4與支撐輥6銜接，支撐輥6從固態(tài)脫碳煉鋼室9穿過，貫通固態(tài)脫碳煉鋼室9至固態(tài)脫碳煉鋼室9外，與輸送裝置銜接。見圖1，固態(tài)脫碳煉鋼室9是高溫氣氛密封室，包含加熱保溫裝置、壓力密封入口 7、