CN103451349A

CN103451349A - 一种防止超低碳铝脱氧钢水浇铸过程水口堵塞的控制方法

Info

Publication number: CN103451349A
Application number: CN2013103567461A
Authority: CN
Inventors: 彭兆丰; 程迪; 谷凤龙; 刘守显; 李守华; 李太全; 王恩睿; 武海红; 胡朝辉
Original assignee: Hebei Iron And Steel Co Ltd Handan Branch
Current assignee: Hebei Iron And Steel Co Ltd Handan Branch
Priority date: 2013-08-16
Filing date: 2013-08-16
Publication date: 2013-12-18
Anticipated expiration: 2033-08-16
Also published as: CN103451349B

Abstract

本发明涉及一种防止超低碳铝脱氧钢水浇铸过程水口堵塞的控制方法，属于炼钢工艺技术领域。技术方案是：采用铁水脱硫处理-转炉冶炼-转炉出钢-RH真空处理-双流板坯连铸浇铸的工艺路径冶炼超低碳钢，提高超低碳铝脱氧钢水的可浇性，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；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；使用碱性覆盖剂，防止钢水二次氧化，更好的吸附钢水中的夹杂物；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，不用更换浸入式水口，从而避免因更换浸入式水口而影响铸坯质量。

Description

一种防止超低碳铝脱氧钢水浇铸过程水口堵塞的控制方法

技术领域

本发明涉及一种防止超低碳铝脱氧钢水浇铸过程水口堵塞的控制方法，属于炼钢工艺技术领域。

背景技术

中国发明专利200910084426.9公开了一种用于冶炼超低碳钢生产的方法，采用了铁水脱硫预处理-转炉冶炼-转炉出钢-钢包炉处理-RH真空处理-板坯连铸的工艺路线，提出了一种解决连铸水口堵塞的方法，该发明的特点是：经铁水预处理、转炉冶炼后不脱氧，在LF炉进行顶渣改质、升温操作后，再到RH进行真空脱碳，脱氧完成后深真空处理时间10-18 min，真空处理结束后钢水镇静时间40-70min，解决了水口堵塞的问题，提高了超低碳钢的可浇性。但是，该方法存在如下几个缺点：（1）冶炼工序多；（2）在钢包炉顶渣改质和升温处理，生产成本高，不利于生产组织安排；（3）在钢包炉升温处理后会造成钢水增碳，增加RH脱碳的难度；（4）在钢包炉顶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。

发明内容

本发明目的是提供一种防止超低碳铝脱氧钢水浇铸过程水口堵塞的控制方法，从减少冶炼工序、降低冶炼成本的思路，本着降低钢水中的Al₂O₃夹杂物，提高钢水纯净度的工艺角度，采用铁水脱硫处理-转炉冶炼-转炉出钢-RH真空处理-双流板坯连铸浇铸的工艺路径冶炼超低碳钢，提高超低碳铝脱氧钢水的可浇性，解决背景技术中存在的上述问题。

本发明的技术方案是：一种防止超低碳铝脱氧钢水浇铸过程水口堵塞的控制方法，采用铁水脱硫处理-转炉冶炼-转炉出钢-RH真空处理-双流板坯连铸浇铸的工艺路径，各工序控制过程如下：

①铁水脱硫处理工序，以氮气为载气向铁包内的铁水喷吹脱硫剂进行脱硫，将铁水脱硫渣扒除干净，再将铁水装入转炉进行冶炼；

②转炉冶炼工序，转炉装入废钢和脱硫铁水后，采用顶吹氧气和底吹氩气搅拌的复合吹炼法进行吹炼，吹炼过程中加入石灰进行造渣，去除钢水中的硅、磷、硫等杂质元素，炉渣碱度控制在4.0～6.0；吹炼结束时，钢水中的[C]≤0.055%，重量比；

③转炉出钢工序，转炉出钢采用出钢前、后挡渣，即转炉出钢前，采用挡渣塞堵住出钢口外侧进行出钢前的挡渣；出钢结束前，向炉内出钢口正上方加入挡渣锥进行出钢后挡渣；出钢过程不对钢水脱氧处理，只进行钢包顶渣改质处理,改质后钢渣中FeO+MnO的重量比含量小于10%；

④RH真空处理工序，RH进站对钢水进行测温定氧；真空处理过程控制吹氧量小于150m³，各级真空泵全部投入抽真空操作；脱碳结束时测温定氧、加铝脱氧，加铝脱氧4分钟后进行合金化，保证纯脱气时间5～20分钟；真空处理结束后，在不开钢包底吹气的状态下保证钢水静置时间15-50分钟；

