CN111940716B - 一种用于防止稀土钢连铸水口堵塞的方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于连铸设备技术领域，具体涉及一种用于防止稀土钢连铸水口堵塞的方法，包括如下步骤：步骤一：连铸开始时，对塞棒进行加热，保持加热温度高于中间包钢液温度；同时对浸入式水口进行加热，保持加热温度高于中间包钢液温度；步骤二：当塞棒位置上涨时，即出现了水口结瘤或堵塞，则提高对塞棒和浸入式水口的加热温度，如塞棒继续上涨，则继续提高对塞棒和浸入式水口的加热温度；步骤三：待塞棒位置回位后，将塞棒和浸入式水口降温调回至初始设定温度。该方法该可对水口和塞棒易堵塞部位进行加热，提高该部位温度，降低稀土夹杂物的粘度，提高其流动性，获得良好的改善水口结瘤和堵塞效果。

Description

一种用于防止稀土钢连铸水口堵塞的方法

技术领域

本发明属于连铸设备技术领域，具体涉及一种用于防止稀土钢连铸水口堵塞的方法。

背景技术

稀土在钢冶炼过程中可起到微合金化、与有害元素作用、脱硫脱氧、捕氢、弥散硬化及变形夹杂物等作用，同时，稀土对钢材性能有重要影响。然而在含稀土钢冶炼过程中，稀土可对氧、硫化物夹杂起改性作用，即生成稀土氧硫化物，如稀土Ce在轴承钢中将生成CeAlO₃、Ce₂O₂S、Ce₂O₃、Ce₃O₄，钢中MnS夹杂将转变为稀土硫化物复合夹杂，总体上夹杂物形态呈球化，尺寸也较细小。而这些稀土氧化物和稀土硫化物极容易黏附在水口内壁上，尤其在浸入式水口碗口部位及塞棒底部，导致水口结瘤，进而堵塞水口。另外，钢中稀土会与铝碳质水口耐材相互作用，生成稀土铝酸盐，并作为夹杂物附着的基底，钢液中传递来的稀土铝酸盐在基底上黏附烧结，促进了水口结瘤和堵塞，同时也造成了水口内钢液偏流，进而形成结晶器内的不均匀流场，影响铸坯质量。堵塞水口严重时，会造成拉速降低、结晶器液位波动大，以致于水口堵塞、钢水温度低，导致回炉提温，甚至会造成连铸机停机事故。因此，水口堵塞既影响了连铸坯质量，又影响了正常的生产流程，也限制了多炉次连浇，增加了连铸坯成本。

目前，对连铸中间包水口堵塞的研究，已经取得了一定的技术进步，但还存在一些问题。

公开号为CN104772452A的中国专利申请公开一种防止钢坯连铸水口堵塞的方法，该方法利用导电材料将水口外表面与大地或电位为零的部位连接，使水口内表面的电位为零，减少或消除钢中夹杂物向水口内表面迁移和粘附，防止水口堵塞。但将该发明具体实施起来并不容易，其产生的水口防堵塞效果也并不稳定。

公开号为CN108705075A的中国专利申请公开一种电磁式抑制浸入式水口堵塞的中间包，包括中间包底部空腔、旋转磁场发生装置、水路、电路和防水托板，旋转磁场发生装置安装在中间包底部的空腔内，水电路也分别分配有各自的空腔，下端是防水托板。该中间包可使钢液在浸入式水口和塞棒处产生顺时针或逆时针的旋转流动，可抑制浸入式水口堵塞，同时也可提高水口出流的均匀性和稳定性，均匀结晶器内流场、温度场，进而提高铸坯质量。但即使是旋转流动的钢液，其夹杂物也容易吸附于塞棒和水口表面从而造成堵塞，所以其防止水口堵塞的效果并不够理想。

公开号为CN109420756A的中国专利公开了一种连铸防堵塞浸入式水口，包括水口本体，水口本体的内腔为圆柱体，水口本体的入口位于本体顶部，在水口本体的中部设置有水口渣线，在靠近水口本体底部的水口本体的侧壁上对称设置有两个吐出孔，吐出孔在自水口本体的内部到外部的方向上向下倾斜。该水口可用于连续铸钢中生产的工序，减少钢水二次氧化，稳定连续浇注，另水口渣线位置添加了抗侵蚀的BN，且产生的侵蚀产物不污染钢水不会结瘤。但该装置的结构较为复杂，成本较高。

授权号为CN202447652U中国专利公开了一种可防止水口堵塞的中间罐，在中间罐底部定径水口与罐底工作层的连接处设有一圈宽度为35-45mm、深度为18-22mm的凹沟，使熔融后的残钢、残渣流入并留存在凹沟内，从而避免其流入和凝固在定径水口内造成水口通道堵塞的问题，保证了浇钢的顺利进行。但由于需要及时清理凹沟，所以操作上相对比较麻烦，不能保证生产工作的连续性。

