CN110216260A - 连铸工艺中提高钢水洁净度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连铸工艺中提高钢水洁净度的方法，属于炼钢技术领域。它包括钢包回转台上放置的两个以上大包及位于钢包回转台下方的中包，每个大包下方还设有长水口，每炉钢水浇注完成前的3～5min，控制长水口钢液流速，将中包液面调整为满包，确保换大包时不降速，待每炉钢水浇注完成后，钢包回转台竖直向上提升0.5～0.8m并沿水平方向转动180°后回落，长水口浸入钢液面以下20～25cm，继续完成下次钢水浇注，至大包浇注完毕。该方法通过开浇过程中减少大包换中包时间，并降低中包钢水波动，较少非稳态扰动，从而实现钢水洁净度的提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高钢水洁净度的方法，属于炼钢技术领域，具体地涉及一种连铸工艺中提高钢水洁净度的方法。
背景技术
钢水洁净度是影响钢材质量的重要原因之一。在炼钢工序中，有很多重要工序节点对钢水洁净度有着重要的影响。实践表明，连铸过程中非稳态会导致钢水洁净度变差，尤其是换大包过程中，钢水液面波动较大，卷渣和吸气严重，钢水中的全氧有大幅度增加，中包渣卷入几率增大。在换包过程中，传统的工艺流程为：上一炉钢包钢水浇铸完毕，旋转塔保持不动，取下长水口，然后旋转塔旋转90度，下一炉钢包钢水到达指定位置，安装长水口，然后开浇。该工艺主要存在长水口安装或者取下过程较长，容易对中包钢水进行扰动，造成钢水处于非稳态。
文献“非稳态浇铸对钢水洁净度的影响”，2002年12月，研究了在非稳态浇铸期间-开浇、换钢包和浇铸结束这一系列过程中，由于二次氧化及卷渣等原因，使钢水的洁净度指标恶化严重，因此加强对非稳态浇铸的控制是提高产品整体质量的关键。
文献“非稳态浇注对40Mn2钢洁净度的影响”，2017年7月，研究了稳态和非稳态浇注条件下中间包钢液、连铸坯的氧氮含量、显微夹杂物和大型夹杂物水平，分析结果表明：非稳态浇注条件下，钢液和铸坯的氧氮含量和夹杂物含量均明显高于稳态浇注，中间包内钢液的二次氧化和结晶器中保护渣的卷渣是限制钢水洁净度的主要因素。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种连铸工艺中提高钢水洁净度的方法，该方法通过开浇过程中减少大包换中包时间，并降低中包钢水波动，较少非稳态扰动，从而实现钢水洁净度的提高。
为实现上述目的，本发明公开了一种连铸工艺中提高钢水洁净度的方法，它包括钢包回转台上放置的两个以上大包及位于钢包回转台下方的中包，每个大包下方还设有长水口，每炉钢水浇注完成前的3～5min，控制长水口钢液流速，将中包液面调整为满包，确保换大包时不降速，待每炉钢水浇注完成后，所述钢包回转台竖直向上提升0.5～0.8m并沿水平方向转动180°后回落，长水口浸入钢液面以下20～25cm，继续完成下次钢水浇注，至大包浇注完毕。其中，通过塞棒开口度控制长水口钢液流速。进一步地，浇注过程中，当中包渣面有冻结，先降低液面8mm～12mm再提升液面13mm～17mm，冲开冻结渣层，并补充保温剂。
优选的，所述保温剂包括碳化稻壳或蛭石。
进一步地，待大包浇注完毕，取下长水口移动至烘烤位，保持烘烤温度900℃～1100℃。
进一步地，所述钢包回转台属于连铸部件中的核心设备，其水平旋转主要是依靠底部安装的回转环转动，而回转环上还安装有升级装置，该升级装置可带动左右钢包做上下升降运动。
本发明的有益效果主要体现在如下几个方面：
本发明设计了一种换大包时的开浇方法，通过缩短换大包时间，降低中包钢水波动，减少非稳态扰动，从而提高钢水洁净度，改善钢铁产品质量。
附图说明
图1为本发明钢包与长水口位置关系结构示意图；
其中，上述附图中各部件标号如下：
大包1、中包2、钢包回转台3、支撑座4、转轴5、长水口6、机械手7。
具体实施方式
本发明公开了一种连铸工艺中提高钢水洁净度的方法，该方法在钢包回转台中完成，如图1所示，所示钢包回转台3的顶端放置有两个以上大包1，每个大包1内均盛有钢水，在钢包回转台3底端一侧的下方还设有一个中包2，所述大包1与中包2之间安装设有长水口6，具体的，如图1所示，在钢包回转台3的正下方还设有支撑座4和转轴5，所述钢包回转台3可沿转轴5转动或沿竖直方向做上下运动。
