CN110756789B - 一种减少if钢钢包铸余的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种减少IF钢钢包铸余的钢包包底及方法，属于钢铁冶炼技术领域。钢包包底包括浇注料基体、水口座砖和透气砖，所述浇注料基体等分为四个扇形区域，所述御渣区为其中一个扇形区域，所述透气砖具有两个，两个所述透气砖分别设置在另外任意两个相邻扇形区域的中部，所述御渣区与所述浇注料基体上端其余部分的高度差为40～50mm；所述御渣区外缘至其底部之间设置有利于钢水向其中部流动的过渡面，所述过渡面为圆弧面或斜坡面。本发明通过对钢包包底结构进行优化，并结合特定的控制工艺方法，能够大幅度减少钢包铸余钢量，将钢包铸余钢量降低至2吨左右，同时能够降低中包全氧含量，避免中包钢水二次氧化。

Description

一种减少IF钢钢包铸余的方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼技术领域，具体是一种减少IF钢钢包铸余的方法。
背景技术
IF钢广泛用于汽车外板、汽车复杂冲压件等高成形性能要求的零部件，对产品表面质量要求很高。国内钢厂冶炼IF钢主要采用“转炉→合金微调站→RH精炼炉→板坯连铸”工艺流程生产。RH精炼结束后，钢包内钢水上方覆盖一层来源于转炉渣、造渣料及脱氧产物的钢包渣，其氧化性较强，在连铸浇铸时不断向钢水传氧，对渣-钢界面附近的钢水不断产生二次氧化，造成此部分钢水洁净度恶化。在连铸工序，钢水经钢包底部的一个钢包长水口由钢包进入中间包，随着浇铸的进行，钢包内钢水液面下降，炉渣也随之下降。单包钢水浇铸末期，钢水液面下降到一定高度时，由于地球自转引起的科氏力、流场不均匀诱发的环流以及流体流出过程中自身的位能等因素共同作用，钢水产生旋涡从而引起的钢流卷渣，造成部分钢包渣进入中包，在中包内钢包渣继续对钢水二次氧化，从而进一步恶化钢水质量，也容易造成连铸中包水口蓄流，造成非计划停浇。
在生产实践中，为了改善上述的渣-钢界面附近的钢水洁净度恶化以及浇铸末期钢流卷渣等问题，常用的一种措施是浇铸末期在钢包内留一定重量的钢水，将渣-钢界面附近的洁净度差的钢水留在钢包内，同时也避免后期钢流卷渣现象。但是这种方法会产生大量的钢包留钢，从而大幅降低了成坯率，造成生产成本增加，且此部分留钢不仅后续难以处置，在处置过程还会严重污染环境。
经检索，中国专利，申请公布号：CN107983928A，申请公布日：2018.05.04，公开了“一种连铸钢包浇注末期抑制卷渣控制方法和装置”，所述技术方案主要是：优化接收钢包重量检测器、钢水流场分布检测器、钢渣检测器、滑动水口开度检测器等控制模型计算单元传来的相关信号和数据，通过计算分析，得出相应的优化控制策略并输出到电磁力制动器和滑动水口控制器进行抑制卷渣控制。该方案的优点是：分别采用抑制和破坏漩涡形成，推迟下渣发生，同时实现在不出渣的情况下使钢水流出，减少钢包残留钢，提高钢水收得率；其缺点在于对连铸工序的自动化要求程度及数据精确性要求很高，一般钢厂的管理水平不足以驾驭，因此该方案不适合推广。
