CN107350443A - 一种连铸中间包气幕挡墙吹氩去除夹杂物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种连铸中间包气幕挡墙吹氩去除夹杂物的方法，根据低碳、非低碳钢种，分别选择在条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面上每炉添加适量的高碱度低碳中间包覆盖剂、高碱度低碳中间包覆盖剂与碳化稻壳，不仅可以减缓条形气幕挡墙吹氩引发的钢水液面波动大的问题，更有效地防止预防钢水二次氧化和卷渣问题，而且氩气泡捕获夹杂物上浮到中间包液面被高碱度低碳中间包覆盖剂及时吸附和更有效的去除，提高了连铸中间包条形气幕挡墙吹氩去除夹杂物的冶金效果。

Description

一种连铸中间包气幕挡墙吹氩去除夹杂物的方法
技术领域
本发明涉及一种连铸中间包气幕挡墙吹氩去除夹杂物的方法，属于钢铁冶金连铸中间包冶金工艺技术领域。
背景技术
连铸中间包气幕挡墙技术是20世纪末发展起来的一项去除钢液中非金属夹杂物的新技术，其原理是利用与钢液流动方向垂直的条形气幕挡墙置于中间包底某一最佳位置，吹入氩气，氩气透过气幕挡墙上浮形成一道氩气泡气幕屏障，具有促进钢液中非金属夹杂物上浮和去除功能。但现有技术生产的条形气幕挡墙因夹杂物去除率低，成为制约该技术推广应用的关键技术难题，存在的主要缺陷或不足：(1)中间包内条形气幕挡墙正上方的钢水液面容易发生波动，使得钢水裸露引发钢水二次氧化，且氩气泡带动夹杂物上浮到中间包钢水液面后，没有被中间包渣及时吸收，影响了去除夹杂物的效果；(2)现有技术生产的气幕挡墙的盲端长度为90～100mm，固定套管端的长度为120～150mm，因为气幕挡墙的盲端、固定套管端部不能形成氩气泡气幕屏障，所以影响了去除夹杂物的效果。
中国专利文献CN100564309C(专利号：200710129742.4)公开一种弥散式镁质镁质透气砖，其由镁砂颗粒、镁砂粉、氧化铝粉和结合剂按要求重量百分比例组成，经混练、成型、干燥、烧成等工艺制成。该专利技术的不足：去除夹杂物的冶金效果不明显。
CN201186340(申请号200820004824.6)公开了一种间断布缝的气幕挡墙，所述气幕挡墙内成型有气室和连通所述气室与所述气幕挡墙工作表面的气缝，其特征在于：在所述气幕挡墙工作表面上，位于同一条直线上的气缝之间是间断的。本实用新型的气幕挡墙能够有效地改善钢水流场，均匀钢水的温度和成分，气洗效果好，吹气容易实现柔性控制，特别适用于中间包冶金。该专利技术的不足：生产工艺复杂、成本高，气量小，不能形成连续、密集的氩气泡气幕屏障，影响去除钢液中非金属夹杂物的冶金效果。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种连铸中间包气幕挡墙吹氩去除夹杂物的方法，该发明根据低碳、非低碳钢种，分别选择在条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面上每炉添加适量的高碱度中间包覆盖剂、高碱度中间包覆盖剂与稻壳，不仅可以减缓条形气幕挡墙吹氩引发的钢水液面波动大的问题，更有效地防止预防钢水二次氧化和卷渣问题，而且氩气泡捕获夹杂物上浮到中间包液面被高碱度中间包覆盖剂及时吸收和更有效的去除，提高了连铸中间包条形气幕挡墙吹氩去除夹杂物的冶金效果。
一种连铸中间包气幕挡墙吹氩去除夹杂物的方法，分为浇注生产低碳钢和非低碳钢两种，其中，
一种连铸中间包气幕挡墙吹氩去除夹杂物的方法，用于浇注生产低碳钢，包括如下步骤：
1)在连铸大包开浇的同时，条形气幕挡墙吹入氩气，初始氩气流量30-50NL/min，压力0.2～0.5Mpa，待中间包内钢水达到正常浇注的钢水液面时，调大氩气流量至50～100NL/min，氩气流量大小控制以条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面微微波动为宜；
2)中间包浇注第一炉，中间包内钢水液面漫过大包水口后，从中间包内钢水注流区加入高碱度低碳中间包覆盖剂30-80kg，在条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面上加入高碱度低碳中间包覆盖剂10-30kg，在开浇15min～20min内在钢水注流区分批加入250～300kg高碱度低碳中间包覆盖剂，后续炉次每炉在钢水注流区添加80～120kg高碱度低碳中间包覆盖剂，在条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面上每炉添加10～20kg高碱度低碳中间包覆盖剂；
3)连铸大包停浇后，停止吹入氩气。
