CN115058634A - 一种中间包冶金技术生产含铅易切钢的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种中间包冶金技术生产含铅易切钢的方法：工序一：在转炉和精炼炉中完成除铅以外的其他元素的冶炼；工序二：向中间包内的钢水中加铅：中间包由分流池和冲击桶组成，分流池作为钢水进入结晶器的分流区，冲击桶作为向钢水中加入铅的冲击区，冲击桶的桶底和桶壁一体成型，钢包内的钢水依次流经冲击区和分流区；加铅时先向中间包冲击区投入铅段，然后再将冶炼后的钢水通过钢包流向中间包冲击区，同时向中间包冲击区喂入铅包芯线；工序三：中间包中钢水通过中间包分流区包底的分流区水口流入结晶器。本发明解决了在精炼炉工序加铅对环境造成污染、铅的收得率低以及生产含铅易切削钢时中间包渗铅、中间包生产炉数较少的问题。

Description

一种中间包冶金技术生产含铅易切钢的方法
技术领域
本发明涉及含铅易切钢生产技术领域。具体地说是一种中间包冶金技术生产含铅易切钢的方法。
背景技术
易切削钢由于具有良好的易切削性，表面光洁度高，尺寸精度高，广泛应用于家用电器、仪器仪表行业等许多领域。含铅易切削钢是在硫系易切削钢的基础上发展起来的；含铅易切削钢在切削加工过程中，铅颗粒主要起润滑和脆化作用以改善钢的切削性能，从而显著降低切削抗力和减轻刀具磨损。另外，铅也容易使切屑卷曲起到脆化作用，改善断屑特性以及改善加工工件光洁度。铅在凝固了的钢中几乎没有溶解度，一般以1～2μm金属夹杂物单独存在，或者附着在硫化物等夹杂物上。
含铅易切削钢在精炼炉铅合金化及后续的连铸生产过程中，会产生大量的烟尘，且在钢包中残留的铅会对其它优特钢的品质造成一定影响，并且生产过程中连浇炉数少。另外，铅具有比重大、易沉淀的特点，沉淀后在个别水口富积会造成生产事故和产品质量等问题。
专利CN208929201U提出在中间包中进行铅合金化的设想，并提供了一种中间包，该中间包用于含铅易切削钢的铅合金化连铸生产，可使铅成分合格率达到100％，铅收得率控制在74％～80％，中间包的寿命至少达到8炉。但是该中间包在用于含铅易切削钢的铅合金化生产中具有如下缺点：中间包内的挡渣墙、缓冲区侧壁和挡板与中间包底面是在分别预制成型后进行组装的，挡渣墙与底面以及缓冲区侧壁与底面的连接处存在缝隙，容易发生渗钢问题，由于铅具有易沉淀的特点，会导致钢水中的铅沉积在连接处，不仅不利于铅收得率的提高，而且造成铅残留；冲击区的吹氩搅拌以及喂线扰动会导致其渣线侵蚀过重而严重影响中间包的使用寿命；另外，由于气幕挡墙距离挡渣墙和挡板较近，使得钢水在气体的带动下容易被冲刷到挡渣墙和挡板上，一方面容易使得挡渣墙和挡板造成挡渣墙和挡板寿命下降，另一方面容易使得挡渣墙和挡板上的钢渣重新被裹挟到钢水中，影响净化效果。
另外，含铅易切削钢中的铅以球状形式存在，钢水中铅颗粒小到什么程度、分散均匀到什么程度是铅易切削钢生产的关键。在含铅易切削钢的生产工艺中，不仅要降低钢中的夹杂物，提高钢水的纯净度，确保钢材力学性能的稳定性，同时又要考虑夹杂物的范围和形态，保证其良好的切削性能。但目前的含铅易切削钢生产工艺对如何获得较理想的铅存在形式以及较高的铅收得率依然没有得到很好地解决，且存在连铸生产的含铅易切钢产品中铅的含量不稳定，铅含量极差大的问题。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种中间包冶金技术生产含铅易切钢的方法，以解决在精炼炉工序加铅对环境造成污染、铅的收得率低以及生产含铅易切削钢时中间包渗铅、中间包生产炉数较少以及含铅易切钢产品中铅含量极差大的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种中间包冶金技术生产含铅易切钢的方法，包括如下工序：