又有，中国专利，申请公布号：CN103302280A，申请公布日：2013.09.18，公开了“一种超低碳钢用钢包包底的砌筑方法”，其步骤包括：(1)在烘烤完成后的钢包包底永久层上砌筑水口座砖，然后在水口座砖周围砌筑一圈保护砖；(2)在烘烤完成后的钢包包底永久层上砌筑两座透气砖座砖，然后分别在每个透气砖座砖周围砌筑一圈保护砖；(3)把冲击垫砌筑在上述两座透气砖座砖之间；(4)用浇注料填充钢包包底的空置区域，并且振实。该方案的优点是：砌筑方法简单易行，效率高；砌筑完成之后，包底冲击区与非冲击区贴合紧密，形成结构上完整的带冲击垫的钢包包底；同时冲击垫又是独立的，当冲击垫损坏后可以单独更换而不需要拆卸整个包底；但无法减少连铸浇铸末期钢包留钢量。
发明内容
发明要解决的技术问题
针对现有技术中连铸生产时钢包留钢量大的问题，本发明提供了一种减少IF钢钢包铸余的钢包包底及方法，通过对钢包包底结构进行优化，并结合特定的控制工艺方法，能够大幅度减少钢包铸余钢量，将钢包铸余钢量降低至2吨左右，同时能够降低中包氧含量，避免中包钢水二次氧化。
技术方案
为解决上述问题，本发明提供的技术方案为：
一种钢包包底，包括浇注料基体和水口座砖，所述浇注料基体上端设置有御渣区，所述御渣区为所述浇注料基体上浇注高度低于其余部分所形成的凹槽状区域，所述水口座砖设置在所述御渣区中部。
进一步地，所述御渣区与所述浇注料基体上端其余部分的高度差为40～50mm。
进一步地，所述御渣区外缘至其底部之间设置有利于钢水向其中部流动的过渡面。
进一步地，所述过渡面为圆弧面或斜坡面。
进一步地，还包括透气砖，所述透气砖设置在所述浇注料基体上位于所述御渣区以外的部分。
进一步地，所述透气砖具有两个。
进一步地，所述浇注料基体等分为四个扇形区域，所述御渣区为其中一个扇形区域，两个所述透气砖分别设置在另外任意两个相邻扇形区域的中部。
一种减少IF钢钢包铸余的方法，步骤包括：
步骤一、浇注钢包包底：按照上述所述钢包包底的结构进行浇注；
步骤二、确定浇铸末期开始时间点：当连铸在浇钢包剩余钢水量S在浇＝20吨时即进入浇铸末期；
步骤三、浇铸末期控制：
Ⅰ、进入浇注末期时，开始观察到中包冲击区是否有渣星溅出，当出现渣星溅出后再继续浇铸4～6秒，然后关闭钢包滑板；
Ⅱ、再向中包冲击区加入铝铁2～4㎏。
进一步地，浇注所述钢包包底的步骤包括：
Ⅰ、将钢包包底浇注区域等分为四个扇形区域，然后将水口座砖置于其中一个扇形区域中部，并将浇注胎膜安装在水口座砖上端；
Ⅱ、将透气砖分别置于其余扇形区域的中部；
Ⅲ、向钢包包底浇注区域内注入浇注料，直至与所述浇注胎膜的上端齐平；
Ⅳ、待浇注料硬化形成所述浇注料基体后，取下所述浇注胎膜，完成所述钢包包底的浇注。
进一步地，确定浇铸末期开始时间点的步骤包括：
Ⅰ、钢包接钢前，在炉后称量“空钢包+钢包车”的总重量A；
Ⅱ、转炉出钢后，在炉后称量“满钢包+钢包车”的总重量B；
Ⅲ、计算出在浇钢包剩余钢水量S在浇：
ⅰ、初炼钢水量S初炼＝B－A－C－D；
ⅱ、上连铸台钢水量S最终＝S初炼+E－F；
ⅲ、钢包皮重S皮重＝G－S最终；
ⅳ、连铸在浇钢包剩余钢水量S在浇＝H－S皮重；
其中：
C为转炉下渣量；
D为出钢渣料加入量；
E为RH合金及废钢加入量；
F为脱氧产物重量，F＝108/48·S初炼·RH脱碳终点氧含量/1000000；
G为开浇前连铸称量臂称量重量；
H为连铸称量臂实时称重。
有益效果
采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
(1)本发明提供的一种钢包包底，通过在水口座砖周围设置御渣区，以增加水口座砖(3)上口与钢包中钢渣层的间距，在钢渣层接近钢包包底时能够抑制和拖延钢流旋涡的形成，进而实现继续出钢而不下渣，钢包留钢量能够减少至2吨左右；
