CN105057621A - 一种耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢的连铸工艺 - Google Patents

Abstract

本发明是一种耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢的连铸工艺，连铸采用全保护浇注，钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注；中间包到结晶器采用整体内装浸入式水口保护浇注；中包中钢水使用钢水覆盖剂；中间包连续测温；在连铸浇注过程中结晶器液面采用全自动液面检测；连铸拉速按中间包过热度自动控制；结晶器及二冷自动配水；浇注过程结晶器中使用耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢专用保护渣。本发明而可大幅度降低轧材表面裂纹，大幅度提高探伤合格率及成材率。

Description

一种耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢的连铸工艺

技术领域

本发明涉及冶金领域的一种连铸工艺，具体的说是一种耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢的连铸工艺。

背景技术

锅炉是一种特种设备，在安全问题上不能出现丝毫差错，而其中的原材料，特别是钢材的质量是至关重要的。锅炉受《特种设备安全监察条例》的管辖，锅炉制造中受压元件材料的选择应遵循《蒸汽锅炉安全技术监察规程》、《热水锅炉安全技术监察规程》和《有机热载体炉安全技术监察规程》中相应条款的要求，《蒸汽锅炉安全技术监察规程》第三章规定了锅炉受压元件所用钢材的选择范围，它们的适用压力、温度，以及对所选用钢材的基本要求，如钢材的延伸率、常温冲击功等，这些是“法规”从安全方面考虑对钢材所提出的最基本的要求，是用于锅炉受压元件材料所必须遵守的。基于这些最基本的安全要求，“法规”给出了允许使用的材料(板材和管材)范围且规定，超出这些范围使用材料，就必须经过一定的程序许可。

锅炉又是一种特殊设备，它不但具有高温、高压等高级别参数，而且又直接受火焰辐射或高温烟气冲刷，随着燃料种类的不同,高温烟气所含的杂质也各不相同，所以在考虑钢材选用的基本安全要求的同时，还应充分考虑该元件在使用过程中所处的工况，接触的介质等因素。随着我国经济的发展和人民生活水平的提高、产业结构调整的需要，环保、节能意识不断增强，治理环境污染越来越被人们所重视，地球资源的充分利用、开发和节约也越来越得到大家的认同，各行业、各领域都在大力发展余热锅炉。余热锅炉不同于一般的工业锅炉，虽然它们几乎都应用于工业，但是在余热锅炉中和汽、水进行热交换的介质却是各不相同的。根据各行业作业的不同，分别有冶金、电力、石化、垃圾发电等工业领域中的炼钢高炉烟气、炉窑烟气、石油裂解物燃烧后产生的高温烟气等。这些高温烟气和工业锅炉的燃料——煤或油气等燃烧后产生的烟气一样，经过燃烧分解会生成二氧化硫(SO₂)，其中一部分还会再生成三氧化硫(SO₃)。三氧化硫(SO₃)在到达露点温度时与水蒸气结合生成硫酸(H₂SO₄)，由稀变浓，对设备构成强烈的硫酸腐蚀。对于满足环保、节能要求的新型工业锅炉，其排烟温度也要求尽量低(150℃以下)，因而不可避免的燃料燃烧烟气中或多或少带有一定量的硫化物，在较低温度下极易产生硫酸，从而对金属材料产生腐蚀作用，因此耐硫酸腐蚀的问题就放到议事日程上来了。

通常我们都是采用碳素钢作为低温段设备的主要用钢，为了解决低温部位设备的硫酸腐蚀问题，技术人员提出了多种方法，如燃料或烟气脱硫、提高受热面壁温、使用耐硫酸腐蚀材料等，但都是各有利弊。经过长时间的不断试验，从控制成本、简化工艺、节约能源等角度来看，还是采用耐硫酸腐蚀材料成效最好。针对材料如何提高耐硫酸腐蚀问题，也有许多解决途径，有些采用材料表面渗透处理，有些进行材料表面喷涂处理，也有调整材料配方研制出耐硫酸腐蚀的专用钢材。目前在我国使用的耐硫酸腐蚀专用钢材主要有09CrCuSb钢及日本的CR1A钢等。09CrCuSb钢被普遍认为是国内最理想的“耐硫酸低温腐蚀”用钢材。09CrCuSb钢无缝钢管广泛用于制造在高含硫烟气中服役的省煤器、空气预热器、热交换器和蒸发器等装置设备，用于抵御含硫烟气结露腐蚀。09CrCuSb钢还具有耐氯离子腐蚀的能力。09CrCuSb钢管主要的参考指标(70℃50%H₂SO₄溶液中浸泡24h)，与碳钢、日本住友钢铁的CR1A钢、不锈钢耐腐蚀性能相比，要高于这些钢种。产品经国内各大炼油厂、电厂和制造单位使用后受到广泛好评，并获得良好的使用效果。