工序一：在转炉和精炼炉中完成除铅以外的其他元素的冶炼；
工序二：向中间包内的钢水中加铅：中间包由分流池和冲击桶组成，分流池作为钢水进入结晶器的分流区，冲击桶作为向钢水中加入铅的冲击区，冲击桶的桶底和桶壁一体成型，钢包内的钢水依次流经冲击区和分流区；加铅时先向中间包冲击区投入铅段，然后再将冶炼后的钢水通过钢包流向中间包冲击区，同时向中间包冲击区喂入铅包芯线；为了解决中间包冲击区因吹氩搅拌而损坏严重的问题，本发明对中间包冲击区进行了扩容改造，选用内置吹氩砖的整体式冲击桶，可避免因为喂线搅动造成的冲击区渣线的侵蚀过重的问题；
工序三：中间包中钢水通过中间包分流区包底的分流区水口流入结晶器，相邻两个分流区水口之间的中间包包底上开设有引铅装置，中间包分流区包底沉积的铅通过引铅装置排出中间包。引铅装置的具体结构和设置方法与专利CN208929201U中的引铅装置相同，此处不再赘述。引铅装置的设置可将中间包底富集的铅引出，从而避免其沉淀后在个别水口富集而造成生产事故和产品质量问题。
上述中间包冶金技术生产含铅易切钢的方法，工序一中：在转炉工序出钢时配加硫精矿使钢水中的硫含量为0.275～0.295wt％，硫精矿中硫的含量为30～50wt％；控制钢水中锰的含量为0.97～1.07wt％。若硫精矿中硫含量低于30wt％时会导致硫精矿用量增多，影响钢的品质；锰含量通过出钢时加入中碳或低碳锰铁来控制，如果锰的含量过高时会出现废品，过低时则会增加精炼炉补加量。
上述中间包冶金技术生产含铅易切钢的方法，工序一中：精炼过程中控制炉渣碱度为2.0±0.2，精炼炉出站溶解氧控制在40～55ppm。碱度低于1.8或高于2.2不利于钢中溶解氧的稳定控制，高于2.2时会增加硫元素的损失，低于1.8时会增加炉渣的氧化性。而溶解氧低于40ppm时不利于改善含铅易切钢的切削性能，高于50ppm时，钢坯表面质量会变差。
上述中间包冶金技术生产含铅易切钢的方法，冲击桶包括第一桶壁、第二桶壁、第三桶壁、第四桶壁、第五桶壁、第六桶壁、挡板和桶底；所述第一桶壁、所述第二桶壁、所述第六桶壁、所述第四桶壁、所述第五桶壁、所述第三桶壁依次连接并围成横截面为六边形的桶型结构，且所述桶型结构的底端与所述桶底的顶面一体成型；所述第一桶壁和所述第四桶壁相对设置；第二桶壁的高度低于第三桶壁，第一桶壁邻近第三桶壁的一侧高于邻近第二桶壁的一侧；所述挡板垂直安装在所述桶底的顶面上，且所述挡板将冲击桶分隔为喂铅区和缓冲区；所述喂铅区的横截面和所述缓冲区的横截面均为等腰梯形；所述喂铅区为所述第一桶壁、所述第二桶壁、所述第三桶壁和所述挡板围成的空间，所述缓冲区为第四桶壁、第五桶壁、第六桶壁和所述挡板围成的空间；挡板的设置可以延长铅元素在钢水中的时间，实现铅的均匀化；
所述喂铅区的所述桶底上设置有透气砖，所述透气砖的氩气入口端与吹氩管道的氩气出口端流体导通，所述透气砖的氩气出口端与所述喂铅区流体导通；所述吹氩管道上安装有针阀和减压阀，为了确保吹氩效果满足工艺要求，本发明对吹氩管道的阀门进行重新设计和改进，将吹氩管道上的球阀换成针阀，同时在管道上加上减压阀，能更精准地控制氩气的流量和压力，达到理想的吹氩效果；所述缓冲区内的所述桶底为隔气区域以减少对所述缓冲区内钢水的扰动；所述挡板上设置有第一通钢孔，所述喂铅区通过所述第一通钢孔与所述缓冲区流体导通；所述第一通钢孔位于所述喂铅区的开口端距离所述桶底的距离为0，所述第一通钢孔自所述喂铅区向所述缓冲区向上倾斜，且倾斜角度为3～5°；所述第一通钢孔的内径为140mm，所述第一通钢孔有两个，且两个所述第一通钢孔之间的距离为270mm；所述第五桶壁和所述第六桶壁上分别设有第二通钢孔，所述缓冲区通过所述第二通钢孔与所述分流区流体导通；所述第二通钢孔位于所述冲击区的开口端距离所述桶底的距离为8～12cm，所述第二通钢孔自所述缓冲区向所述分流区向上倾斜，且倾斜角度为8～12°；所述第二通钢孔的中轴线至所述第四桶壁的最短距离为190mm。