发明内容

针对连铸在生产含稀土钢种时易发生水口结瘤和堵塞的问题，本发明提供一种用于防止稀土钢连铸水口堵塞的方法，更好地解决稀土钢连铸水口堵塞的问题，提高生产效率，保证生产顺行。

一种用于防止稀土钢连铸水口堵塞的方法，包括如下步骤：

步骤一：连铸开始时，对塞棒进行加热，保持加热温度高于中间包钢液温度；同时对浸入式水口进行加热，保持加热温度高于中间包钢液温度；

步骤二：当塞棒位置上涨时，即出现了水口结瘤或堵塞，则提高对塞棒和浸入式水口的加热温度，如塞棒继续上涨，则继续提高对塞棒和浸入式水口的加热温度；

步骤三：待塞棒位置回位后，将塞棒和浸入式水口降温调回至初始设定温度。

进一步的，所述步骤一：连铸开始时，对塞棒进行加热，保持加热温度高于中间包钢液温度30℃～300℃；同时对浸入式水口进行加热，保持加热温度高于中间包钢液温度50℃～300℃。

进一步的，所述步骤二：当塞棒位置上涨时，即出现了水口结瘤或堵塞，则提高对塞棒和浸入式水口的加热温度各50℃，如塞棒继续上涨，则继续提高对塞棒和浸入式水口的加热温度各50℃。

进一步的，所述方法使用用于防止稀土钢连铸水口堵塞的装置，该装置包括加热棒和加热筒；所述加热棒置于塞棒的中心位置，所述塞棒置于中间包内，所述中间包通过浸入式水口连接结晶器，所述浸入式水口外侧被所述加热筒包覆。

进一步的，所述塞棒内中心位置有一个加热棒。

进一步的，所述加热棒直径为30～60mm。

进一步的，所述加热筒由两个半圆加热筒拼接构成。该结构便于安装和拆卸。

进一步的，所述加热棒为二硅化钼电热元件；所述加热筒为二硅化钼电热元件。

本发明的有益效果为：

本发明提供的用于防止稀土钢连铸水口堵塞的方法，对塞棒和浸入式水口易堵塞部位进行加热，提高该部位温度，进而降低稀土氧化物和稀土硫化物等夹杂物的粘度，提高其流动性，使稀土夹杂物较容易地从水口流出，另外，也可使得已黏附在水口、塞棒部位的稀土夹杂脱落流入水口，水口结瘤及堵塞现象得到改善和解决。

该方法可广泛应用于连铸含稀土钢中生产的工序，操作简单，易于实施，解决了稀土钢连铸过程水口堵塞的问题，保证了多炉次连浇，稳定了正常的连铸生产流程，进而确保了钢水的高纯净度，提高了连铸坯质量，另外也减轻了因水口堵塞而增加的人工压力和成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为实施例1的用于防止稀土钢连铸水口堵塞的装置的结构示意图；

图2为实施例1的加热棒和塞棒连接关系的示意图；

图3为实施例1的加热筒和浸入式水口连接关系的俯视图。

图中，1-钢水包，2-大包长水口，3-中间包，4-塞棒，5-浸入式水口，6-结晶器，7-连铸二冷区，8-连铸坯，9-火焰切割机，10-加热棒，11-加热筒。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1-3所示，本发明实施例所使用的用于防止稀土钢连铸水口堵塞的装置，包括加热棒10和加热筒11；加热棒10置于塞棒4的中心位置，塞棒4置于中间包3内，中间包3通过浸入式水口5连接结晶器6，浸入式水口5外侧被加热筒11包覆，加热筒11由两个半圆加热筒拼接构成。加热棒10直径为30～60mm，加热棒10和加热筒11均为二硅化钼电热元件。

本发明实施例所述的一种用于防止稀土钢连铸水口堵塞的方法，以50t电炉冶炼生产稀土轴承钢GCr15Re为例。铁水选择高炉低砷铁水，Si含量在0.35％～0.65％，As含量≤0.005％，Ti含量≤0.06％，Cu含量≤0.15％，S含量≤0.030％，铁水温度≥1290℃。入炉废钢不配加含Ti钢坯头、坯尾、中包铸余、轧废等，严格控制废钢Cr、Ni、Cu、Mo等残余元素，不配加渣钢。

铁水、废钢入电炉冶炼，前期使用低氧模式吹氧，充分化渣，适当喷吹碳粉，泡沫渣厚度≥160mm，温度≥1500℃放渣；根据成分分析情况及时补加石灰，强化脱磷；冶炼总时长大约55min，测温温度＞1650℃时出钢，出钢时间＞5min；出钢过程中加入铝锭、低钛增碳剂、中碳锰铁、碳化硅、低钛铬铁、低钛精炼渣等合金和渣料。

电炉冶炼后进入LF(钢包精炼炉)精炼，采用高纯碳化硅进行扩散脱氧；中间取样分析精炼渣，Al₂O₃含量20％～30％，FeO+MnO含量≤0.5％；精炼时间＞40min，白渣保持时间＞25min，脱氧造渣良好，吹氩促进夹杂物上浮、减轻二次氧化；LF出钢前添加稀土合金65kg(以Ce为主)，按目标成分控制，符合内控成分，如下表1，温度1580℃～1595℃时准备进VD炉。