由于烟气中含有水蒸气，而烟气中水蒸气的露点(即水露点)一般在30～60℃，在燃料中水分不多的情况下，低温段受热面上不会结露。但是在燃烧过程中，燃料中的硫可能有70%～80%会形成SO₂及SO₃。其中SO₃与烟气中的水蒸气形成硫酸蒸气，而硫酸蒸气的露点(也叫酸露点或烟气露点)则较高，烟气中只要有少量的SO₃,烟气的露点就会提高很多，从而使大量硫酸蒸气凝结在低于烟气露点的低温受热面上，引起腐蚀，当SO₃的含量为30×10^-6时,其露点约为130～150℃，当低温段设备表面温度低于露点温度时，即会形成硫酸凝结。

当低温段设备壁温低于露点温度时，可产生严重的硫酸腐蚀，腐蚀一般从锅炉部件的低温段开始逐渐扩大，腐蚀管子以坑蚀方式穿孔，由管外向管内扩展。取管子外壁黄白色的腐蚀物经X射线结构分析为FeSO₄·2H₂O，这就清楚地表明省煤器管子的腐蚀是由硫酸腐蚀所引起的，烟气对受热面的低温腐蚀常用酸露点的高低来判断，露点愈高，腐蚀范围愈广，腐蚀也愈严重。有些锅炉设备用∮32×4碳钢无缝管制作省煤器管束，其寿命只有短短的2～3月,可能3个月就要拉出系统修补一次，一个周期就要更新一台省煤器；高温、高浓度硫酸造成的腐蚀不仅会严重影响到普通碳素钢，还会严重腐蚀不锈钢，腐蚀的速率可能高达5mm/a，而且使得设备泄漏、停运，造成的损失无可估计；根据国内外相关资料的介绍，经常有电厂因低温部位设备的严重腐蚀而停运，导致损失达几百万元的事故发生；也有些余热锅炉为了避开硫酸露点，被迫采用不合理的高温排烟工艺，造成热效率降低，浪费了能源。

锅炉行业为了尽快解决硫酸腐蚀问题，进行了各种尝试和研究，试验下来还是使用耐硫酸腐蚀用钢效果最好。研制耐硫酸腐蚀用钢，主要是考虑在锅炉尾部受热面的应用，在确保满足法规要求的同时，还要满足钢材的加工性能要求、焊接性能要求、力学性能要求和耐硫酸腐蚀能力的要求。

钢的耐硫酸腐蚀性能的好坏，主要取决于钢的化学成分，钢中所含元素的含量至关重要。一般的碳素钢和低合金结构钢，如果其表面没有经过特殊处理，它的耐硫酸腐蚀能力是很差的，所以为了提高钢材耐硫酸腐蚀性能，使之能在特殊场合得到很好的应用，我们在一般碳素钢中添加适量的合金元素，通过这些合金元素的作用，能使钢材的耐硫酸腐蚀能力有较大的提高，并且对钢材的其它性能又不会有太大的改变。添加的合金元素一般选择生产成本不是很高的，如果价格较高，使钢材的成本大幅上升，那么就失去意义了。下面就钢中所含各种元素的作用作一分析。

(1)碳元素(C)

碳是碳素钢和低合金结构钢中的基本元素，它的存在提升了钢的强度，但是含碳量过高又影响了钢的焊接性能，所以我们应将钢中碳的含量控制在一个合适的范围内。根据国外资料分析，当碳含量控制在小于0.35%时，我们不但能得到较好的焊接性能，而且随着碳含量的适当增加，钢的耐蚀性也能得到提高，尤其是低碳含Cu钢的耐蚀性能最好。

(2)硅元素(Si)