(2)本发明提供的一种钢包包底，通过在御渣区边缘设置过渡面，能够保证其他区域的钢水能够正常、顺畅的向水口座砖流动，进而避免钢水滞留现象；
(3)本发明提供的一种钢包包底，设置有两个透气砖，浇注料基体等分为Q1、Q2、Q3和Q4四个扇形区域，御渣区为其中一个扇形区域Q2，两个透气砖分别设置在Q1和Q4的中部，这种钢包包底结构能够在促进钢水向水口流动的同时避免产生对冲钢流，使得浇注末期钢包内的钢渣层保持稳定，进而避免钢渣被卷入水口导致出现下渣现象；
(4)本发明提供的一种钢包包底，浇注工艺简单，施工过程简单、效率高，能够减少了施工人员在钢包底部空间内进行施工作业的时间，安全性高；
(5)本发明提供的一种减少IF钢钢包铸余的方法，克服了转炉炉后电子秤与连铸电子秤称量系统偏差带来的影响，同时大幅度减少了钢包铸余钢量，将钢包铸余钢量降低至2吨左右，同时能够降低中包氧含量，避免中包钢水二次氧化。
附图说明
图1、本发明的钢包包底的主视图；
图2、本发明的钢包包底的俯视图；
图3、浇注胎膜的俯视图；
图4、浇注胎膜的主视图；
附图中：1、浇注料基体；2、御渣区；21、过渡面；3、水口座砖；4、透气砖；5、浇注胎膜；51、胎膜主体；52、定位构件；53、圆弧倒角。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，目的是帮助本领域的技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解，并有助于其实施。
实施例1
本实施例中提供了一种钢包包底，如图1和图2中所示，包括浇注料基体1和水口座砖3，所述浇注料基体1上端设置有御渣区2，所述御渣区2为所述浇注料基体1上浇注高度低于其余部分所形成的凹槽状区域，所述水口座砖3设置在所述御渣区2中部。所述御渣区2与所述浇注料基体1上端其余部分的高度差为40～50mm，本实施例中优选为40mm，适用于300吨钢包包底，若高度差过大，包底容易堆积熔渣，影响下炉罐引流砂，易造成不能自动开浇。
在连铸工序中，钢水浇铸末期为了避免产生旋涡导致钢流卷渣致使部分钢包渣进入中包的情况，需要在钢包中保留大量钢水，以300T钢包为例，钢包留钢量高达7吨以上，大幅降低了成坯率，造成生产成本增加，且此部分留钢不仅后续难以处置，在处置过程还会严重污染环境。本实施例中钢包包底，通过在水口座砖3周围设置御渣区2，以增加水口座砖3上口与钢包中钢渣层的间距，在钢渣层接近钢包包底时能够抑制和拖延钢流旋涡的形成，进而实现继续出钢而不下渣，钢包留钢量能够减少至2吨左右。
在钢包出钢时，钢水要从其他区域流至水口座砖3，如果御渣区2底部边缘是直角，浇铸末期容易造成钢水滞留。本实施例中，如图1中所示，所述御渣区2外缘至其底部之间设置有利于钢水向其中部流动的过渡面21，所述过渡面21为圆弧面，以保证其他区域的钢水能够正常、顺畅的向水口座砖3流动，进而避免钢水滞留现象。可以理解地，所述过渡面21也可是斜坡面。
如图1和图2中所示，还包括透气砖4，所述透气砖4设置在所述浇注料基体1上位于所述御渣区2以外的部分，通过所述透气砖4向钢包中通入惰性气体能够促进钢水向御渣区2内流动。
本实施例中，如图2中所示，所述透气砖4具有两个，所述浇注料基体1等分为Q1、Q2、Q3和Q4四个扇形区域，所述御渣区2为其中一个扇形区域Q2，两个所述透气砖4分别设置在Q1和Q4的中部，这种钢包包底结构能够在促进钢水向水口流动的同时避免产生对冲钢流，使得浇注末期钢包内的钢渣层保持稳定，进而避免钢渣被卷入水口导致出现下渣现象。
