CN111804881B - 一种减少铸坯表面氧化铁皮的冶炼方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种减少铸坯表面氧化铁皮的冶炼方法，通过调整优化连铸二冷工艺，将连铸二次冷却强度比水量平均值由0.60 L/Kg提高到0.70 L/Kg，控制铸机上部至下部各区冷却水量比例波动幅度，提高浇铸方向上铸坯冷却均匀性，通过减少喷嘴堵塞实现良好的二冷喷水雾化效果，铸坯表面氧化铁皮厚度明显减少，平均厚度由1.45mm降低到0.65mm，提高了连铸钢水回收率，经济效益显著。

Description

一种减少铸坯表面氧化铁皮的冶炼方法
技术领域
本发明涉及冶金技术领域，具体涉及一种减少铸坯表面氧化铁皮的冶炼方法。
背景技术
连铸坯表面氧化铁皮是高温下铸坯表面的铁元素与环境中氧化性气体氧和水发生反应而生成。连铸坯表面氧化铁含量太高，会影响钢水收得率，造成钢水不必要的浪费。铸坯表面氧化铁皮发生量影响因素和工艺控制要点包括：
1、连铸二次配水工艺
浇铸方向上铸坯冷却要均匀，二冷喷水雾化效果要好，被蒸发的比例要高，以保证冷却效率最大；未被蒸发的二冷水避免长时间停留在铸坯上；在不影响铸坯表面质量的前提下尽量强冷，减少氧化铁皮发生。
2、铸坯表面温度
稳定低过热度，避免高过热度，降低铸坯表面温度。
据相关资料表明，铸坯表面温度700℃时，氧化铁皮不明显，铸坯表面温度900℃时，铸坯表面氧化铁皮明显增多，铸坯长期处于1000℃时，铸坯表面氧化铁皮量急剧增多，因此在不影响铸坯表面质量的前提下，增加铸坯表面冷却强度，减少铸坯长期处于高温状态，能够减少铸坯表面氧化铁皮发生量。
3、二冷水温度
二次冷却水温度偏高，达不到正常冷却效果，铸坯表面温度高，造成铸坯表面温度偏高，增加氧化铁皮生成量。
4、钢种成分
碳、硅、镍、铜、硫促进氧化铁皮生成，锰、铝和铬可以减缓氧化铁皮生成。
5、保护渣卷入
保证结晶器液面稳定，防止保护渣卷入。根据钢种特性，选择碱度、粘度和熔化速度合适的保护渣，防止保护渣下沉，形成铸坯表层夹杂物，割断氧化铁皮的连续性。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种冶炼方法，优化调整连铸二冷工艺，降低铸坯表面温度，从而控制铸坯表面与空气接触氧化，减少氧化铁皮的生成量。
本发明具体采用如下技术方案：
一种减少铸坯表面氧化铁皮的冶炼方法，其特征在于主要通过优化生产流程、优化二次冷却水管道、提高二次冷却强度比水量、提高二次冷却均匀性，将铸坯表面氧化铁皮平均厚度降低到0.65mm，具体包括：
(1)生产前对铸机扇形段内漏水状况进行检修，每两天检查清理一次二次冷却喷嘴；
(2)二次冷却水管道使用不锈钢管道；
(3)二次冷却强度比水量平均值由0.60L/Kg提高到0.70L/Kg；
(4)从铸机上部至下部，控制各区冷却水量比例波动幅度，减少铸坯表面局部回温。
本发明经过研究评估，调整优化连铸二冷工艺，将连铸二次冷却强度比水量平均值由0.60L/Kg提高到0.70L/Kg，控制铸机上部至下部各区冷却水量比例波动幅度，提高浇铸方向上铸坯冷却均匀性，通过减少喷嘴堵塞实现良好的二冷喷水雾化效果，铸坯表面氧化铁皮厚度明显减少，对比评估铸坯表面氧化铁皮厚度，平均厚度由1.45mm降低到0.65mm，提高了连铸钢水回收率，经济效益显著。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明方法进一步详细描述。
针对铸坯表面氧化铁皮偏厚的问题，分铸机、分钢种类别对铸坯表面氧化铁皮进行实际测量评估，降低铸坯表面氧化铁皮厚度技术方案如下：
1)生产操作方面，生产前对铸机扇形段内漏水状况进行检修。并规定每两天检查清理一次二次冷却喷嘴，记录不同位置喷嘴堵塞数量。工业用水杂质比较多，喷嘴容易堵塞，影响喷水均匀性，定期清理有利于减少喷嘴堵塞。同时对二次冷却水管道进行了改造，使用不锈钢管道，减少水管腐蚀物堵塞喷嘴，提高铸坯表面冷却的均匀性。
2)针对板坯连铸机，板坯尺寸为260mm*(2070mm-2570mm)，通过反复研究和对比试验，得出二次冷却强度比水量平均值由0.60L/Kg提高到0.70L/Kg后，铸坯表面氧化铁皮厚度明显降低，提高二次冷却强度，降低铸坯表面温度，减少铸坯表面与空气的氧化作用。
3)二冷水量分布方面，从铸机上部至下部，采用冷却水量均匀减少策略，并通过计算各冷却区水流密度值，保证铸坯从上至下均匀冷却。板坯连铸机原各区(1区～10区)水量比例为13％：13％：15％：12％：8.5％：13％：9.5％：12％：2％：2％，其中，5区和7区水量比例与4区和6区相比，减少幅度较大，易造成铸坯局部回温过大而产生热应力，同时增加了铸坯表面氧化铁皮的生成，优化调整后各区水量比例为13％：13％：15％：13％：12％：11％：10％：8％：3％：2％。
4)过热度控制在8℃-30℃，稳定低过热度，避免高过热度，降低铸坯表面温度。
5)控制二冷水温≤30℃，防止二冷水温过高，冷却效果差。
6)采用“少量、多加和黑渣”的操作原则，使结晶器液面钢水不裸露，保护渣均匀铺在结晶器液面，同时针对结晶器液面波动大的问题增加结晶器液面自适应控制系统，防止液面波动太大。
7)严格控制转炉供应连铸的钢水成分，转炉冶炼时，在保证钢水质量、降低成本的前提下，最大限度提高钢水的碳含量，来降低铸坯的氧化铁皮量。
实施例1
针对铸坯表面氧化铁皮偏厚的问题(原包晶合金钢铸坯表面氧化铁皮平均厚度达到1.50-1.63mm)，应用本发明方法，分铸机、分钢种类别对铸坯表面氧化铁皮进行实际测量评估。将二次冷却强度比水量由0.60L/Kg提高到0.70L/Kg、铸坯表面温度控制在8℃-30℃，二冷水温≤30℃，对比评估铸坯表面氧化铁皮厚度，平均厚度由1.45mm降低到0.65mm，具体试验过程数据如表1所示：
表1：二冷工艺试验前后铸坯表面氧化铁皮厚度(单位：mm)
Figure BDA0002578464490000031
表2：二冷工艺试验数据(单位：L/min)
二冷工艺类型 1N 1IO 2IO 3IO 4IO 5C 5M 6IC 6IM 6OC 6OM
原工艺 76 368 362 469 369 170 79 120 55 212 98
试验工艺 110 327 349 454 361 160 143 121 103 156 135
二冷工艺类型 7IC 7IM 7OC 7OM 8IC 8IM 8OC 8OM 9I 10I 总水量
原工艺 77 36 140 65 94 42 171 79 53 43 3174
试验工艺 79 68 119 104 78 67 131 115 49 33 3262
二次冷却原工艺和试验工艺各区水量如表2，试验工艺各冷却区水量较原工艺有所增加，降低了铸坯表面温度。通过对比两种工艺下铸坯表面情况，新工艺下铸坯表面金属元素氧化程度和氧化铁皮明显减少。