表1-GCr15Re化学成分(熔炼分析)

进入VD前拔渣≤1/3，渣厚≥55mm；真空冶炼≥15min，真空度≤65Pa，真空期间吹氩；VD破真空后加入钢包覆盖剂，进行定氢定氧，[H]≤1.2ppm，[O]≤2.0ppm，软吹≥25min，温度1515℃～1530℃时可上钢进入连铸。

钢水包1自开率100％，接走引流砂，钢液经大包长水口2流入中间包3，大包长水口2采用石墨密封垫和吹氩密封保护浇注，中间包3内全程吹氩，中包包盖密封；中间包3连浇炉数≤10炉，中间包3使用前烘烤≥3小时，内衬烘烤温度1000℃～1200℃，中包干式料MgO≥85％，SiO₂≤3％；中间包3采用双层覆盖剂，下层使用轴承钢专用低钛碱性中包覆盖剂，每流四袋，冲击区五袋，上层使用轴承钢专用低钛空心颗粒覆盖剂；中间包3过热度控制在20℃～30℃(钢液相线1455℃)。

塞棒4机构运行正常，中包浸入式水口5在开浇前2.5小时开始烘烤，烘烤温度≥400℃，开浇前逐个检查水口无堵塞；加热棒10通电运行，保持加热温度1530℃～1560℃(高于中间包3钢液温度50℃～80℃)；加热筒11通电运行，保持加热温度1580℃～1600℃(高于中间包3钢液温度80℃～120℃)；浇注期间若塞棒4位置上涨，即水口出现结瘤，则升高加热棒10和加热筒11的加热温度50℃，如塞棒4继续上涨，则继续升高加热棒10和加热筒11的加热温度50℃，待塞棒4位置回位后将加热棒10和加热筒11降温调回至初始设定温度。

结晶器6采用GCr₁₅专用保护渣，勤加、少加、匀加，保持厚度40～55mm，每小时测量一次渣厚，液渣层厚度6～10mm，以渣面覆盖蓝色火焰为最佳；结晶器6液面波动保持≤±2mm；连铸二冷区7采用轴承钢配水模型，每2小时检查一次喷嘴雾化状态，并采用电磁搅拌；连铸坯8经拉矫、火焰切割机9切割后，及时入坑缓冷，缓冷时间≥24小时。

经对比，采用本发明的用于防止稀土钢连铸水口堵塞的方法，水口结瘤和堵塞问题得到了有效的解决，保证了多炉次连浇，稳定了正常的连铸生产流程，另经检验连铸坯无缩孔、分层、裂纹、凹陷、气泡等缺陷，夹杂物级别也符合标准要求。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求所述的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种用于防止稀土钢连铸水口堵塞的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：连铸开始时，对塞棒进行加热，保持加热温度高于中间包钢液温度；同时对浸入式水口进行加热，保持加热温度高于中间包钢液温度；

步骤二：当塞棒位置上涨时，即出现了水口结瘤或堵塞，则提高对塞棒和浸入式水口的加热温度，如塞棒继续上涨，则继续提高对塞棒和浸入式水口的加热温度；

步骤三：待塞棒位置回位后，将塞棒和浸入式水口降温调回至初始设定温度；

所述步骤一：连铸开始时，对塞棒进行加热，保持加热温度高于中间包钢液温度30℃～300℃；同时对浸入式水口进行加热，保持加热温度高于中间包钢液温度50℃～300℃；

所述步骤二：当塞棒位置上涨时，即出现了水口结瘤或堵塞，则提高对塞棒和浸入式水口的加热温度各50℃，如塞棒继续上涨，则继续提高对塞棒和浸入式水口的加热温度各50℃。

2.如权利要求1所述的一种用于防止稀土钢连铸水口堵塞的方法，其特征在于，所述方法使用用于防止稀土钢连铸水口堵塞的装置，该装置包括加热棒和加热筒；所述加热棒置于塞棒的中心位置，所述塞棒置于中间包内，所述中间包通过浸入式水口连接结晶器，所述浸入式水口外侧被所述加热筒包覆。

3.如权利要求2所述的一种用于防止稀土钢连铸水口堵塞的方法，其特征在于，所述塞棒内中心位置有一个加热棒。

4.如权利要求2所述的一种用于防止稀土钢连铸水口堵塞的方法，其特征在于，所述加热棒直径为30～60mm。

5.如权利要求2所述的一种用于防止稀土钢连铸水口堵塞的方法，其特征在于，所述加热筒由两个半圆加热筒拼接构成。

6.如权利要求2所述的一种用于防止稀土钢连铸水口堵塞的方法，其特征在于，所述加热棒为二硅化钼电热元件；所述加热筒为二硅化钼电热元件。

Images