优选的，步骤2)中，中间包浇注第一炉，中间包内钢水液面漫过大包水口后，从中间包内钢水注流区加入高碱度低碳中间包覆盖剂50kg，在条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面上加入高碱度低碳中间包覆盖剂20kg。
NL/min，是指在20摄氏度，1大气压的标准状况下的流量，每分钟的多少升。
一种连铸中间包气幕挡墙吹氩去除夹杂物的方法，用于浇注生产非低碳钢，包括如下步骤：
1)在连铸大包开浇的同时，条形气幕挡墙吹入氩气，初始氩气流量30-50NL/min，压力0.3-0.5Mpa，待中间包内钢水达到正常浇注的钢水液面时，调大氩气流量，氩气流量大小控制以条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面微微波动为宜；
2)中间包浇注第一炉，中间包内钢水液面漫过大包水口后，从中间包内钢水注流区加入高碱度低碳中间包覆盖剂40-60kg和25-35kg碳化稻壳，在条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面上加入高碱度低碳中间包覆盖剂15-25kg和5-15kg碳化稻壳，在开浇15min～20min内在钢水注流区分批加入150～200kg高碱度低碳中间包覆盖剂和50～100kg碳化稻壳，后续炉次每炉在钢水注流区添加30～50kg高碱度低碳中间包覆盖剂和20～30kg碳化稻壳，在条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面上每炉添加10～20kg高碱度低碳中间包覆盖剂5～10kg碳化稻壳；
3)连铸大包停浇后，停止吹入氩气。
优选的，步骤2)中，中间包浇注第一炉，中间包内钢水液面漫过大包水口后，从中间包内钢水注流区加入高碱度低碳中间包覆盖剂50kg和30kg碳化稻壳，在条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面上加入高碱度低碳中间包覆盖剂20kg和10kg碳化稻壳。
优选的，所述条形气幕挡墙，包括气幕挡墙本体(1)、气室(2)、固定套管(3)、进气管(5)，气幕挡墙本体(1)内设有气室(2)，气室的一端为盲端，另一端套装固定套管(3)，用于安装、固定进气管(5)，其特征在于，气室(2)的盲端长度a为25～35mm，固定套管(3)长度b为25～35mm。
所述的气幕挡墙本体(1)为现有技术生产的弥散式镁质透气墙，采用镁砂原料，添加外加剂，采用机压成型，在1500℃高温下烧成，MgO含量≥90％，AL2O3含量≤3.0％，体积密度≤2.85g/cm3，耐压强度≥15Mpa，抗折强度≥5Mpa，显气孔率≤20％。
所述的条形气幕挡墙为现有技术安装于连铸中间包包底永久衬上表面、埋于包底工作衬衬，且其上表面高出包底工作衬5～10mm。
所述的高碱度低碳中间包覆盖剂，为常规材料，购于山东国茂冶金材料有限公司生产的高碱度低碳中间包覆盖剂，产品型号为DDF-2-9，其碱度(CaO/SiO2)≥6.0，碳含量≤2.0％。
所述的碳化稻壳为常规材料，市购产品，固定碳含量≥33％，容重≤0.18g/cm3，水分含量≤5.0％。
本发明的有益效果：
1)本发明根据低碳、非低碳钢种，分别选择在连铸中间包条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面上每炉添加适量的高碱度低碳中间包覆盖剂、高碱度低碳中间包覆盖剂与碳化稻壳，不仅可以减缓条形气幕挡墙吹氩引发的钢水液面波动大的问题，更有效地防止预防钢水二次氧化和卷渣问题，而且氩气泡捕获夹杂物上浮到钢水液面被高碱度低碳中间包覆盖剂及时吸收和更有效的去除。同时条形气幕挡墙正上方区域的中间包液面的微微波动，又解决了高碱度高碱度低碳中间包覆盖剂易结壳的技术难题，使得条形气幕挡墙吹氩与高碱度低碳中间包覆盖剂相互作用、相得益彰，冶金效果凸显；
2)本发明条形气幕挡墙的气室(2)的盲端长度a为25～35mm，固定套管(3)长度b为25～35mm等设计，同比现有技术生产的条形气幕挡墙的盲端长度为90～100mm、固定套管端长度为120～150mm对比，减小了条形气幕挡墙两端不能形成氩气泡气幕屏障的长度，即增大了条形气幕挡墙形成氩气泡气幕屏障的长度，由此提高了条形气幕挡墙去除夹杂物的冶金效果。
附图说明
图1为本发明实施例中连铸中间包条形气幕挡墙结构示意图。
图中，1、气幕挡墙本体；2、气室；3、固定套管；4、密封胶泥；5、进气管。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步说明，但不仅限于此。本发明未详述部分，均可采用现有技术。
