CN101586205A

CN101586205A - 用中等厚度板坯连铸机生产低合金包晶钢的方法

Info

Publication number: CN101586205A
Application number: CNA2008100115635A
Authority: CN
Inventors: 赵爱英; 姚伟智; 张洪峰; 刘敏; 孟宪敏; 刘振中; 许海亮; 张文
Original assignee: Angang Steel Co Ltd
Current assignee: Angang Steel Co Ltd
Priority date: 2008-05-22
Filing date: 2008-05-22
Publication date: 2009-11-25
Anticipated expiration: 2028-05-22
Also published as: CN101586205B

Abstract

本发明提供一种用中等厚度板坯连铸机生产低合金包晶钢的方法，包括下列工艺步骤：(1)转炉冶炼：出钢过程中增加钢水碱度，出钢后，进行顶渣改质，实现无渣出钢，出钢终点磷控制在成分范围内；其它成分低于上限值。(2)LF炉精炼：进行深脱氧，并采用氩气搅拌制度。(3)连铸：用中等厚度板坯连铸机连铸；采用熔化速度快的高碱度结晶器保护渣；并实现结晶器吹氩保护。本发明生产低合金包晶钢的方法减轻了连铸生产过程中由于包晶反应造成的液面波动现象，消除了低合金包晶钢铸坯表面纵裂和横向凹陷，铸坯合格率达100％，充分发挥了中等厚度板坯连铸机在高拉速下批量生产低合金包晶钢的能力。

Description

用中等厚度板坯连铸机生产低合金包晶钢的方法

技术领域

本发明属于钢铁冶金技术领域，尤其涉及一种采用中等厚度板坯连铸机生产低合金包晶钢的方法。

背景技术

传统的低合金包晶钢的生产方法是采取模铸形式，在上世纪70年代后期连铸工业化生产以后，经历了上世纪80～90年代连铸大发展时期，传统连铸机也出现了浇铸包晶钢的生产经验。但是，对于中等厚度(80～150mm)的连铸机，由于其拉速快、铸坯薄、水口内径小、结晶器液面波动大的特点，如果按照传统连铸机生产低合金包晶钢的方法，就不能满足中等厚度连铸机的生产和质量要求。将传统连铸机生产低合金包晶钢的方法移用到目前的中等厚度连铸机上，[C]范围在0.09％～0.15％范围内，发生了δFe+L(液体)→γFe包晶反应，该反应的发生使结晶器内的坯壳收缩量大，在坯壳与铸坯之间形成气隙早而大，热流传递受阻，导致铸坯坯壳不均而形成表面纵裂；形成的薄坯壳出结晶器后在辊子处受压形成鼓肚造成液面波动大，进而在结晶器振痕处由于波动的液面形成横向凹陷。所以，用中等厚度连铸机无法保证在高拉速下成批量生产低合金包晶钢，也就无法充分发挥这一高拉速铸机的高效性能。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，提供一种利用中等厚度连铸机在高拉速下稳定地批量生产低合金包晶钢的方法。

本发明用中等厚度板坯连铸机生产低合金包晶钢的方法包括下列工艺步骤：

(1)转炉冶炼：出钢过程中随着脱氧剂向钢水罐中加入冶金白灰，加入量为5～8kg/t钢，以增加钢水碱度；出钢后，向顶渣中加入少量铝粉与氧化钙的复合物，降低渣中氧化性，提高顶渣碱度；通过气动、挡渣球等方式实现无渣出钢，以避免转炉渣对钢水的污染；由于LF炉无法处理磷，出钢终点磷应控制在成分范围内；碳成分控制低于最终成分下限，避免转炉终点碳控制过高造成LF炉碳成分调整困难；其它成分应低于上限值，以便LF进行成分调整。

(2)LF炉精炼：采用常规方法向渣中加入冶金白灰、铝，进行渣、钢深脱氧，去除顶渣中过剩的FeO、MnO，碱度的提高可以降低渣、钢反应的动力学性能；并采用合理的底吹氩气搅拌制度，氩气流量控制标准为：处理前期1～5min时，流量控制在300～500NL/min，处理中期6～15min时，流量控制在80～150NL/min，16～22min时，流量控制在200～300NL/min，处理后期23～30min时，采用小氩量进行净吹脱夹杂，流量控制在30～80NL/min；其间根据要求对钢水进行脱硫、温度调整、时间调整、成分微调等。