硅也是钢中的基本元素，主要是在炼钢过程中对脱氧起作用。硅含量的多少，直接关系到这炉钢是沸腾钢还是镇静钢，所以一般情况下，镇静钢的硅含量都在0.11%以上。而当硅与铜共存时，能适当提高钢的耐蚀性。但是我们知道，钢中含硅量过高，会使钢的加工性能变坏，所以一般钢中的硅含量又控制在0.60%以下。

(3)锰元素(Mn)

作为碳素钢和低合金结构钢的基本组成元素，它在炼钢过程中起到了脱氧剂的作用，同时锰元素的存在，能适当提高钢的强度，改善加工性能，但是有资料显示锰元素对钢的耐蚀性有不利影响。

(4)铬元素(Cr)

铬元素的加入，是为了细化晶粒，提高钢材的热强性能和高温抗氧化性能，在控制含铬量不大于1.00%时，还能提高钢材的抗腐蚀能力。

(5)锑元素(Sb)

锑元素的添加对提高钢材的耐硫酸腐蚀能力有较大的帮助，但是锑含量偏高会使钢材的焊接性能变坏。

(6)铜元素(Cu)

铜元素在钢材中起到强化铁素体的作用，同时它和钢中的杂质元素硫结合，在钢的表面形成Cu₂S钝化膜，起到了抗硫酸腐蚀的作用。

纵上所述，耐硫酸腐蚀用钢的化学成分即按此指导思想进行设计，在该成分设计中，Cu和S结合可以在表面生成Cu₂S化合物，以抵抗稀H₂SO₄的腐蚀，但S应控制在0.010%～0.035%之间，Sb的加入也对阻止稀H₂SO₄的腐蚀起明显作用。

09CrCuSb钢的元素组成及它们之间的各种化学组合使得09CrCuSb钢在遇到硫酸时会在表面形成一层钝化膜，该钝化膜的形成速率和硫酸的浓度、接触的温度和时间有关。硫酸腐蚀的过程，一般可以分为3个阶段，第一阶段是金属表面和硫酸刚接触的瞬间，其腐蚀速率最高，但由于时间短，影响不是很大；当金属表面温度高于80℃，凝结硫酸浓度大于60%时，腐蚀进入第二阶段，其持续时间稍长；在Cu和S结合在金属表面生成Cu₂S化合物后，腐蚀很快地进入第3阶段的稳定状态。有资料显示，09CrCuSb钢耐硫酸腐蚀的速率(70℃，50%H₂SO₄溶液中浸泡24h)在常用的锅炉制造行业的各钢种中是最低的。冶金、电力、石化、垃圾发电等工业领域中的企业所需锅炉管用钢大部分主要由国外供货，但是供货期长，且价格昂贵，严重制约了我国电力行业的发展，或采用其他材质的替代，但易腐蚀，后期维护成本高，设备安全隐患大，从而影响了我国的经济发展速度。

中国开展耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢试制的时间较晚，采用连铸工艺生产耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢的连铸坯料，但因该类钢种处于低碳钢范畴且合金含量大，Cu、S元素属于裂纹敏感元素，内外质量不稳定，主要表现在存在元素偏析现象、低倍中心缩孔中心裂纹级别过大，表面凹陷裂纹等缺陷，轧材表面裂纹多，探伤合格率低造成成材率很低的特点。如何通过连铸工艺来提高铸坯内外部质量是本领域技术人员有待解决的技术问题。

发明内容

要大幅度降低轧材表面裂纹，大幅度提高探伤合格率及成材率，需解决以下两个技术问题：

如何有效防止浇注过程中包晶反应造成的角部横向与纵向凹陷造成的表面裂纹；

如何有效降低元素偏析与改善铸坯低倍质量；

本发明提出一种耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢的连铸工艺，可以解决以上两个技术问题，从而可大幅度降低轧材表面裂纹，大幅度提高探伤合格率及成材率。

