CN111390130A - 一种中碳加硼钢连铸坯皮下针孔气泡控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种中碳加硼钢连铸坯皮下针孔气泡控制方法，包括以下步骤：降低中碳加硼钢中硼含量；设计采用实心不吹氩塞棒、不吹氩上水口控制氩气来源；设计一种高碱度低火焰专用保护渣；降低滑板板间吹氩流量到2～4L/min，确保背压0.1‑0.2bar，实现微正压控制；中碳加硼钢铸机拉速最高限制到1.4m/min；设计不同的浸入式水口自动变渣线工艺，降低浸入深度。通过成分设计控制降低硼元素对中碳加硼钢板坯凝固影响，降低保护渣的接触时间；通过工艺设计降低钢中气体氩气及保护渣气体的来源问题；通过工艺优化调整促进钢中气体的上浮去除，铸坯边部针孔气泡缺陷得到很好的控制，工艺简单，适应性和推广性强。

Description

一种中碳加硼钢连铸坯皮下针孔气泡控制方法
技术领域
本发明属于冶金炼钢技术领域，具体涉及一种中碳加硼钢连铸坯皮下针孔气泡控制方法。
背景技术
连铸厚板坯角部针孔、气泡缺陷是连铸坯常见的缺陷，浅层的针孔缺陷不影响钢板的轧制质量。中碳添加硼元素在钢材出口领域应用比较广泛，添加硼元素优点是增加钢的淬透性，提高钢材的高温强度，从而节约其他合金。对比普通中碳未添加硼元素钢种，中碳钢添加硼元素后连铸坯会出现比较多的边部皮下针孔、气泡缺陷，给连铸坯的轧制质量带来严重影响。
研究分析认为，钢中气体随浸入式水口侧孔钢水流出呈环流分布，钢流冲击到侧弧，气泡被侧弧、内外角部坯壳捕捉，极易在角部形成皮下针孔气泡缺陷；中碳钢加硼后相变凝固过程中弯月面钢壳重熔、较长时间保持熔融态而延长与保护渣接触时间，不利于气体凝固排出，因此中碳加硼钢更易捕捉气泡形成针孔缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺简单、适应性强的中碳加硼钢连铸坯皮下针孔气泡控制方法，解决热轧卷及厚板生产中碳加硼钢时常发生的窄面边裂缺陷问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种中碳加硼钢连铸坯皮下针孔气泡控制方法，包括以下步骤：
1)降低钢中硼含量，硼含量控制在0.0008-0.0012％；
2)设计实心不吹氩塞棒、不吹氩上水口，减少Ar气来源；
3)设计高碱度低火焰专用保护渣，增加预熔料比例，减少保护渣熔化燃烧分解产生的气体来源，降低中碳加硼钢种坯壳凝固收缩慢对气体的捕捉；
4)设定上水口与浸入式水口板间吹氩流量，流量控制在2～4L/min，确保背压0.1-0.2bar，实现微正压控制；
5)控制铸机最高拉速为1.4m/min，减轻对铸坯侧面的流场冲击，促进钢中气体上浮；
6)对中碳加硼钢根据连浇炉数，浸入式水口设计不同的自动变渣线工艺，降低浸入深度，缩短气体上浮距离。
具体地，所述步骤3)中专用保护渣由以下质量分数的物质组成：C：4.5-5.5％，SiO2：27-30％，CaO：35.5-38.5％，MgO：2.0-3.0％，Al2O3：4-5％，Fe2O3：0.8-1.1％，K2O+Na2O：7.0-9.0％，Li2O：0.5-1.8％，F：8.0-9.0％，BaS：1.2-1.5％；专用保护渣挥发分1.5-4.5％，密度0.65-0.80g/ml，熔点1100-1150℃，粘度0.1-0.15PaS。
具体地，所述步骤6)中浸入深度变动如下：当浸入式水口寿命小于等于7炉时，浸入深度变动范围在110-140mm之间；当浸入式水口大于7炉时，浸入深度变动范围在135-165mm之间。
具体地，所述步骤6)中在改变浸入深度变动方式的同时，控制浸入式水口寿命15炉更换，并提高浸入式水口质量。
本发明具有以下有益效果：
(1)通过成分设计控制降低了硼元素对中碳加硼钢板坯凝固影响，降低保护渣的接触时间；
(2)通过工艺设计降低了钢中气体氩气及保护渣气体的来源问题。
(3)通过工艺优化调整，促进了钢中气体的上浮去除，连铸生产过程顺利，铸坯边部针孔气泡缺陷得到了很好的控制，工艺简单，适应性和推广性强。
附图说明
图1是未采用本发明方法生产的中碳加硼钢连铸坯边部照片。
图2是采用本发明实施例1的方法生产的中碳加硼钢连铸坯边部照片。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
一种中碳加硼钢连铸坯皮下针孔气泡控制方法，包括以下步骤：
1)降低钢中硼含量，由正常的0.0012-0.0018％含量降低B合金加入量，控制在0.0008-0.0012％，减少硼元素对初始凝固坯壳的影响。
2)设计实心不吹氩塞棒、不吹氩上水口，减少Ar气来源。
3)设计高碱度低火焰专用保护渣，增加预熔料比例，减少保护渣熔化燃烧分解产生的气体来源，降低中碳加硼钢种坯壳凝固收缩慢对气体的捕捉，，实践证明，使用此新型保护渣后，保护渣结晶器内火焰较小，熔化分解气体减少，铸坯表面质量良好。专用渣各物质质量分数及物化属性如下表：
C(固)，％ SiO<sub>2</sub>，％ CaO，％ MgO，％ Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>，％ Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub>，％ K<sub>2</sub>O+Na<sub>2</sub>O，％
4.5-5.5 27-30 35.5-38.5 2.0-3.0 4-5 0.8-1.1 7.0-9.0
Li<sub>2</sub>O，％ F，％ BaS，％ 挥发分，％ 密度，g/ml 熔点，℃ 粘度，PaS
0.5-1.8 8.0-9.0 1.2-1.5 1.5-4.5 0.65-0.80 1100-1150 0.1-0.15
4)优化设定上水口与浸入式水口板间吹氩流量，由原4～8L/min降低到2～4L/min，确保背压0.1-0.2bar，实现微正压控制，通过降低流量、背压减少Ar气泡进入钢水。
5)降低铸机拉速，最高拉速由1.6m/min控制到1.4m/min，减轻对铸坯侧面的流场冲击，促进钢中气体上浮。
6)正常情况下浸入式水口浸入深度自动变化，变动范围在130mm-180mm之间。对中碳加硼钢根据连浇炉数，浸入式水口设计了不同的自动变渣线工艺，降低浸入深度，缩短气体上浮距离：
a.浸入式水口寿命小于等于7炉时，浸入深度变动范围设计在110mm-140mm之间。
b.浸入式水口大于7炉时，浸入深度变动范围设计在135-165mm之间。
c.在改变浸入深度变动方式的同时，控制浸入式水口寿命15炉更换，并提高浸入式水口质量，加强对其耐火材料的管理，确保浇钢过程中不会出现安全隐患。
实施例1
本实施例为某厂采用直弧型连铸机，厚度为230mm，断面为1520mm，生产中碳加硼钢，采用了本工艺，本实施例的参数设定是：
1.钢中硼含量控制在0.0010％。
2.中间包安装实心不吹氩塞棒、不吹氩上水口。
3.采用专用保护渣成分为C-4.7％，CaO-37.7％，SiO2-28.6％，Fe2O3-0.95％，MgO-2.3％，Al2O3-4.15％，K2O+Na2O-7.8％，F-8.9％，Li2O-1.12％，挥发分3.73％，熔点1136℃，粘度0.116PaS，密度0.76g/ml。
4.滑板板间吹氩流量，3.6L/min，确保背压0.12bar。
5.铸机拉速控制1.0-1.4m/min。
6.浸入式水口自动变渣线设定范围：浇铸1-7炉时浸入深度为110-140mm，7-15炉时为140-160mm。
采用直弧型连铸机生产中碳加硼钢种，初期铸坯角部出现批量皮下针孔气泡(图1)，采用本实施例的工艺方案后，针孔气泡得到有效控制(图2)，效果良好。
本发明不局限于上述实施方式，任何人应得知在本发明的启示下作出的结构变化，凡是与本发明具有相同或相近的技术方案，均落入本发明的保护范围之内。
本发明未详细描述的技术、形状、构造部分均为公知技术。

