CN102071284B

CN102071284B - 减少连铸机水口堵塞的方法

Info

Publication number: CN102071284B
Application number: CN2011100203089A
Authority: CN
Inventors: 陈靓; 雷辉; 吴胜; 李盛; 黄登华; 黄德胜
Original assignee: Pangang Group Steel Vanadium and Titanium Co Ltd; Pangang Group Panzhihua Steel and Vanadium Co Ltd
Current assignee: Pangang Group Steel Vanadium and Titanium Co Ltd; Pangang Group Panzhihua Steel and Vanadium Co Ltd; Pangang Group Panzhihua Iron and Steel Research Institute Co Ltd
Priority date: 2011-01-18
Filing date: 2011-01-18
Publication date: 2012-06-27
Anticipated expiration: 2031-01-18
Also published as: CN102071284A

Abstract

本发明公开了一种减少连铸机水口堵塞的方法，该方法包括以下步骤：在钢包精炼炉冶炼结束之后，将钙以0.1kg/t_钢～0.5kg/t_钢的量喂入钢水。

Description

减少连铸机水口堵塞的方法

技术领域

本发明涉及一种减少连铸机水口堵塞的方法。

背景技术

连铸机的水口在浇铸铝镇静钢时，常有大量的粘结物沉积在水口，使水口堵塞。对水口粘结物的电子衍射分析结果表明，其主要物相为CaSiO₃、Al₂O₃、CaAl₁₂O₁₉，其中Al₂O₃、CaAl₁₂O₁₉均为高熔点物相，在浇铸过程的钢水温度下析出，粘附于塞棒和浸入式水口上端之间的间隙、浸入式水口内壁和下口端面。

水口发生堵塞时，往往会出现结晶器液面持续下降，保护渣结壳严重，通常采取的措施是加大塞棒吹氩压力或快速关闭和开启塞棒冲掉堵塞物，但这会造成结晶器液面强烈扰动，铸坯表面出现纵裂和夹渣。同时，一旦堵塞物被冲入钢水中，又会恶化铸坯内部质量。此外，这些被冲洗下来的堵塞物阻碍液渣流入铸坯与结晶器壁之间的空隙，由于堵塞物的Al₂O₃含量和含碳量高(在使用含碳水口的情况下)，不但会使弯月面钢水的含碳量升高，还使液渣的Al₂O₃含量和粘度升高，因而增加粘结漏钢的危险。如果堵塞物采取上述措施后仍然无法保证水口下流则只能停浇。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种减少连铸机水口堵塞的方法。

根据本发明的减少连铸机水口堵塞的方法包括以下步骤：在钢包精炼炉冶炼结束之后，将钙以0.1kg/t_钢～0.5kg/t_钢的量喂入钢水。

根据本发明的一方面，该方法还包括在将钙以0.1kg/t_钢～0.5kg/t_钢的量喂入钢水之前的以下步骤：在转炉吹炼钢水完成后，以0.5kg/t_钢～1kg/t_钢的量向转炉中加入白渣精炼剂；在从转炉向钢包出钢的过程中，以3.0kg/t_钢～4.5kg/t_钢的量向钢水加入活性石灰并以0.5kg/t_钢～1kg/t_钢的量向钢水加入萤石；在钢包精炼炉中，以0.5kg/t_钢～1.5kg/t_钢的量向渣面上加入白渣精炼剂；向钢包精炼炉中加入脱氧剂和/或合金化材料；在对钢水进行脱氧和/或合金化的过程中，一次性地或分批以总共0.3kg/t_钢～1.5kg/t_钢的量向钢包精炼炉加入白渣精炼剂；以2.9kg/t_钢～4.5kg/t_钢的量向钢包精炼炉中加入活性石灰并以0.7kg/t_钢～0.9kg/t_钢的量向钢包精炼炉中加入萤石，继续冶炼，直至钢包精炼炉冶炼结束。