⑤双流板坯连铸浇注工序，连铸中间包内衬采用镁质涂抹料，中间包水口为分体式可快换的浸入式水口；保护浇注过程采用碱性覆盖剂，超低碳保护渣，长水口（长度比普通水口长的水口）与钢包水口连接处加石棉密封垫，并通入氩气密封保护；浸入式水口的板间连接处吹氩气密封保护；塞棒通入氩气；控制单流通钢量小于3.5t/min；钢水浇铸温度为钢水液相线温度+25～45℃；钢包内钢水浇铸结束时，采取剩钢操作，防止钢包渣流入中间包。

所述铁水脱硫处理工序，脱硫剂为镁粉和石灰粉，镁粉粒度为0.15～0.60mm，石灰粉颗粒度≤0.045mm；氮气流量22m³/h。

所述转炉冶炼工序，转炉装入的废钢量为脱硫铁水的9～13%，重量比，吹炼过程全程化渣；转炉吹炼结束时，钢水中的氧含量650～950ppm；

所述转炉出钢工序，转炉出钢过程顶渣改质处理，出钢过程，不开钢包底吹氩气；出钢至三分之一时，向钢包内加入石灰1.6～3.2Kg/t钢；出钢结束时，待钢渣为熔融状态，直接加入顶渣改质剂1.0～2.0Kg/t钢；加入石灰的粒度为10～30mm，硫含量均小于0.035%；顶渣改质剂成分重量比为：单质铝35～45%，氧化钙含量35～45%，其它为不可控杂质，粒度为20～30mm。

所述RH真空处理工序，RH真空处理进站钢水游离氧含量400～750ppm；真空脱碳结束时钢水氧含量控制在250～400ppm。

所述双流板坯连铸浇注工序，双流板坯连铸中间包镁质涂抹料，成分重量百分比为：MgO含量88～92%、SiO₂含量6～8%、其它杂质含量≤5%。

所述双流板坯连铸浇注工序，双流板坯连铸保护浇注使用的碱性覆盖剂，成分为：二氧化硅含量≤6%、氧化钙含量＞32%、碳含量≤1.5%，氧化铝含量＞39%，其它为不可避免的杂质；塞棒通入氩气流量、长水口与钢包水口连接处通入密封保护氩气流量、浸入式水口连接处密封保护氩气流量的控制范围5～15Nl/min，压力0.2～0.5MPa。

所述双流板坯连铸浇注工序，双流板坯连铸保护浇注过程，钢包内钢水浇注结束时，采取剩钢操作，每包钢水剩钢量大于总钢水重量的3%。

本发明的优点和效果：（1）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；（2）转炉出钢采用前、后双挡渣措施，避免出钢过程大量下渣；出钢过程进行顶渣改质，降低顶渣氧化性，提高顶渣碱度及吸附Al₂O₃夹杂物的能力；（3）转炉出钢过程，不对钢包内钢水脱氧，为RH真空脱碳提供适量的钢水游离氧；（4）RH真空脱碳结束钢水氧含量控制在250～400ppm，减少铝脱氧后生成的夹杂物总量；纯脱气时间6～18分钟进一步去除钢水夹杂物；在不开钢包底吹气的状态下保证钢水静置时间15～50分钟，充分去除钢水中的小颗粒夹杂物；（5）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；使用碱性覆盖剂，防止钢水二次氧化，更好的吸附钢水中的夹杂物；（6）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，不用更换浸入式水口，从而避免因更换浸入式水口而影响铸坯质量。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明做进一步说明。

实施例一：

钢种HIFI冶炼，液相线温度1536℃，250吨钢包，采用铁水脱硫处理-转炉冶炼-转炉出钢-RH真空处理-双流板坯连铸浇铸的工艺路径；各工序控制采用如下步骤：

铁水脱硫处理工序，采用预处理装置以氮气为载气向铁包内的铁水喷吹镁颗粒和石灰粉进行脱硫后，铁水脱硫渣扒除干净，将铁水装入转炉进行冶炼；

转炉冶炼工序，转炉装入废钢25.1吨、脱硫铁水275吨，采用顶吹氧气和底吹氩气搅拌的复合吹炼法进行吹炼，吹炼过程中加入石灰进行造渣，全程化渣，炉渣碱度控制在4.0；吹炼结束时，钢水中的[C]= 0.029%，[Si]=0.000%，[P]=0.010%，[O]=650ppm，吹炼结束温度1710℃；