Claims (4)

1.一种中碳加硼钢连铸坯皮下针孔气泡控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)降低钢中硼含量，硼含量控制在0.0008-0.0012％；
2)设计实心不吹氩塞棒、不吹氩上水口，减少Ar气来源；
3)设计高碱度低火焰专用保护渣，增加预熔料比例，减少保护渣熔化燃烧分解产生的气体来源，降低中碳加硼钢种坯壳凝固收缩慢对气体的捕捉；
4)设定上水口与浸入式水口板间吹氩流量，流量控制在2～4L/min，确保背压0.1-0.2bar，实现微正压控制；
5)控制铸机最高拉速为1.4m/min，减轻对铸坯侧面的流场冲击，促进钢中气体上浮；
6)对中碳加硼钢根据连浇炉数，浸入式水口设计不同的自动变渣线工艺，降低浸入深度，缩短气体上浮距离。
2.如权利要求1所述的中碳加硼钢连铸坯皮下针孔气泡控制方法，其特征在于，所述步骤3)中专用保护渣由以下质量分数的物质组成：C：4.5-5.5％，SiO2：27-30％，CaO：35.5-38.5％，MgO：2.0-3.0％，Al2O3：4-5％，Fe2O3：0.8-1.1％，K2O+Na2O：7.0-9.0％，Li2O：0.5-1.8％，F：8.0-9.0％，BaS：1.2-1.5％；专用保护渣挥发分1.5-4.5％，密度0.65-0.80g/ml，熔点1100-1150℃，粘度0.1-0.15PaS。
3.如权利要求1所述的中碳加硼钢连铸坯皮下针孔气泡控制方法，其特征在于，所述步骤6)中浸入深度变动如下：当浸入式水口寿命小于等于7炉时，浸入深度变动范围在110-140mm之间；当浸入式水口大于7炉时，浸入深度变动范围在135-165mm之间。
4.如权利要求1所述的中碳加硼钢连铸坯皮下针孔气泡控制方法，其特征在于，所述步骤6)中在改变浸入深度变动方式的同时，控制浸入式水口寿命15炉更换，并提高浸入式水口质量。
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