发展历史

F钢在1949年首次被研制成功，其基本原理是在钢中加入一定比例的Ti，使钢中固溶C和N的含量降到0.01%以下，使铁素体得到深层次的净化，从而得到良好的深冲性能。但由于受到当时冶炼技术的限制，钢中原始的固溶C、N含量较高，所以需要加入的Ti含量也很高，达到了0.25-0.35%，Ti是一种价格非常昂贵的稀有合金元素，在当时更是如此，因而阻止了其当时的商业化进程。直到1967-1970，由于真空脱气技术在冶金生产中的应用，大大减少了需要添加的Ti合金元素含量(大约为0.15%左右)才正式出现了商用的IF钢，几乎在同时，人们也发现了Nb具有和Ti几乎相同的作用，但还是受到价格因素的制约，其应用也只限于少量特殊的零件。20世纪70年代在日本开始用连退线生产少量的IF钢，70年代末，IF钢成分大致为：0.005-0.01%C、0.003%N、0.15%Ti或Nb。到20世纪80年代，冶炼技术进一步发展，采用改进的RH处理可经济的生产C≤0.002%的超 低碳钢，RH处理时间也缩短到10-20min。现代IF钢的成分大致为：C≤0.005%、N≤0.003%，Ti或Nb一般约0.05%。到1994年全世界IF钢的产量超过了1000万吨。归根到底，IF钢的迅速发展来自于市场需求的急剧增加和生产成本的降低。

研究进展

国外

汽车工业的飞速发展带动了IF钢（Interstitial Free Steel，无间隙原子钢）的生产。世界许多先进钢铁厂都非常重视IF钢的生产， 安赛乐米塔尔、 新日铁、 JFE、 蒂森克虏伯、美钢联、浦项等先进钢厂的IF钢年产量均在200万吨以上。20世纪末，日本IF钢年产量已超过1000万吨，并呈逐年上升趋势。许多大型钢铁公司均积极发展IF钢生产，如日本的川崎制钢公司、新日铁公司，德国的Thyssen钢铁公司、Hoesch钢铁公司,美国的Armco钢铁公司、Inland钢铁公司，韩国的浦项钢铁公司等，其IF钢年产量均在100万吨以上。近年来，为适应汽车减重、降低材料消耗和节约燃油的需要，对汽车用钢板强度的要求越来越高。“超低碳”钢是高端产品，新日铁、 JFE、蒂森克虏伯等钢厂在钢的化学成分、夹杂物含量以及每道工序的控制等方面均有成熟的经验。

国内

从2000年以来，由于IF钢具有优良的深冲性和无时效性，已逐渐成为继 沸腾钢和铝镇静钢之后的新一代冲压用钢，是一个国家汽车用钢板生产水平的标志。

我国研制IF钢始于1989年，宝钢集团公司、鞍钢集团公司、武钢集团公司、攀钢集团公司、本钢集团公司等先后开展IF钢的研究开发工作，并大力发展IF钢生产。到2009年，我国的IF钢生产已具有一定规模，但仍处于初级发展阶段。以汽车板用IF钢为例，国产的IF钢仅可以满足中低档轿车和卡车用钢板的质量要求，中高档轿车用高品质钢板仍然需要大量进口，尤其是对于表面质量要求非常严格的汽车面板，与国外同类型IF钢产品的质量差距更大。

到2010年，我国的汽车产量达800万辆，其中轿车600万辆。可见我国对汽车板的需求量之大。2009年我国宝钢生产的IF钢的成分已能控制在[C] 0.002%、[N] 0.002%、[S] 0.001%、T[O] 0.002%的水平。本钢生产的IF钢的成分控制在[C] 0.003%、[N] 0.004%、[S] 0.005%的水平。我国武钢、鞍钢也已批量生产IF钢。中钢公司（中国钢铁集团公司）采用BOF+RH 真空脱气工艺，并改造了关键设备，开发出优质IF钢。

工艺流程

IF钢对钢水纯净度有着较为苛刻的要求，生产工艺流程的选取直接影响到IF钢的品质和生产的顺行。当前IF钢的生产有三种典型的工艺流程，必须根据企业现有的装备条件来选择合适的流程。

工艺路线A：

高炉→铁水脱硫→顶底复吹转炉→氩气搅拌→ RH真空处理→ 连铸

工艺路线B：

高炉→铁水 脱硫→转炉冶炼→ 氩气搅拌→ RH真空处理→ LF精炼→连铸

工艺路线C：

高炉→铁水脱硫→转炉冶炼→氩气搅拌→LF精炼→RH真空处理→连铸

工艺A是目前国内外生产IF钢最常用的方法，适用于传统厚板坯 连铸机，由于其不需要经过LF精炼处理，生产成本最低，工艺设备基本上能满足IF钢的生产需要。工艺B和工艺C由于采用了LF精炼，能使大包渣得到很好改性，有利于渣吸收夹杂物，净化钢液。目前 马钢、本钢采用LF-RH双联法在薄板坯连铸机上成功实现IF钢的批量生产，但是这两种工艺路线相对复杂，成本相对较高。