本发明所述的高碱度低碳中间包覆盖剂为常规材料，市购产品，其碱度(CaO/SiO2)≥6.0，碳含量≤2.0％。
本发明所述的碳化稻壳为常规材料，市购产品，固定碳含量≥33％，容重≤0.18g/cm3，水分含量≤5.0％。
实施例1：
如图1所示，一种连铸中间包气幕挡墙吹氩去除夹杂物的方法，用于浇注生产低碳钢，包括如下步骤：
1)在连铸大包开浇的同时，条形气幕挡墙吹入氩气，初始氩气流量30NL/min，压力0.25Mpa，待中间包内钢水达到正常浇注的钢水液面时，调大氩气流量至50NL/min，以条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面微微波动为宜；
2)中间包浇注第一炉，中间包内钢水液面漫过大包水口后，从中间包内钢水注流区加入高碱度低碳中间包覆盖剂50kg，在条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面上加入高碱度低碳中间包覆盖剂20kg，在开浇15min内在钢水注流区分批加入250kg高碱度低碳中间包覆盖剂，后续炉次每炉在钢水注流区添加100kg高碱度低碳中间包覆盖剂，在条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面上每炉添加10kg高碱度低碳中间包覆盖剂；
3)连铸大包停浇后，停止吹入氩气。
所述条形气幕挡墙，包括条形气幕挡墙本体1、气室2、固定套管3、进气管5，条形气幕挡墙本体1内设有气室2，气室的一端为盲端，另一端套装固定套管3，用于安装、固定进气管5，其特征在于，气室2的盲端长度a为25mm，固定套管3与密封胶泥4的总长度b为25mm。所述的条形气幕挡墙本体1为现有技术生产的弥散式镁质透气墙，采用镁砂原料，添加外加剂，采用机压成型，在1500℃高温下烧成，MgO含量≥90％，AL2O3含量≤3.0％，体积密度≤2.85g/cm3，耐压强度≥15Mpa，抗折强度≥5Mpa，显气孔率≤20％。
所述的条形气幕挡墙为现有技术安装于连铸中间包包底永久衬上表面、埋于包底工作衬衬，且其上表面高出包底工作衬5～10mm。
实施例2
如实施例1所述的连铸中间包气幕挡墙吹氩去除夹杂物的方法，不同之处在于：
一种连铸中间包气幕挡墙吹氩去除夹杂物的方法，用于浇注生产低碳钢，包括如下步骤：
1)在连铸大包开浇的同时，条形气幕挡墙吹入氩气，初始氩气流量50NL/min，压力0.5Mpa，待中间包内钢水达到正常浇注的钢水液面时，调大氩气流量至100NL/min，氩气流量大小控制以条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面微微波动为宜；
2)中间包浇注第一炉，中间包内钢水液面漫过大包水口后，从中间包内钢水注流区加入高碱度低碳中间包覆盖剂30kg，在条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面上加入高碱度低碳中间包覆盖剂30kg，在开浇20min内在钢水注流区分批加入300kg高碱度低碳中间包覆盖剂，后续炉次每炉在钢水注流区添加120kg高碱度低碳中间包覆盖剂，在条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面上每炉添加20kg高碱度低碳中间包覆盖剂；
3)连铸大包停浇后，停止吹入氩气。
所述气幕挡墙的气室2的盲端长度a为25mm，固定套管3与密封胶泥4的总长度b为35mm。
实施例3
如实施例1所述的连铸中间包气幕挡墙吹氩去除夹杂物的方法，不同之处在于：
一种连铸中间包气幕挡墙吹氩去除夹杂物的方法，用于浇注生产低碳钢，包括如下步骤：
1)在连铸大包开浇的同时，条形气幕挡墙吹入氩气，初始氩气流量40NL/min，压力0.4Mpa，待中间包内钢水达到正常浇注的钢水液面时，调大氩气流量至80NL/min，氩气流量大小控制以条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面微微波动为宜；
2)中间包浇注第一炉，中间包内钢水液面漫过大包水口后，从中间包内钢水注流区加入高碱度低碳中间包覆盖剂80kg，在条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面上加入高碱度低碳中间包覆盖剂10kg，在开浇17min内在钢水注流区分批加入270kg高碱度低碳中间包覆盖剂，后续炉次每炉在钢水注流区添加80kg高碱度低碳中间包覆盖剂，在条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面上每炉添加15kg高碱度低碳中间包覆盖剂；