转炉出钢工序，转炉出钢采用出钢前、后挡渣；出钢时间7分钟；出钢过程，不开钢包底吹氩气；出钢至三分之一时，向钢包内加入小粒石灰400Kg；出钢结束后，直接加入顶渣改质剂250Kg；顶渣改质后钢渣中（FeO+MnO）含量5.83%；

RH真空处理工序，RH进站钢水400ppm、温度1622℃；真空处理过程吹氧量30m³，各级真空泵全部投入抽真空操作；脱碳结束时定氧250ppm，加铝脱氧，加铝脱氧4分钟后加入电解锰、钛铁进行合金化，纯脱气6分钟；真空处理结束后测温，钢水温度为1595℃，钢水静置时间15分钟；

双流板坯连铸浇铸工序，连铸中间包内衬采用镁质涂抹料，砌有耐材的中间包盖，中包水口为分体式可快换的浸入式水口；保护浇注过程采用碱性覆盖剂，超低碳保护渣，长水口与钢包水口连接处加石棉密封垫，密封保护氩气流量5Nl/min，压力0.5MPa；浸入式水口连接处密封保护氩气流量5Nl/min，压力0.5MPa；塞棒通入氩气流量5Nl/min，压力0.5MPa；中间包钢水过热度为25℃；钢包内钢水浇注结束时，钢包剩钢量10.8吨，浇铸过程没有水口堵塞，没有塞棒上涨，没有更换浸入式水口。

实施例二：

转炉冶炼工序，转炉装入废钢24.8吨、脱硫铁水280吨，采用顶吹氧气和底吹氩气搅拌的复合吹炼法进行吹炼，吹炼过程中加入石灰进行造渣，全程化渣，炉渣碱度控制在6.0；吹炼结束时，钢水中的[C]= 0.024%，[Si]=0.000%，[P]=0.007%，[O]=950ppm，吹炼结束温度1688℃；

转炉出钢工序，转炉出钢采用出钢前、后挡渣；出钢时间5.9分钟；出钢过程，不开钢包底吹氩气；出钢至三分之一时，向钢包内加入小粒石灰800Kg；出钢结束后，直接加入顶渣改质剂500Kg；顶渣改质后钢渣中（FeO+MnO）含量7.56%；

RH真空处理工序，RH进站钢水750ppm、温度1624℃；真空处理过程吹氧量0m³，各级真空泵全部投入抽真空操作；脱碳结束时定氧400ppm，加铝脱氧，加铝脱氧4分钟后加入电解锰、钛铁进行合金化，纯脱气18分钟；真空处理结束后钢水温度为1616℃，钢水静置时间50分钟；

双流板坯连铸浇铸工序，连铸中间包内衬采用镁质涂抹料，砌有耐材的中间包盖，中包水口为分体式可快换的浸入式水口；保护浇注过程采用碱性覆盖剂，超低碳保护渣，长水口与钢包水口连接处加石棉密封垫，密封保护氩气流量15Nl/min，压力0.2MPa；分体式浸入式水口连接处密封保护氩气流量15Nl/min，压力0.2MPa；塞棒通入氩气流量15Nl/min，压力0.2MPa；中间包钢水过热度为45℃；钢包内钢水浇注结束时，钢包剩钢量11.5吨。浇铸过程没有水口堵塞，没有塞棒上涨，没有更换浸入式水口。

实施例三：

转炉冶炼工序，转炉装入废钢25.3吨、脱硫铁水279吨，采用顶吹氧气和底吹氩气搅拌的复合吹炼法进行吹炼，吹炼过程中加入石灰进行造渣，全程化渣，炉渣碱度控制在5.0；吹炼结束时，钢水中的[C]= 0.040%，[Si]=0.000%，[P]=0.008%，[O]=783ppm，吹炼结束温度1697℃；

转炉出钢工序，转炉出钢采用出钢前、后挡渣；出钢时间6.4分钟；出钢过程，不开钢包底吹氩气；出钢至三分之一时，向钢包内加入小粒石灰600Kg；出钢结束后，直接加入顶渣改质剂400Kg；顶渣改质后钢渣中（FeO+MnO）含量4.88%；

RH真空处理工序，RH进站钢水522ppm、温度1627℃；真空处理过程吹氧量0m³，各级真空泵全部投入抽真空操作；脱碳结束时定氧376ppm，加铝脱氧，加铝脱氧4分钟后加入电解锰、钛铁进行合金化，纯脱气12分钟；真空处理结束后钢水温度为1600℃，钢水静置时间24钟；