本发明解决以上技术问题的技术方案是：

一种耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢的连铸工艺，连铸采用全保护浇注，钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注；中间包到结晶器采用整体内装浸入式水口保护浇注；中包中钢水使用钢水覆盖剂；中间包连续测温；在连铸浇注过程中结晶器液面采用全自动液面检测；连铸拉速按中间包过热度自动控制；结晶器及二冷自动配水；浇注过程结晶器中使用耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢专用保护渣，所述专用保护渣按重量百分比包括的化学成分为：SiO₂：31.8±3%，CaO：32.8±4.0%，Al₂O₃：5.1±1.5%，Fe₂O₃：≤2.5%，MgO：≤1.9%，F^－：（F^－是氟离子）≤1.8±1%，K₂O+Na₂O：3.2±1.5%，C_固：16.5±2.0%；余量为灰分；

所述专用保护渣使用工艺为：铸机开始浇注前，将所述专用保护渣放入保护渣烘烤炉进行烘烤，烘烤温度控制为140±10℃，烘烤时间为40±10min，确保保护渣干燥与预热充分；浇注过程中，结晶器自动加保护渣，每个流每次加入0.5±0.1kg，循环时间为5±1min，确保结晶器内保护渣的渣面保持稳定，保护渣总渣层厚度在4±0.5cm，维持三层结构，从上至下依次为粉渣层、烧结层和液渣层三层，目视渣面不得见红，每隔10±2min进行一次结晶器渣带清理工作。

这样，本发明通过保护渣成分及使用工艺的限定，可有效防止浇注过程中包晶反应造成的角部横向与纵向凹陷造成的表面裂纹，有效降低元素偏析与改善铸坯低倍质量，从而使得连铸浇注顺利，可大幅度降低轧材表面裂纹，大幅度提高探伤合格率及成材率，铸坯内外部质量良好。

本发明进一步限定的技术方案是：

前述的耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢的连铸工艺，其中钢水覆盖剂按重量百分比包括的化学成分为：CaO＋MgO≥50.5％，SiO₂≤32.1％，Al₂O₃≤14％，TFe≤1.5％，H₂O≤0.8％，T(C)（T(C)是全碳）≤3.0％，余量为灰分，体积密度：0.8-1.0g/cm³。

前述的耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢的连铸工艺，其中钢水覆盖剂按重量百分比包括的化学成分为：51.5%≤CaO＋MgO≤57.5％，30%≤SiO₂≤32.1%，12%≤Al₂O₃≤14％，1.2%≤TFe≤1.5％，0.5%≤H₂O≤0.8％，2.0%≤T(C)≤3.0％，余量为灰分。由于以上覆盖剂碳含量低，可有效防止连铸过程增碳，但其性能又不会因碳含量降低而减弱，采用以上成分的钢水覆盖剂起到保温、防止钢水二次氧化、吸附夹杂物，有效减少连铸中间包钢水热量损失，使浇铸过程过热度稳定；有效隔离空气与钢水接触，防止钢水二次氧化；能有效吸附中间包的钢水中上浮的夹杂物。

前述的耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢的连铸工艺，其中专用保护渣的物理性能:粘度1300℃时为6.7±2.0，体积密度：0.7±0.2kg/dm³；熔融特性:软化点:1147±50℃，熔点:1158±50℃，液相点:1168±50℃；R：1.03±0.1，其中R是碱度，CaO/SiO₂的比值。

前述的耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢的连铸工艺，其中结晶器采用电磁搅拌，其模式为连续模式，搅拌的参数为：450A×2Hz；二冷自动配水采用气雾冷却，比水量为0.29-0.31l/kg。

前述的耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢的连铸工艺，其中耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢用静态轻压下模式，根据过热度及拉速在线计算凝固末端的位置及压下量，分配各足辊的压下量，1-4号辊压下量按比例分配，最大压下量为10mm。

本发明的优点：连铸钢水在冷凝过程中，低熔点的物质被推向铸坯中心部位，形成了C、S、P、Mn等元素的偏析带，该偏析带在液相穴终端存在于底部；钢水在结晶器中冷凝，形成激冷层，并从此生长为柱状晶；铸坯进入二冷区后，由于对铸坯进行二冷水气雾冷却，铸坯内液相穴的温度梯度大，利于柱状晶迅速生长，而形成“搭桥”现象，并将正在冷凝中的液相穴分开，下部钢水被封闭，被封闭在桥下的钢水，冷凝收缩，富集了C、S、P、Mn等元素的浓缩钢液充填在晶粒间，形成了中心偏析和中心疏松缺陷；实施例通过保护渣成分及使用工艺的限定，可以破坏凝固终端形成搭桥及封闭的液相穴，抑制浓缩钢水在晶间的充填，以消除或减少中心偏析和中心疏松，也可有效防止浇注过程中包晶反应造成的角部横向与纵向凹陷造成的表面裂纹，有效降低元素偏析与改善铸坯低倍质量，从而使得连铸浇注顺利，可大幅度降低轧材表面裂纹，大幅度提高探伤合格率及成材率，铸坯内外部质量良好。