3)连铸大包停浇后，停止吹入氩气。
所述条形气幕挡墙的气室2的盲端长度a为35mm，固定套管3与密封胶泥4的总长度b为25mm。
实施例4
如实施例1所述的连铸中间包气幕挡墙吹氩去除夹杂物的方法，不同之处在于：
一种连铸中间包气幕挡墙吹氩去除夹杂物的方法，用于浇注生产非低碳钢，包括如下步骤：
1)在连铸大包开浇的同时，条形气幕挡墙吹入氩气，初始氩气流量50NL/min，压力0.45Mpa，待中间包内钢水达到正常浇注的钢水液面时，调大氩气流量至100NL/min，以条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面微微波动为宜；
2)中间包浇注第一炉，中间包内钢水液面漫过大包水口后，从中间包内钢水注流区加入高碱度低碳中间包覆盖剂50kg和30kg碳化稻壳，在条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面上加入高碱度低碳中间包覆盖剂20kg和10kg碳化稻壳，在开浇20min内在钢水注流区分批加入200kg高碱度低碳中间包覆盖剂和100kg碳化稻壳，后续炉次每炉在钢水注流区添加30kg高碱度低碳中间包覆盖剂和30kg碳化稻壳，在条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面上每炉添加20kg高碱度低碳中间包覆盖剂10kg碳化稻壳；
3)连铸大包停浇后，停止吹入氩气。
实施例5
如实施例1所述的连铸中间包气幕挡墙吹氩去除夹杂物的方法，不同之处在于：
一种连铸中间包气幕挡墙吹氩去除夹杂物的方法，用于浇注生产非低碳钢，包括如下步骤：
1)在连铸大包开浇的同时，条形气幕挡墙吹入氩气，初始氩气流量30NL/min，压力0.3Mpa，待中间包内钢水达到正常浇注的钢水液面时，调大氩气流量，氩气流量大小控制以条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面微微波动为宜；
2)中间包浇注第一炉，中间包内钢水液面漫过大包水口后，从中间包内钢水注流区加入高碱度低碳中间包覆盖剂40kg和35kg碳化稻壳，在条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面上加入高碱度低碳中间包覆盖剂15kg和15kg碳化稻壳，在开浇15min内在钢水注流区分批加入150kg高碱度低碳中间包覆盖剂和50kg碳化稻壳，后续炉次每炉在钢水注流区添加40kg高碱度低碳中间包覆盖剂和20kg碳化稻壳，在条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面上每炉添加10kg高碱度低碳中间包覆盖剂7kg碳化稻壳；
3)连铸大包停浇后，停止吹入氩气。
所述条形气幕挡墙的气室2的盲端长度a为25mm，固定套管3与密封胶泥4的总长度b为35mm。
实施例6
如实施例1所述的连铸中间包气幕挡墙吹氩去除夹杂物的方法，不同之处在于：
一种连铸中间包气幕挡墙吹氩去除夹杂物的方法，用于浇注生产非低碳钢，包括如下步骤：
1)在连铸大包开浇的同时，条形气幕挡墙吹入氩气，初始氩气流量40NL/min，压力0.5Mpa，待中间包内钢水达到正常浇注的钢水液面时，调大氩气流量，氩气流量大小控制以条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面微微波动为宜；
2)中间包浇注第一炉，中间包内钢水液面漫过大包水口后，从中间包内钢水注流区加入高碱度低碳中间包覆盖剂60kg和25kg碳化稻壳，在条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面上加入高碱度低碳中间包覆盖剂25kg和5kg碳化稻壳，在开浇17min内在钢水注流区分批加入170kg高碱度低碳中间包覆盖剂和70kg碳化稻壳，后续炉次每炉在钢水注流区添加50kg高碱度低碳中间包覆盖剂和25kg碳化稻壳，在条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面上每炉添加15kg高碱度低碳中间包覆盖剂5kg碳化稻壳；
3)连铸大包停浇后，停止吹入氩气。
所述条形气幕挡墙的气室2的盲端长度a为35mm，固定套管3与密封胶泥4的总长度b为25mm。
对比例1：中国专利文献CN100564309C(专利号：200710129742.4)公开一种气幕挡墙，氩气流量8L/min，气幕挡墙的盲端长度为90mm，固定套管端长度为134mm。
将实施例1～3与对比例1，在莱芜钢铁集团银山型钢有限公司2#双流板坯连铸机浇注生产低碳钢SPHC应用对比，轧材中的金相夹杂物同比平均减少50％以上。