根据本发明的一方面，脱氧剂包括铝质脱氧剂和钙质脱氧剂中的至少一种。

根据本发明的一方面，铝质脱氧剂包括铝锰铁合金、铝铁合金和金属铝中的至少一种，钙质脱氧剂包括电石、硅钙合金、硅钙钡合金中的至少一种。

根据本发明的一方面，脱氧剂是电石。

根据本发明的一方面，该方法还包括：在钢包精炼炉冶炼结束之后且在将钙以0.1kg/t_钢～0.5kg/t_钢的量喂入钢水之前，对钢水进行循环真空脱气处理。

根据本发明的一方面，在钢包精炼炉冶炼结束之后，紧接着执行将钙以0.1kg/t_钢～0.5kg/t_钢的量喂入钢水的步骤。

具体实施方式

根据本发明，可利用作为初炼炉的转炉的吹氧脱碳功能将铁水初炼成钢水。在转炉吹炼过程中，由于不断向金属熔池吹氧，当吹炼达到终点时，钢水中必然残留一定数量的溶解氧。转炉吹炼结束后，如果不将氧脱除到一定程度，就不能顺利浇铸，也不能得到结构合理的铸坯。因此，在出钢前或者在出钢及其以后的过程中根据钢种要求选择合适的脱氧剂及其加入量，加入到钢水中使其达到合乎规定的脱氧程度，这个操作称为脱氧。在脱氧的同时，也可使钢水中硅、锰及其他合金元素的含量达到成品钢的规格，达到合金化的目的。

通常的脱氧方法有沉淀脱氧、扩散脱氧和真空脱氧。沉淀脱氧时，脱氧剂(例如铝铁合金)直接加入到钢水中，脱除钢水中的氧。这种脱氧方法脱氧效率比较高，耗时短，合金消耗较少，但脱氧产物容易残留在钢中会造成内生夹杂物。扩散脱氧时，脱氧剂加入到熔渣中，通过降低熔渣中w(TFe)含量，使钢水中氧向熔渣中转移扩散，达到降低钢水中氧含量的目的。钢水平静状态下扩散脱氧的时间较长，脱氧剂消耗较多，但钢中残留的有害夹杂物较少。真空脱氧的原理是将钢水置于真空条件下，通过降低外界CO分压打破钢水中碳氧平衡，使钢中残余的碳和氧继续反应，达到脱氧的目的。

向钢中加入一种或几种合金元素，使其达到成品钢成分规格要求的操作过程称为合金化。在多数情况下，脱氧和合金化是同时进行的，加入钢中的脱氧剂一部分消耗于钢的脱氧，转化为脱氧产物而排出，另一部分则为钢水所吸收，起合金化的作用；而加入钢中的大多数合金元素，因其与氧的亲合力比铁强，也必然起到脱氧作用。因此，在实践中往往不大可能把脱氧和合金化，脱氧元素和合金元素截然分开。

脱氧剂可包括铝质脱氧剂和钙质脱氧剂中的至少一种。铝质脱氧剂包括铝锰铁合金、铝铁合金和金属铝中的至少一种，钙质脱氧剂包括电石、硅钙合金、硅钙钡合金中的至少一种。合金化材料是依照最终期望得到的钢种的成分所选择的元素和/或元素的组合，例如包括镍、钼、铜、钨、铬、铝、钛、硼、硅、钒、铌、锰、稀土元素中的单一元素或其组合。铝、钛、硼、硅、钒、铌、锰、稀土元素由于其与氧的亲合力比铁强得多，所以也起到脱氧的作用。

根据本发明，也可使用作为初炼炉的电炉初炼钢水。根据本发明，上述脱氧和/或合金化的操作的一部分或全部可以在电炉中进行。

根据本发明，还可利用炉外精炼技术对钢水进行精炼。炉外精炼包括以下作用中的至少一种：承担初炼炉原有的部分精炼功能；均匀钢水，精确控制钢种成分；精确控制钢水温度，适应连铸生产的要求；进一步提高钢水纯净度，满足成品钢材性能要求；作为炼钢与连铸之间的缓冲，提高炼钢车间整体效率。炉外精炼技术可包括钢包吹氩、CAB、DH、RH、LF(钢包精炼炉)、ASEA-SKF、VAD、CAS-OB、VOD、RH-OB、AOD、TN、SL、喂线和合成渣洗中的一种或其组合。根据本发明，上述脱氧和/或合金化的操作的一部分或全部可以通过炉外精炼来执行。