具体实施方式

实施例1

本实施例是一种耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢的连铸工艺，连铸采用全保护浇注，钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注；中间包到结晶器采用整体内装浸入式水口保护浇注；中包中钢水使用钢水覆盖剂；中间包连续测温；在连铸浇注过程中结晶器液面采用全自动液面检测；连铸拉速按中间包过热度自动控制；结晶器及二冷自动配水；浇注过程结晶器中使用耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢专用保护渣，专用保护渣按重量百分比包括的化学成分为：SiO₂：31.8%，CaO：32.8%，Al₂O₃：5.1%，Fe₂O₃：2.5%，MgO：1.9%，F^－：（F^－是氟离子）1.8±1%，K₂O+Na₂O：3.2%，C_固：16.5%；余量为灰分；专用保护渣使用工艺为：铸机开始浇注前，将所述专用保护渣放入保护渣烘烤炉进行烘烤，烘烤温度控制为140℃，烘烤时间为40min，确保保护渣干燥与预热充分；浇注过程中，结晶器自动加保护渣，每个流每次加入0.5kg，循环时间为5min，确保结晶器内保护渣的渣面保持稳定，保护渣总渣层厚度在4cm，维持三层结构，从上至下依次为粉渣层、烧结层和液渣层三层，目视渣面不得见红，每隔10min进行一次结晶器渣带清理工作。专用保护渣的物理性能:粘度1300℃时为6.7，体积密度：0.7kg/dm³；熔融特性:软化点:1147℃，熔点:1158℃，液相点:1168℃；R：1.03，其中R是碱度，CaO/SiO₂的比值。

本实施例中钢水覆盖剂按重量百分比包括的化学成分为：CaO＋MgO：50.5％，SiO₂：32.1％，Al₂O₃：14％，TFe：1.5％，H₂O：0.8％，T(C)（T(C)是全碳）：3.0％，余量为灰分，体积密度：0.8g/cm³。由于以上覆盖剂碳含量低，可有效防止连铸过程增碳，但其性能又不会因碳含量降低而减弱，采用以上成分的钢水覆盖剂起到保温、防止钢水二次氧化、吸附夹杂物，有效减少连铸中间包钢水热量损失，使浇铸过程过热度稳定；有效隔离空气与钢水接触，防止钢水二次氧化；能有效吸附中间包的钢水中上浮的夹杂物。

本实施例中结晶器采用电磁搅拌，其模式为连续模式，搅拌的参数为：450A×2Hz；二冷自动配水采用气雾冷却，比水量为0.291l/kg。

本实施例中耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢用静态轻压下模式，静态轻压是在连铸开浇后，避开坯头部分开始进行静态轻压下，静态轻压下是在连续铸钢过程中，连铸钢坯拉矫采用液芯矫直时，为了获得无缺陷铸坯，对带液芯的铸坯施加小的压力的工艺方法，即在铸坯凝固终端附近，对铸坯施加一定的压下量，使铸坯凝固终端形成的液相穴被破坏，以抑制浓缩钢水在静压力作用下所自然产生的沿拉坯方向上的移动。根据过热度及拉速在线计算凝固末端的位置及压下量，分配各足辊的压下量，1-4号辊压下量按比例分配，最大压下量为10mm。