现有技术在一侧完成钢包转移后，另一侧现场安装长水口，一方面安装区域狭窄，另一方面在安装过程中不可避免的使高温钢水暴露，且安装长水口过程中必然会造成液面波动及卷渣，对钢水洁净度造成干扰；本申请是通过提前安装好一侧的长水口待用，当每炉钢水浇注完成前的3～5min，控制长水口钢液流速，将中包液面控制为满包，确保换大包时不降速，待每炉钢水浇注完成后，所述钢包回转台竖直向上提升0.5～0.8m并沿水平方向转动180°后回落，长水口浸入钢液面以下20～25cm，继续完成下次钢水浇注，至大包浇注完毕。
本发明设计的方法使钢水中T[O]含量降低至30～35ppm，钢水中夹杂物数量降低至0.8～1.3个/mm2，冷轧产品夹杂改判率降低至0.8～1％。
为了更好地解释本发明，以下结合具体实施例进一步阐明本发明的主要内容，但本发明的内容不仅仅局限于以下实施例。
实施例1
本实施例公开了一种连铸工艺中换80吨大包时提高钢水洁净度的方法；具体过程如下：
(1)第一炉开浇时，在开浇前将保护管安装到保护管托圈上，放好密封垫圈，连接好氩气管，准备好备用保护管。大包和中包到达浇注位置，确认大包保护管与中包冲击区对中，手动调节使保护管对准大包下水口。把手动液压阀打到升位，机械手上升，保护管与大包下水口压紧调正且密封垫圈不被压偏，确保手动液压阀处于升位。然后继续下降大包旋转塔臂至最低位。按操作盘上的“滑板打开(OPEN)”按钮，滑板试滑1～2次后，将滑板水口开到全开位置，当不能自动开浇时，取下保护管，进行烧氧引流，引流开后在1.5分钟之内上好保护管；观察中包内钢水量，当中包钢水淹至保护管下口时立即在塞棒孔加入中包渣。中包钢水量达到工作液位重量后，按操作盘上大包滑板的“自动(AUTOMATIC)”按钮或操作盘上大包滑板的“开”、“关”按钮，稳定控制大包滑板开度，保持中间包钢水重量波动在要求范围内。中包开浇正常后，打开保护浇铸氩气阀门，流量为8L/min。确保大包保护管插入深度为200mm，当中包渣面有“冻结”可能时，应适当降低液面10mm，再提升液面15mm，冲开“冻结”渣层，并适当补充保温剂碳化稻壳，防止液面结冷钢。
(2)浇注换包工艺，在上一炉钢水浇铸剩余3min时，利用机械手7将长水口6安装在钢包回转台3的另一侧，此时控制长水口6钢液流速，将中包2液面控制为满包，尽量确保换大包1时不降速。上一炉钢水浇铸完毕，大包旋转塔臂提升500mm，钢包回转台3顺时针转动180度，大包旋转塔臂下降500mm，长水口6浸入钢液面以下200mm后，按操作盘上的“滑板打开(OPEN)”按钮，滑板试滑1～2次后，将滑板水口开到全开位置，当不能自动开浇时，取下保护管，进行烧氧引流，引流开后在1.5分钟之内上好保护管；中包开浇正常后，打开保护浇铸氩气阀门，流量为8L/min。浇铸完毕的大包旋转至等待侧，利用机械手取下长水口，移动到烘烤位，保持烘烤温度900℃。浇完的空罐所在臂落至最低位，大包盖打至避开位，取下油缸、安全插销和风管等与大罐连接件并指挥行车进行翻罐操作，确认行车挂稳后方可指挥行车把空罐吊离旋转塔。
实施例2
本实施例公开了一种连铸工艺中换150吨大包时提高钢水洁净度的方法；具体过程如下：
(1)第一炉开浇时，在开浇前将保护管安装到保护管托圈上，放好密封垫圈，连接好氩气管，准备好备用保护管。大包和中包到达浇注位置，确认大包保护管与中包冲击区对中，手动调节使保护管对准大包下水口。把手动液压阀打到升位，机械手上升，保护管与大包下水口压紧调正且密封垫圈不被压偏，确保手动液压阀处于升位。然后继续下降大包旋转塔臂至最低位。按操作盘上的“滑板打开(OPEN)”按钮，滑板试滑1～2次后，将滑板水口开到全开位置，当不能自动开浇时，取下保护管，进行烧氧引流，引流开后在1.5分钟之内上好保护管；观察中包内钢水量，当中包钢水淹至保护管下口时立即在塞棒孔加入中包渣。中包钢水量达到工作液位重量后，按操作盘上大包滑板的“自动(AUTOMATIC)”按钮或操作盘上大包滑板的“开”、“关”按钮，稳定控制大包滑板开度，保持中间包钢水重量波动在要求范围内。中包开浇正常后，打开保护浇铸氩气阀门，流量为9L/min。确保大包保护管插入深度为220mm，当中包渣面有“冻结”可能时，应适当降低液面11mm，再提升液面17mm，冲开“冻结”渣层，并适当补充保温剂蛭石，防止液面结冷钢。