Claims (3)

1.一种减少铸坯表面氧化铁皮的冶炼方法，其特征在于主要通过优化生产流程、优化二次冷却水管道、提高二次冷却强度比水量、提高二次冷却均匀性，将铸坯表面氧化铁皮平均厚度降低到0.65mm，具体包括：
（1）生产前对铸机扇形段内漏水状况进行检修，每两天检查清理一次二次冷却喷嘴；
（2）二次冷却水管道使用不锈钢管道；
（3）二次冷却强度比水量平均值由0.60L/Kg提高到0.70L/Kg；
（4）从铸机上部至下部，控制各区冷却水量比例波动幅度，减少铸坯表面局部回温；
从铸机上部至下部分10个区进行控制，各区水量比例为13%：13%：15%：13%：12%：11%：10%：8%：3%：2%；铸坯表面温度控制在8℃-30℃；控制二次冷却冷水温≤30℃。
2.如权利要求1所述的减少铸坯表面氧化铁皮的冶炼方法，其特征在于采用“少量、多加和黑渣”的操作原则，使结晶器液面钢水不裸露，保护渣均匀铺在结晶器液面，并控制结晶器液面波动。
3.如权利要求1所述的减少铸坯表面氧化铁皮的冶炼方法，其特征在于严格控制转炉供应连铸的钢水成分，转炉冶炼时，在保证钢水质量、降低成本的前提下，最大限度提高钢水的碳含量。
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连铸钢坯氧化铁皮产生的原因及降低措施;刁兴武等;《黑龙江冶金》;20150815;第35卷(第4期);第56-57、60页 *

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