连铸钢水在冷凝过程中，低熔点的物质被推向铸坯中心部位，形成了C、S、P、Mn等元素的偏析带，该偏析带在液相穴终端存在于底部；钢水在结晶器中冷凝，形成激冷层，并从此生长为柱状晶；铸坯进入二冷区后，由于对铸坯进行二冷水气雾冷却，铸坯内液相穴的温度梯度大，利于柱状晶迅速生长，而形成“搭桥”现象，并将正在冷凝中的液相穴分开，下部钢水被封闭，被封闭在桥下的钢水，冷凝收缩，富集了C、S、P、Mn等元素的浓缩钢液充填在晶粒间，形成了中心偏析和中心疏松缺陷；实施例通过保护渣成分及使用工艺的限定，可以破坏凝固终端形成搭桥及封闭的液相穴，抑制浓缩钢水在晶间的充填，以消除或减少中心偏析和中心疏松，也可有效防止浇注过程中包晶反应造成的角部横向与纵向凹陷造成的表面裂纹，有效降低元素偏析与改善铸坯低倍质量，从而使得连铸浇注顺利，可大幅度降低轧材表面裂纹，大幅度提高探伤合格率及成材率，铸坯内外部质量良好。

实施例2

本实施例是一种耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢的连铸工艺，连铸采用全保护浇注，钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注；中间包到结晶器采用整体内装浸入式水口保护浇注；中包中钢水使用钢水覆盖剂；中间包连续测温；在连铸浇注过程中结晶器液面采用全自动液面检测；连铸拉速按中间包过热度自动控制；结晶器及二冷自动配水；浇注过程结晶器中使用耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢专用保护渣，专用保护渣按重量百分比包括的化学成分为：SiO₂：28.8%，CaO：28.8%，Al₂O₃：3.6%，Fe₂O₃：2%，MgO：1.2%，F^－：（F^－是氟离子）：0.8%，K₂O+Na₂O：1.7%，C_固：14.5%；余量为灰分；专用保护渣使用工艺为：铸机开始浇注前，将所述专用保护渣放入保护渣烘烤炉进行烘烤，烘烤温度控制为130℃，烘烤时间为30min，确保保护渣干燥与预热充分；浇注过程中，结晶器自动加保护渣，每个流每次加入0.4kg，循环时间为4min，确保结晶器内保护渣的渣面保持稳定，保护渣总渣层厚度在3.5cm，维持三层结构，从上至下依次为粉渣层、烧结层和液渣层三层，目视渣面不得见红，每隔8min进行一次结晶器渣带清理工作。专用保护渣的物理性能:粘度1300℃时为5.7，体积密度：0.5kg/dm³；熔融特性:软化点:1097℃，熔点:1108℃，液相点:1118℃；R：1，其中R是碱度，CaO/SiO₂的比值。

本实施例中钢水覆盖剂按重量百分比包括的化学成分为：CaO＋MgO：51.5％，SiO₂：30.1％，Al₂O₃：12％，TFe：1.3％，H₂O：0.6％，T(C)（T(C)是全碳）：2.5％，余量为灰分，体积密度：0.9g/cm³。由于以上覆盖剂碳含量低，可有效防止连铸过程增碳，但其性能又不会因碳含量降低而减弱，采用以上成分的钢水覆盖剂起到保温、防止钢水二次氧化、吸附夹杂物，有效减少连铸中间包钢水热量损失，使浇铸过程过热度稳定；有效隔离空气与钢水接触，防止钢水二次氧化；能有效吸附中间包的钢水中上浮的夹杂物。

本实施例中结晶器采用电磁搅拌，其模式为连续模式，搅拌的参数为：450A×2Hz；二冷自动配水采用气雾冷却，比水量为0.3/kg。

本实施例中耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢用静态轻压下模式，静态轻压是在连铸开浇后，避开坯头部分开始进行静态轻压下，静态轻压下是在连续铸钢过程中，连铸钢坯拉矫采用液芯矫直时，为了获得无缺陷铸坯，对带液芯的铸坯施加小的压力的工艺方法，即在铸坯凝固终端附近，对铸坯施加一定的压下量，使铸坯凝固终端形成的液相穴被破坏，以抑制浓缩钢水在静压力作用下所自然产生的沿拉坯方向上的移动。根据过热度及拉速在线计算凝固末端的位置及压下量，分配各足辊的压下量，1-4号辊压下量按比例分配，最大压下量为10mm。