(3)连铸：采用中等厚度板坯连铸机连铸；采用熔化速度快的高碱度结晶器保护渣，其成分重量百分比为：SiO₂：25.0％～31.0％、CaO：39.0％～45.0％、MgO：1.0％～3.0％、Al₂O₃：1.0％～4.0％、Na₂O：5.0％～9.0％、F：8.0％～12.0％、Li₂O：2.0％～4.0％、C_tot：3.0％～5.0％、H₂O：0.5以下，其碱度CaO/SiO₂：1.48。这样可以使坯壳与结晶器壁间的润滑得到进一步改善，减少由于包晶反应带来的液面波动形成的表面横向裂纹缺陷；实现结晶器吹氩保护；为控制结晶器保护渣熔化速度，将结晶器氩气流量控制在1.0～3.0NL/min，保护渣的厚度在40～60mm，结晶器浸入式水口的浸入深度在90～160mm；采用中薄板连铸结晶器浸入式水口(专利号CN200520091587.8)，可提高结晶器内热流场的活跃性，达到稳定保护渣状态的目的，使在不同拉速下保护渣的熔融层厚度能够快速进行调整，防止由于包晶反应形成气隙早而产生的表面纵裂纹；连铸过程中铸流二次冷却采用中等厚度铸机特有的二次弱冷，以防止已经形成的表面缺陷进一步扩展。

本发明用中等厚度板坯连铸机生产低合金包晶钢的方法所述包晶钢的成分重量百分比为：C：0.09％～0.15％、Si：0.30～0.60％、Mn：1.2％～1.6％、P：≤0.025、S：≤0.020、Ti：0.07％～0.16％、：V：0.03％～0.09％、Re：0.10％～0.15％、Cu：≤0.35％，其余为铁和不可避免的杂质。

本发明用中等厚度板坯连铸生产低合金包晶钢的方法减轻了连铸生产过程中由于包晶反应造成的液面波动现象，消除了低合金包晶钢铸坯表面纵裂和横向凹陷，铸坯合格率达100％，充分发挥了中等厚度板坯连铸机在高拉速下批量生产低合金包晶钢的能力。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明作进一步的描述。

本发明实施例以生产3罐低合金包晶钢为例，该钢种的成品要求成分重量百分比如下：C：0.09％～0.15％、Si：0.30～0.60％、Mn：1.2％～1.6％、P：≤0.025、S：≤0.020、Ti：0.07％～0.16％、：V：0.03％～0.09％、Re：0.10％～0.15％、Cu：≤0.35％，其余为铁和不可避免的杂质。钢水量分别为98t、99t和100t。