根据本发明的炼钢工艺包括采用转炉初炼钢水并采用LF对钢水进行精炼。以下对根据本发明的炼钢工艺进行详细描述。

首先，可在转炉内加入铁水，利用转炉吹氧脱碳的功能，将铁水初炼成钢水。吹炼完成之后，以0.5kg/t_钢～1kg/t_钢的量向转炉加入白渣精炼剂。白渣精炼剂可含有按重量计5％～10％的CaF₂，其余为CaO和SiO₂等。在一个实施例中，可以使用安阳市大金铁合金有限公司生产的精炼剂、巩义市源都冶金材料有限公司生产的精炼剂、上海长三角冶金炉料有限公司、西峡县宏轩特种冶金辅料有限公司生产的精炼剂中的至少一种。

然后，向钢包出钢。在转炉出钢过程中，以3.0kg/t_钢～4.5kg/t_钢的量向钢水加入作为造渣材料的活性石灰并以0.5kg/t_钢～1kg/t_钢的量向钢水加入作为熔剂的萤石。

出钢完毕之后，降下电极并通电组成LF对钢水进行精炼。具体地讲，在第一实施例中，转炉向钢包出钢完毕并开始通电之后，以0.5kg/t_钢～1.5kg/t_钢的量向渣面上加入白渣精炼剂，然后向LF加入脱氧剂以进行脱氧操作。在第二实施例中，转炉向钢包出钢完毕并开始通电之后，以0.5kg/t_钢～1.5kg/t_钢的量向渣面上加入白渣精炼剂，然后向LF加入脱氧剂和合金化材料以进行脱氧操作和合金化操作。脱氧剂和合金化材料的选择如上所述。电石的脱氧产物包含CO气体，可使炉气具有一定的还原性，并降低了渣的氧化性，同时可使炉渣发泡。因此，本发明优选地使用CaC₂作为脱氧剂。

在LF脱氧过程和/或合金化过程中，可以一次性地或分批以总共0.3kg/t_钢～1.5kg/t_钢的量向LF加入白渣精炼剂。所加入的白渣精炼剂强化了造白渣的操作，使得钢水中的氧浓度降低，从而减少了Al₂O₃夹杂物的生成。

此外，渣氧化性的降低减少了浇铸过程钢中Als(酸溶铝)的烧损，从而减少了Al₂O₃夹杂物的生成。

在第一实施例中，脱氧操作之后，以2.9kg/t_钢～4.5kg/t_钢的量向LF加入作为造渣材料的活性石灰并以0.7kg/t_钢～0.9kg/t_钢的量向LF加入作为熔剂的萤石。

在第二实施例中，脱氧操作和合金化操作之后，以2.9kg/t_钢～4.5kg/t_钢的量向LF加入作为造渣材料的活性石灰并以0.7kg/t_钢～0.9kg/t_钢的量向LF加入作为熔剂的萤石。

在LF冶炼完毕之后，以0.1kg/t_钢～0.5kg/t_钢的量向钢水喂入钙。钢水经过喂钙处理，可使高熔点Al₂O₃和Al₂O₃-CaO系夹杂物转变为浇铸时呈液态的12CaO·7Al₂O₃，防止高熔点相析出粘附，从而改善堵塞现象。优选地，还可以采用氩气搅拌钢水，以使钙分布均匀，夹杂物变形均匀，并加快夹杂物上浮。喂钙之后，所得的钢水可进入连铸步骤。

可选择地，在LF冶炼完毕之后，对钢水进行RH真空脱气处理(循环真空脱气处理)。RH真空脱气处理之后，以0.1kg/t_钢～0.5kg/t_钢的量向钢水喂入钙。喂钙之后，所得的钢水可进入连铸步骤。