双流板坯连铸浇铸工序，连铸中间包内衬采用镁质涂抹料，砌有耐材的中间包盖，中包水口为分体式可快换的浸入式水口；保护浇注过程采用碱性覆盖剂，超低碳保护渣，长水口与钢包水口连接处加石棉密封垫，密封保护氩气流量15Nl/min，压力0.3MPa；浸入式水口连接处密封保护氩气流量10Nl/min，压力0.2MPa；塞棒通入氩气流量12Nl/min，压力0.2MPa；中间包钢水过热度为33℃；钢包内钢水浇注结束时，钢包剩钢量12吨，浇铸过程没有水口堵塞，没有塞棒上涨，没有更换浸入式水口。

Claims

1.一种防止超低碳铝脱氧钢水浇铸过程水口堵塞的控制方法，其特征在于：采用铁水脱硫处理-转炉冶炼-转炉出钢-RH真空处理-双流板坯连铸浇铸的工艺路径，各工序控制过程如下：

⑤双流板坯连铸浇注工序，连铸中间包内衬采用镁质涂抹料，中间包水口为分体式可快换的浸入式水口；保护浇注过程采用碱性覆盖剂，超低碳保护渣，长水口与钢包水口连接处加石棉密封垫，并通入氩气密封保护；浸入式水口的板间连接处吹氩气密封保护；塞棒通入氩气；控制单流通钢量小于3.5t/min；钢水浇铸温度为钢水液相线温度+25～45℃；钢包内钢水浇铸结束时，采取剩钢操作，防止钢包渣流入中间包。

2.根据权利要求1所述的一种防止超低碳铝脱氧钢水浇铸过程水口堵塞的控制方法,其特征在于：所述铁水脱硫处理工序，脱硫剂为镁粉和石灰粉，镁粉粒度为0.15～0.60mm，石灰粉颗粒度≤0.045mm；氮气流量22m³/h。

3.所述转炉冶炼工序，转炉装入的废钢量为脱硫铁水的9～13%，重量比，吹炼过程全程化渣；转炉吹炼结束时，钢水中的氧含量650～950ppm；

根据权利要求1或2所述的一种防止超低碳铝脱氧钢水浇铸过程水口堵塞的控制方法,其特征在于：所述转炉出钢工序，转炉出钢过程顶渣改质处理，出钢过程，不开钢包底吹氩气；出钢至三分之一时，向钢包内加入石灰1.6～3.2Kg/t钢；出钢结束时，待钢渣为熔融状态，直接加入顶渣改质剂1.0～2.0Kg/t钢；加入石灰的粒度为10～30mm，硫含量均小于0.035%；顶渣改质剂成分重量比为：单质铝35～45%，氧化钙含量35～45%，其它为不可控杂质，粒度为20～30mm。

4.根据权利要求1或2所述的一种防止超低碳铝脱氧钢水浇铸过程水口堵塞的控制方法,其特征在于：所述RH真空处理工序，RH真空处理进站钢水游离氧含量400～750ppm；真空脱碳结束时钢水氧含量控制在250～400ppm。

5.根据权利要求1或2所述的一种防止超低碳铝脱氧钢水浇铸过程水口堵塞的控制方法,其特征在于：所述双流板坯连铸浇注工序，双流板坯连铸中间包镁质涂抹料，成分重量百分比为：MgO含量88～92%、SiO₂含量6～8%、其它杂质含量≤5%。

6.根据权利要求1或2所述的一种防止超低碳铝脱氧钢水浇铸过程水口堵塞的控制方法,其特征在于：所述双流板坯连铸浇注工序，双流板坯连铸保护浇注使用的碱性覆盖剂，成分为：二氧化硅含量≤6%、氧化钙含量＞32%、碳含量≤1.5%，氧化铝含量＞39%，其它为不可避免的杂质；塞棒通入氩气流量、长水口与钢包水口连接处通入密封保护氩气流量、浸入式水口连接处密封保护氩气流量的控制范围5～15Nl/min，压力0.2～0.5MPa。

7.根据权利要求1或2所述的一种防止超低碳铝脱氧钢水浇铸过程水口堵塞的控制方法,其特征在于：所述双流板坯连铸浇注工序，双流板坯连铸保护浇注过程，钢包内钢水浇注结束时，采取剩钢操作，每包钢水剩钢量大于总钢水重量的3%。