(2)浇注换包工艺，在上一炉钢水浇铸剩余4min时，利用机械手7将长水口6安装在钢包回转台3的另一侧，此时控制长水口6钢液流速，将中包2液面控制为满包，尽量确保换大包1时不降速。上一炉钢水浇铸完毕，大包旋转塔臂提升600mm，钢包回转台3顺时针转动180度，大包旋转塔臂下降600mm，长水口6浸入钢液面以下220mm后，按操作盘上的“滑板打开(OPEN)”按钮，滑板试滑1～2次后，将滑板水口开到全开位置，当不能自动开浇时，取下保护管，进行烧氧引流，引流开后在1.5分钟之内上好保护管；中包开浇正常后，打开保护浇铸氩气阀门，流量为9L/min。浇铸完毕的大包旋转至等待侧，利用机械手取下长水口，移动到烘烤位，保持烘烤温度1000℃。浇完的空罐所在臂落至最低位，大包盖打至避开位，取下油缸、安全插销和风管等与大罐连接件并指挥行车进行翻罐操作，确认行车挂稳后方可指挥行车把空罐吊离旋转塔。
实施例3
本实施例公开了一种连铸工艺中换300吨大包时提高钢水洁净度的方法；具体过程如下：
(1)第一炉开浇时，在开浇前将保护管安装到保护管托圈上，放好密封垫圈，连接好氩气管，准备好备用保护管。大包和中包到达浇注位置，确认大包保护管与中包冲击区对中，手动调节使保护管对准大包下水口。把手动液压阀打到升位，机械手上升，保护管与大包下水口压紧调正且密封垫圈不被压偏，确保手动液压阀处于升位。然后继续下降大包旋转塔臂至最低位。按操作盘上的“滑板打开(OPEN)”按钮，滑板试滑1～2次后，将滑板水口开到全开位置，当不能自动开浇时，取下保护管，进行烧氧引流，引流开后在1.5分钟之内上好保护管；观察中包内钢水量，当中包钢水淹至保护管下口时立即在塞棒孔加入中包渣。中包钢水量达到工作液位重量后，按操作盘上大包滑板的“自动(AUTOMATIC)”按钮或操作盘上大包滑板的“开”、“关”按钮，稳定控制大包滑板开度，保持中间包钢水重量波动在要求范围内。中包开浇正常后，打开保护浇铸氩气阀门，流量为10L/min。确保大包保护管插入深度为250mm，当中包渣面有“冻结”可能时，应适当降低液面9mm，再提升液面12mm，冲开“冻结”渣层，并适当补充保温剂碳化稻壳，防止液面结冷钢。
(2)浇注换包工艺，在上一炉钢水浇铸剩余5min时，利用机械手7将长水口6安装在钢包回转台3的另一侧，此时控制长水口6钢液流速，将中包2液面控制为满包，尽量确保换大包1时不降速。上一炉钢水浇铸完毕，大包旋转塔臂提升800mm，钢包回转台3顺时针转动180度，大包旋转塔臂下降800mm，长水口6浸入钢液面以下250mm后，按操作盘上的“滑板打开(OPEN)”按钮，滑板试滑1～2次后，将滑板水口开到全开位置，当不能自动开浇时，取下保护管，进行烧氧引流，引流开后在1.5分钟之内上好保护管；中包开浇正常后，打开保护浇铸氩气阀门，流量为10L/min。浇铸完毕的大包旋转至等待侧，利用机械手取下长水口，移动到烘烤位，保持烘烤温度1100℃。浇完的空罐所在臂落至最低位，大包盖打至避开位，取下油缸、安全插销和风管等与大罐连接件并指挥行车进行翻罐操作，确认行车挂稳后方可指挥行车把空罐吊离旋转塔。
将各实施例设计的大包使用情况与现有工艺进行对比，得到表1；
表1使用效果对比
由上述表1可知，采用本发明设计方法，钢水中T[O]含量降低至30～35ppm，钢水中夹杂物数量降低至0.8～1.3个/mm2，冷轧产品夹杂改判率降低至0.8～1％。故本发明设计的开浇方法，通过缩短换大包时间，可明显的降低中包钢水波动，减少非稳态扰动，从而提高钢水洁净度，改善钢铁产品质量。
以上实施例仅为最佳举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。除上述实施例外，本发明还有其他实施方式。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 (3)
1.一种连铸工艺中提高钢水洁净度的方法，它包括钢包回转台上放置的两个以上大包及位于钢包回转台下方的中包，每个大包下方还设有长水口，每炉钢水浇注完成前的3～5min，控制长水口钢液流速，将中包液面调整为满包，确保换大包时不降速，待每炉钢水浇注完成后，所述钢包回转台竖直向上提升0.5～0.8m并沿水平方向转动180°后回落，长水口浸入钢液面以下20～25cm，继续完成下次钢水浇注，至大包浇注完毕。
2.根据权利要求1所述连铸工艺中提高钢水洁净度的方法，其特征在于：浇注过程中，当中包渣面有冻结，先降低液面8mm～12mm，再提升液面13mm～17mm，冲开冻结渣层，并补充保温剂。
3.根据权利要求1所述连铸工艺中提高钢水洁净度的方法，其特征在于：待大包浇注完毕，取下长水口移动至烘烤位，保持烘烤温度900℃～1100℃。
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