出钢过程中，随着脱氧剂向钢水罐中加入冶金白灰500kg，转炉出钢结束后，向3个钢水罐中分别加入500kg铝粉与氧化钙的复合物，以初步改变顶渣中化合物的成分，降低渣中氧化性，提高顶渣碱度。钢水运至LF炉，分别向3个钢水罐的顶渣中加入冶金白灰500kg、550kg和650kg，铝50kg、65kg和75kg，并进行氩气搅拌，处理前期1～5min时，流量分别控制在350、400、450NL/min，处理中期6～15min时，流量分别控制在100、90、120NL/min，16～22min时，流量分别控制在200、250、280NL/min，处理后期23～30min时，采用小氩量进行净吹脱夹杂，流量分别控制在30、50、50NL/min。氩气搅拌的目的是增加渣钢熔池反应界面，使铝与渣中的(FeO)、(MnO)反应，脱除渣中的氧，配以冶金白灰是为了增加渣中碱度，以形成具有高碱度、强还原性、良好的吸附夹杂性的白渣。通过氩气搅拌可使钢中硫含量平均降低51ppm，即3罐钢水中的硫含量分别为45ppm、56ppm和53ppm。然后，按照钢种成分要求调整各种合金成分，分别向3罐钢内加入合金：第1罐加入20kg增碳剂、80kg硅铁、120kg锰铁；第2罐加入40kg增碳剂、40kg硅铁、90kg锰铁；第3罐加入30kg增碳剂、80kg硅铁、700kg锰铁。最终成品均调整到范围之内，其中产生包晶反应的碳含量分别为：0.12％、0.13％和0.11％。3罐钢到中等厚度板坯连铸机浇铸过程中，结晶器氩气流量分别为2.1、2.2、2.0NL/min。保护渣的成分为(重量百分比)：SiO₂：28.7％、CaO：42.5％、MgO：1.9％、Al₂O₃：2.5％、Na₂O：7.2％、F：10.2％、Li₂O：3.1％、C_tot：3.4％、H₂O：0.5以下，其厚度控制在55mm。结晶器浸入式水口采用中薄板连铸结晶器浸入式水口，水口浸入深度为150mm。二次冷却采用中等厚度铸机弱冷的3#曲线。连铸过程稳定，平均拉速达到2.2m/min，最大拉速达到2.5m/min。由于包晶反应造成的液面波动明显减轻，铸坯表面质量良好，未出现表面纵裂、横裂、凹陷等缺陷，经轧制成材后通过性能检验，各项指标均达要求指标范围之内。由此认为这种独特的生产低合金包晶钢的工艺方法更适合于高拉速下的中等厚度板坯连铸机。生产出的合格铸坯经过表面及内部质量分析，缺陷发生率低于传统方法生产的低合金包晶钢铸坯，从而有效解决了采用传统方式生产低合金包晶钢在中等厚度铸机上无法正常浇铸的问题。

Claims

1.一种用中等厚度板坯连铸机生产低合金包晶钢的方法，其特征在于包括以下工艺步骤：

a)转炉冶炼：出钢过程中增加钢水碱度，出钢后，进行顶渣改质，实现无渣出钢，出钢终点磷控制在成分范围内；其它成分低于上限值；

b)LF炉精炼：进行深脱氧，并采用氩气搅拌制度；

c)连铸：用中等厚度板坯连铸机连铸，采用熔化速度快的高碱度结晶器保护渣，并对保护渣熔化速度进行调整，实现结晶器吹氩保护。

2.根据权利要求1所述的生产低合金包晶钢的方法，其特征在于在LF炉精炼时底吹氩气的流量控制标准：处理前期1～5min时，流量控制在300～500NL/min；处理中期6～15min时，流量控制在80～150NL/min；16～22min时，流量控制在200～300NL/min；处理后期23～30min时，流量控制在30～80NL/min。

3.根据权利要求1所述的生产低合金包晶钢的方法，其特征在于在LF炉对钢水进行脱硫、温度调整、时间调整、成分微调。

4.根据权利要求1所述的生产低合金包晶钢的方法，其特征在于所述结晶器保护渣的成分重量百分比为：SiO₂：25.0％～31.0％、CaO：39.0％～45.0％、MgO：1.0％～3.0％、Al₂O₃：1.0％～4.0％、Na₂O：5.0％～9.0％、F：8.0％～12.0％、Li₂O：2.0％～4.0％、C_tot：3.0％～5.0％、H₂O：0.5以下，其碱度CaO/SiO₂：1.48。

5.根据权利要求1所述的生产低合金包晶钢的方法，其特征在于连铸时采用中薄板连铸结晶器浸入式水口。

6.根据权利要求1所述的生产低合金包晶钢的方法，其特征在于连铸时采用下述方法对结晶器保护渣熔化速度进行调整：结晶器氩气流量1.0～3.0NL/min；保护渣厚度40～60mm；浸入式水口的浸入深度为90～160mm。

7.根据权利要求1所述的生产低合金包晶钢的方法，其特征在于连铸时铸流二次冷却采用弱冷。

8.根据权利要求1所述的生产低合金包晶钢的方法，其特征在于所述包晶钢的成分重量百分比为：C：0.09％～0.15％、Si：0.30～0.60％、Mn：1.2％～1.6％、P：≤0.025、S：≤0.020、Ti：0.07％～0.16％、：V：0.03％～0.09％、Re：0.10％～0.15％、Cu：≤0.35％，其余为铁和不可避免的杂质。