连铸钢水在冷凝过程中，低熔点的物质被推向铸坯中心部位，形成了C、S、P、Mn等元素的偏析带，该偏析带在液相穴终端存在于底部；钢水在结晶器中冷凝，形成激冷层，并从此生长为柱状晶；铸坯进入二冷区后，由于对铸坯进行二冷水气雾冷却，铸坯内液相穴的温度梯度大，利于柱状晶迅速生长，而形成“搭桥”现象，并将正在冷凝中的液相穴分开，下部钢水被封闭，被封闭在桥下的钢水，冷凝收缩，富集了C、S、P、Mn等元素的浓缩钢液充填在晶粒间，形成了中心偏析和中心疏松缺陷；实施例通过保护渣成分及使用工艺的限定，可以破坏凝固终端形成搭桥及封闭的液相穴，抑制浓缩钢水在晶间的充填，以消除或减少中心偏析和中心疏松，也可有效防止浇注过程中包晶反应造成的角部横向与纵向凹陷造成的表面裂纹，有效降低元素偏析与改善铸坯低倍质量，从而使得连铸浇注顺利，可大幅度降低轧材表面裂纹，大幅度提高探伤合格率及成材率，铸坯内外部质量良好。

实施例3

本实施例是一种耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢的连铸工艺，连铸采用全保护浇注，钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注；中间包到结晶器采用整体内装浸入式水口保护浇注；中包中钢水使用钢水覆盖剂；中间包连续测温；在连铸浇注过程中结晶器液面采用全自动液面检测；连铸拉速按中间包过热度自动控制；结晶器及二冷自动配水；浇注过程结晶器中使用耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢专用保护渣，专用保护渣按重量百分比包括的化学成分为：SiO₂：34.8%，CaO：36.8%，Al₂O₃：6.6%，Fe₂O₃：2.1%，MgO：1.5%，F^－：（F^－是氟离子）2.8%，K₂O+Na₂O：4.7%，C_固：18.5%；余量为灰分；专用保护渣使用工艺为：铸机开始浇注前，将所述专用保护渣放入保护渣烘烤炉进行烘烤，烘烤温度控制为150℃，烘烤时间为50min，确保保护渣干燥与预热充分；浇注过程中，结晶器自动加保护渣，每个流每次加入0.6kg，循环时间为6min，确保结晶器内保护渣的渣面保持稳定，保护渣总渣层厚度在4.5cm，维持三层结构，从上至下依次为粉渣层、烧结层和液渣层三层，目视渣面不得见红，每隔12min进行一次结晶器渣带清理工作。专用保护渣的物理性能:粘度1300℃时为8.7，体积密度：0.9kg/dm³；熔融特性:软化点:1197℃，熔点:1208℃，液相点:1218℃；R：1.05，其中R是碱度，CaO/SiO₂的比值。

本实施例中钢水覆盖剂按重量百分比包括的化学成分为：CaO＋MgO：52.5％，SiO₂：30.1％，Al₂O₃：13％，TFe：1.4％，H₂O：0.7％，T(C)（T(C)是全碳）：2.0％，余量为灰分，体积密度：1.0g/cm³。由于以上覆盖剂碳含量低，可有效防止连铸过程增碳，但其性能又不会因碳含量降低而减弱，采用以上成分的钢水覆盖剂起到保温、防止钢水二次氧化、吸附夹杂物，有效减少连铸中间包钢水热量损失，使浇铸过程过热度稳定；有效隔离空气与钢水接触，防止钢水二次氧化；能有效吸附中间包的钢水中上浮的夹杂物。

本实施例中结晶器采用电磁搅拌，其模式为连续模式，搅拌的参数为：450A×2Hz；二冷自动配水采用气雾冷却，比水量为0.31l/kg。

本实施例中耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢用静态轻压下模式，静态轻压是在连铸开浇后，避开坯头部分开始进行静态轻压下，静态轻压下是在连续铸钢过程中，连铸钢坯拉矫采用液芯矫直时，为了获得无缺陷铸坯，对带液芯的铸坯施加小的压力的工艺方法，即在铸坯凝固终端附近，对铸坯施加一定的压下量，使铸坯凝固终端形成的液相穴被破坏，以抑制浓缩钢水在静压力作用下所自然产生的沿拉坯方向上的移动。根据过热度及拉速在线计算凝固末端的位置及压下量，分配各足辊的压下量，1-4号辊压下量按比例分配，最大压下量为10mm。