下面以37Mn2钢的冶炼过程为例对根据本发明的炼钢工艺进行说明。

首先，在转炉中冶炼135吨钢水。吹炼完毕时，向转炉加入100kg白渣精炼剂。

之后，向钢包出钢，在出钢过程中向钢水加入500kg活性石灰和100kg萤石。出钢完毕后，在LF中将一定量的安阳市大金铁合金有限公司生产的白渣精炼剂(称为第一批白渣精炼剂，其加入量如下表1所示)加到渣面上，并冶炼。冶炼过程中加入脱氧剂和合金化材料，并一次性地加入一定量的白渣精炼剂(称为第二批白渣精炼剂，其加入量如下表1所示)。之后，向LF加入500kg活性石灰和110kg萤石。在LF冶炼完毕之后，进行RH真空脱气处理。RF真空处理完毕之后，向钢水加入500米Ca-Si线(含有20kg钙)。然后，对钢水执行连铸操作。

表1

LF出站钢包渣组成(重量百分比)情况如表2所示。

表2

示例编号	CaO	Si0₂	Al₂0₃	碱度R	FeO+MnO
						示例1	57.42	13.23	15	2.2	1.77
示例2	58.21	13.51	14.62	2.3	0.87
						示例3	51.36	15.49	10.65	2.4	2.19

LF精炼过程钢水的氧含量变化如表3所示。

表3

示例编号	LF进站[O]/％	LF出站[O]/％	[O]去除率/％
				示例1	0.004	0.0018	55.0
示例2	0.0056	0.0039	30.4
				示例3	0.0058	0.0034	41.4

这里，示例1至示例3的冶炼过程中加入的脱氧剂均为20kg铝粒。

由表3可见，在LF中添加白渣精炼剂进行造白渣之后，钢中的氧含量大幅度降低，去除率在30％以上。由此可见，所加入的白渣精炼剂强化了造白渣的操作，使得钢水中的氧浓度降低，从而减少了Al₂O₃夹杂物的生成。

此外，在示例1至示例3中经过喂钙处理之后的钢水在进行连铸时，未发现连铸机水口堵塞的情形。

因此，根据本发明，通过在LF冶炼完毕之后对钢水进行喂钙处理和/或在冶炼过程中使用白渣精炼剂，防止了或减少了连铸机水口堵塞现象的发生。

Claims

1.一种减少连铸机水口堵塞的方法，所述方法包括：

在转炉吹炼钢水完成后，以0.5kg/t_钢～1kg/t_钢的量向转炉中加入白渣精炼剂；

在从转炉向钢包出钢的过程中，以3.0kg/t_钢～4.5kg/t_钢的量向钢水加入活性石灰并以0.5kg/t_钢～1kg/t_钢的量向钢水加入萤石；

在钢包精炼炉中，以0.5kg/t_钢～1.5kg/t_钢的量向渣面上加入白渣精炼剂；

向钢包精炼炉中加入脱氧剂和/或合金化材料；

在对钢水进行脱氧和/或合金化的过程中，一次性地或分批以总共0.3kg/t_钢～1.5kg/t_钢的量向钢包精炼炉加入白渣精炼剂；

以2.9kg/t_钢～4.5kg/t_钢的量向钢包精炼炉中加入活性石灰并以0.7kg/t_钢～0.9kg/t_钢的量向钢包精炼炉中加入萤石，继续冶炼，直至钢包精炼炉冶炼结束；

在钢包精炼炉冶炼结束之后，将钙以0.1kg/t_钢～0.5kg/t_钢的量喂入钢水。

2.如权利要求1所述的减少连铸机水口堵塞的方法，其中，脱氧剂包括铝质脱氧剂和钙质脱氧剂中的至少一种。

3.如权利要求2所述的减少连铸机水口堵塞的方法，其中，铝质脱氧剂包括铝锰铁合金、铝铁合金和金属铝中的至少一种，钙质脱氧剂包括电石、硅钙合金、硅钙钡合金中的至少一种。

4.如权利要求1所述的减少连铸机水口堵塞的方法，其中，所述脱氧剂是电石。

5.如权利要求1所述的减少连铸机水口堵塞的方法，其中，所述方法还包括：在钢包精炼炉冶炼结束之后且在将钙以0.1kg/t_钢～0.5kg/t_钢的量喂入钢水之前，对钢水进行循环真空脱气处理。

6.如权利要求1所述的减少连铸机水口堵塞的方法，其中，在钢包精炼炉冶炼结束之后，紧接着执行将钙以0.1kg/t_钢～0.5kg/t_钢的量喂入钢水的步骤。