本实施例中所述的钢包包底的浇注方法步骤如下：
Ⅰ、将钢包包底浇注区域等分为Q1、Q2、Q3和Q4四个扇形区域，然后将水口座砖3置于其中一个扇形区域Q2的中部，并将浇注胎膜5安装在水口座砖3上端；所述浇注胎膜5结构如图3和图4中，包括呈扇形的胎膜主体51和设置在胎膜主体51底部中部的定位构件52，安装时所述定位构件52插入水口座砖3内以实现固定，所述胎膜主体51的底面边缘设置有圆弧倒角53，也可以是倾斜坡面。
Ⅱ、将两个透气砖4分别置于扇形区域Q1和Q4的中部；
Ⅲ、向钢包包底浇注区域内注入浇注料，直至与所述浇注胎膜5的上端齐平；
Ⅳ、待浇注料硬化形成所述浇注料基体1后，取下所述浇注胎膜5；
Ⅴ、待所述浇注料基体1养生一段时间后，利用喷补枪对Q2区域喷补防粘渣涂料，厚度为2～3mm；防粘渣涂料主要成分为：Al2O3≥25.0％，Cr2O3≤5％，SiO2≥25.0％，Fe2O3≤5.0％，其耐火度≥1700℃。
钢包投入使用后，每使用五炉，钢包热修结束后利用喷补枪对Q2区域补喷所述防粘渣涂料，补喷厚度为2～3mm。
由于钢包底部空间有限，施工安全难以保证，本实施例中的钢包包底，浇注工艺简单，施工过程简单、效率高，能够减少了施工人员在钢包底部空间内进行施工作业的时间，安全性高。
实施例2
本实施例中提供了一种减少IF钢钢包铸余的方法，步骤包括：
步骤一、浇注钢包包底：按照实施例1中所述钢包包底的结构和浇注方法浇注钢包包底；
步骤二、确定浇铸末期开始时间点：当连铸在浇钢包剩余钢水量S在浇＝20吨时即进入浇铸末期；确定浇铸末期开始时间点的步骤为：
Ⅰ、钢包接钢前，在炉后称量“空钢包+钢包车”的总重量A；
Ⅱ、转炉出钢后，在炉后称量“满钢包+钢包车”的总重量B；
Ⅲ、计算出在浇钢包剩余钢水量S在浇：
ⅰ、初炼钢水量S初炼＝B－A－C－D；
ⅱ、上连铸台钢水量S最终＝S初炼+E－F；
ⅲ、钢包皮重S皮重＝G－S最终；
ⅳ、连铸在浇钢包剩余钢水量S在浇＝H－S皮重；其中：
C为转炉下渣量；
D为出钢渣料加入量；
E为RH合金及废钢加入量；
F为脱氧产物重量，F＝108/48·S初炼·O/1000000，O为RH脱碳终点氧含量；
G为开浇前连铸称量臂称量重量；
H为连铸称量臂实时称重；
步骤三、浇铸末期控制：
Ⅰ、进入浇注末期时，开始观察到中包冲击区是否有渣星溅出，当出现渣星溅出后再继续浇铸4～6秒，然后关闭钢包滑板；
Ⅱ、再向中包冲击区加入铝铁2～4㎏，以降低中包钢水全氧量，避免二次氧化。
以转炉-RH-连铸工序中的300T钢包为例，钢包铸余工艺控制参数及结果如表1：
表1实施例钢包铸余工艺控制参数及结果
由表1中可见，本实施例中的减少IF钢钢包铸余的方法，克服了转炉炉后电子秤与连铸电子秤称量系统偏差带来的影响，同时大幅度减少了钢包铸余钢量，能够将钢包铸余钢量降低至2吨左右，同时能够抑制因下渣导致的中包全氧含量升高，避免中包钢水二次氧化。
对比例
钢包包底工作层为平底；钢包重量S皮重均以钢包新上线时标定的钢包重量为准，不考虑钢包上线后由于耐材侵蚀、包沿残钢及残渣等因素对S皮重的影响。当连铸在浇钢包剩余钢水量S在浇＞7吨时，若钢包下渣，立即关闭钢包滑板；当钢包留钢量＝7吨时，即使钢包未下渣，也立即关闭钢包滑板。其中，S在浇＝H－S皮重，其中：H－连铸称量臂实时称重。对比例钢包浇铸末期工艺控制参数及结果见表2。