连铸钢水在冷凝过程中，低熔点的物质被推向铸坯中心部位，形成了C、S、P、Mn等元素的偏析带，该偏析带在液相穴终端存在于底部；钢水在结晶器中冷凝，形成激冷层，并从此生长为柱状晶；铸坯进入二冷区后，由于对铸坯进行二冷水气雾冷却，铸坯内液相穴的温度梯度大，利于柱状晶迅速生长，而形成“搭桥”现象，并将正在冷凝中的液相穴分开，下部钢水被封闭，被封闭在桥下的钢水，冷凝收缩，富集了C、S、P、Mn等元素的浓缩钢液充填在晶粒间，形成了中心偏析和中心疏松缺陷；实施例通过保护渣成分及使用工艺的限定，可以破坏凝固终端形成搭桥及封闭的液相穴，抑制浓缩钢水在晶间的充填，以消除或减少中心偏析和中心疏松，也可有效防止浇注过程中包晶反应造成的角部横向与纵向凹陷造成的表面裂纹，有效降低元素偏析与改善铸坯低倍质量，从而使得连铸浇注顺利，可大幅度降低轧材表面裂纹，大幅度提高探伤合格率及成材率，铸坯内外部质量良好。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢的连铸工艺，连铸采用全保护浇注，钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注；中间包到结晶器采用整体内装浸入式水口保护浇注；中包中钢水使用钢水覆盖剂；中间包连续测温；在连铸浇注过程中结晶器液面采用全自动液面检测；连铸拉速按中间包过热度自动控制；结晶器及二冷自动配水；其特征在于：

浇注过程结晶器中使用耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢专用保护渣，所述专用保护渣按重量百分比包括的化学成分为：SiO₂：31.8±3%，CaO：32.8±4.0%，Al₂O₃：5.1±1.5%，Fe₂O₃：≤2.5%，MgO：≤1.9%，F^－：≤1.8±1%，K₂O+Na₂O：3.2±1.5%，C_固：16.5±2.0%；余量为灰分；

所述专用保护渣使用工艺为：铸机开始浇注前，将所述专用保护渣放入保护渣烘烤炉进行烘烤，烘烤温度控制为140±10℃，烘烤时间为40±10min，确保保护渣干燥与预热充分；浇注过程中，结晶器自动加保护渣，每个流每次加入0.5±0.1kg，循环时间为5±1min，确保结晶器内保护渣的渣面保持稳定，保护渣总渣层厚度在4±0.5cm，维持三层结构，从上至下依次为粉渣层、烧结层和液渣层三层，目视渣面不得见红，每隔10±2min进行一次结晶器渣带清理工作。

2.如权利要求1所述的耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢的连铸工艺，其特征在于：所述钢水覆盖剂按重量百分比包括的化学成分为：CaO＋MgO≥50.5％，SiO₂≤32.1％，Al₂O₃≤14％，TFe≤1.5％，H₂O≤0.8％，T(C)≤3.0％，余量为灰分，体积密度：0.8-1.0g/cm³。

3.如权利要求2所述的耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢的连铸工艺，其特征在于：所述钢水覆盖剂按重量百分比包括的化学成分为：51.5%≤CaO＋MgO≤57.5％，30%≤SiO₂≤32.1%，12%≤Al₂O₃≤14％，1.2%≤TFe≤1.5％，0.5%≤H₂O≤0.8％，2.0%≤T(C)≤3.0％，余量为灰分。

4.如权利要求1或2所述的耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢的连铸工艺，其特征在于：所述专用保护渣的物理性能:粘度1300℃时为6.7±2.0，体积密度：0.7±0.2kg/dm³；熔融特性:软化点:1147±50℃，熔点:1158±50℃，液相点:1168±50℃；R：1.03±0.1，其中R是碱度，CaO/SiO₂的比值。

5.如权利要求1或2所述的耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢的连铸工艺，其特征在于：所述结晶器采用电磁搅拌，其模式为连续模式，搅拌的参数为：450A×2Hz；所述二冷自动配水采用气雾冷却，比水量为0.29-0.31l/kg。

6.如权利要求1或2所述的耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢的连铸工艺，其特征在于：所述耐硫酸露点腐蚀用锅炉管用钢用静态轻压下模式，根据过热度及拉速在线计算凝固末端的位置及压下量，分配各足辊的压下量，1-4号辊压下量按比例分配，最大压下量为10mm。