将实施例4～6与对比例1在莱芜钢铁集团银山型钢有限公司4#宽厚板连铸机浇注生产Q345B应用对比，轧材中的金相夹杂物同比平均减少60％以上。
对比结果见表1。
表1

Claims (7)

1.一种连铸中间包气幕挡墙吹氩去除夹杂物的方法，用于浇注生产低碳钢，包括如下步骤：
1)在连铸大包开浇的同时，条形气幕挡墙吹入氩气，初始氩气流量30-50NL/min，压力0.2～0.5Mpa，待中间包内钢水达到正常浇注的钢水液面时，调大氩气流量至50～100NL/min，氩气流量大小控制以条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面微微波动为宜；
2)中间包浇注第一炉，中间包内钢水液面漫过大包水口后，从中间包内钢水注流区加入高碱度低碳中间包覆盖剂30-80kg，在条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面上加入高碱度低碳中间包覆盖剂10-30kg，在开浇15min～20min内在钢水注流区分批加入250～300kg高碱度低碳中间包覆盖剂，后续炉次每炉在钢水注流区添加80～120kg高碱度低碳中间包覆盖剂，在条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面上每炉添加10～20kg高碱度低碳中间包覆盖剂；
3)连铸大包停浇后，停止吹入氩气。
2.如权利要求1所述的连铸中间包气幕挡墙吹氩去除夹杂物的方法，其特征在于，步骤2)中，中间包浇注第一炉，中间包内钢水液面漫过大包水口后，从中间包内钢水注流区加入高碱度低碳中间包覆盖剂50kg，在条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面上加入高碱度低碳中间包覆盖剂20kg。
3.一种连铸中间包气幕挡墙吹氩去除夹杂物的方法，用于浇注生产非低碳钢，包括如下步骤：
1)在连铸大包开浇的同时，条形气幕挡墙吹入氩气，初始氩气流量30-50NL/min，压力0.3-0.5Mpa，待中间包内钢水达到正常浇注的钢水液面时，调大氩气流量，氩气流量大小控制以条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面微微波动为宜；
2)中间包浇注第一炉，中间包内钢水液面漫过大包水口后，从中间包内钢水注流区加入高碱度低碳中间包覆盖剂40-60kg和25-35kg碳化稻壳，在条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面上加入高碱度低碳中间包覆盖剂15-25kg和5-15kg碳化稻壳，在开浇15min～20min内在钢水注流区分批加入150～200kg高碱度低碳中间包覆盖剂和50～100kg碳化稻壳，后续炉次每炉在钢水注流区添加30～50kg高碱度低碳中间包覆盖剂和20～30kg碳化稻壳，在条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面上每炉添加10～20kg高碱度低碳中间包覆盖剂5～10kg碳化稻壳；
3)连铸大包停浇后，停止吹入氩气。
4.如权利要求3所述的连铸中间包气幕挡墙吹氩去除夹杂物的方法，其特征在于，步骤2)中，中间包浇注第一炉，中间包内钢水液面漫过大包水口后，从中间包内钢水注流区加入高碱度低碳中间包覆盖剂50kg和30kg碳化稻壳，在条形气幕挡墙正上方区域的钢水液面上加入高碱度低碳中间包覆盖剂20kg和10kg碳化稻壳。
5.如权利要求1～4任一项所述的连铸中间包气幕挡墙吹氩去除夹杂物的方法，其特征在于，所述条形气幕挡墙，包括气幕挡墙本体(1)、气室(2)、固定套管(3)、进气管(5)，气幕挡墙本体(1)内设有气室(2)，气室的一端为盲端，另一端套装固定套管(3)，用于安装、固定进气管(5)，其特征在于，气室(2)的盲端长度a为25～35mm，固定套管(3)长度b为25～35mm。
6.如权利要求5所述的连铸中间包气幕挡墙吹氩去除夹杂物的方法，其特征在于，所述的气幕挡墙本体(1)为现有技术生产的弥散式镁质透气墙，采用镁砂原料，添加外加剂，采用机压成型，在1500℃高温下烧成，MgO含量≥90％，AL2O3含量≤3.0％，体积密度≤2.85g/cm3，耐压强度≥15Mpa，抗折强度≥5Mpa，显气孔率≤20％。
7.如权利要求5所述的连铸中间包气幕挡墙吹氩去除夹杂物的方法，其特征在于，所述的条形气幕挡墙安装于连铸中间包包底永久衬上表面、埋于包底工作衬衬，且其上表面高出包底工作衬5～10mm。
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