表2对比例钢包铸余工艺控制参数及结果
以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种减少IF钢钢包铸余的方法，其特征在于，步骤包括：
步骤一、浇注钢包包底：按照钢包包底的结构进行浇注；所述钢包包底包括浇注料基体(1)和水口座砖(3)，浇注料基体(1)上端设置有御渣区(2)，所述御渣区(2)为浇注料基体(1)上浇注高度低于其余部分所形成的凹槽状区域，所述水口座砖(3)设置在所述御渣区(2)中部；
步骤二、确定浇铸末期开始时间点：当连铸在浇钢包剩余钢水量S在浇＝20吨时即进入浇铸末期；确定浇铸末期开始时间点的具体步骤包括：
Ⅰ、钢包接钢前，在炉后称量“空钢包+钢包车”的总重量A；
Ⅱ、转炉出钢后，在炉后称量“满钢包+钢包车”的总重量B；
Ⅲ、计算出在浇钢包剩余钢水量S在浇：
ⅰ、初炼钢水量S初炼＝B－A－C－D；
ⅱ、上连铸台钢水量S最终＝S初炼+E－F；
ⅲ、钢包皮重S皮重＝G－S最终；
ⅳ、连铸在浇钢包剩余钢水量S在浇＝H－S皮重；
其中：
C为转炉下渣量；
D为出钢渣料加入量；
E为RH合金及废钢加入量；
F为脱氧产物重量，F＝108/48·S初炼·RH脱碳终点氧含量/1000000；
G为开浇前连铸称量臂称量重量；
H为连铸称量臂实时称重
步骤三、浇铸末期控制：
Ⅰ、进入浇注末期时，开始观察到中包冲击区是否有渣星溅出，当出现渣星溅出后再继续浇铸4～6秒，然后关闭钢包滑板；
Ⅱ、再向中包冲击区加入铝铁2～4㎏。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述御渣区(2)与浇注料基体(1)上端其余部分的高度差为40～50mm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述御渣区(2)外缘至其底部之间设置有利于钢水向其中部流动的过渡面(21)。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述过渡面(21)为圆弧面或斜坡面。
5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于：还包括透气砖(4)，所述透气砖(4)设置在所述浇注料基体(1)上位于所述御渣区(2)以外的部分。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述透气砖(4)具有两个。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述浇注料基体(1)等分为四个扇形区域，所述御渣区(2)为其中一个扇形区域，两个所述透气砖(4)分别设置在另外任意两个相邻扇形区域的中部。
8.根据权利要求5所述的减少IF钢钢包铸余的方法，其特征在于，浇注所述钢包包底的步骤包括：
Ⅰ、将钢包包底浇注区域等分为四个扇形区域，然后将水口座砖(3)置于其中一个扇形区域中部，并将浇注胎膜(5)安装在水口座砖(3)上端；
Ⅱ、将透气砖(4)分别置于其余扇形区域的中部；
Ⅲ、向钢包包底浇注区域内注入浇注料，直至与所述浇注胎膜(5)的上端齐平；
Ⅳ、待浇注料硬化形成所述浇注料基体(1)后，取下所述浇注胎膜(5)，完成所述钢包包底的浇注。
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