上述中间包冶金技术生产含铅易切钢的方法，所述第四桶壁与所述第六桶壁之间的夹角为145°，所述第四桶壁与所述第五桶壁之间的夹角也为145°；所述第六桶壁与所述第二桶壁之间的夹角为103°，所述第五桶壁与所述第三桶壁之间的夹角为103°；所述第二桶壁与所述第一桶壁之间的夹角为112°，所述第三桶壁与所述第一桶壁之间的夹角为112°；所述第一桶壁、所述第二桶壁、所述第六桶壁、所述第四桶壁、所述第五桶壁、所述第三桶壁与所述桶底之间的夹角分别为100.7°、100.7°、93°、93°、93°和100.7°。冲击桶的这种结构设计可以使中间包内流场更加合理，使得冲击区内部分沉锭的铅更容易回流到吹氩区，通过吹氩形成的动能让铅再次变成细小颗粒，与钢水均匀地混在一起，然后通过桶壁上的两个第二通钢孔，向侧上方按抛物线的轨迹流出，从而减少铅在中间包区的沉锭的机率，避开对塞棒的冲击。
上述中间包冶金技术生产含铅易切钢的方法，工序二中：在大包开浇前，为了快速使铅元素含量达到0.28wt％，先向喂铅区投入36kg铅段【开浇后，中间包的盛钢量会在2分钟左右快速达到满液面，为了快速达到目标铅含量，需手投铅段。投铅量理论依据：假设整体冲击桶为一个钢包，根据容积计算出满液面后的盛钢量，铅收得率按照80％计算，计算出总的加铅量后减去喂丝机的喂线量就得出需要的投铅量。铅段投入量过少不能快速达到目标含量，过多则容易导致铅含量超标】，当大包开浇时，启动送丝机，四条线喂入铅包芯线，喂线速度为0.048m/s；合适的喂线速度是提高铅回收率的关键，喂线速度过快，会使得铅容易沉入底部，但若喂铅过慢的话容易使铅变成铅蒸汽溢出。待中间包第一炉钢水放满后，改为三条线喂入铅包芯线，另外一条线备用。将喂线速度控制在0.026～0.030m/s范围内；铅包芯线的直径为10mm；单位时间内铅包芯线的喂线量与单位时间内的过钢量成正比关系，中间包铅合金化是对流动的钢水在整体冲击桶快速完成合金化。当降低或加快大包下钢量时，就需要调整喂线速度，如缺流浇钢时，需降低喂线速度，中间包排渣时，大包下钢量会加快，需适当提高喂线速度。另外，铅包芯线的线径过粗，不利于铅的快速均匀化，过细则需增加喂线流数；理论测算铅包芯线线径与实际铅收率相匹配使得铅的含量可以稳定在目标范围内。
连铸开浇第一炉中间包过热度控制在ΔT＝40～60℃，正常炉次中间包过热度控制在ΔT＝20～30℃。中间包钢水温度控制是指中间包的过热度，适当的中间包过热度有助于减少漏钢事故，减轻成份偏析及铸坯内裂。
上述中间包冶金技术生产含铅易切钢的方法，在中间包冲击桶上方安装除尘罩，并在吹氩过程中覆盖颗粒覆盖剂；颗粒覆盖剂的性能参数为:SiO2的含量为25±5wt％，CaO的含量为35±5wt％，Al2O3的含量为小于或等于15wt％，MgO的含量小于或等于10wt％，碳元素的总含量小于或等于4wt％，Fe2O3的含量小于或等于1.5wt％，水分的含量小于或等于1.0wt％；颗粒覆盖剂的熔点小于或等于1350℃，该颗粒覆盖剂在加入冲击区后不易发生结壳现象，且增碳少、覆盖效果好，为低碳预熔中包颗粒覆盖剂。控制冲击桶底吹氩气的流量为50±20NL/min，压力为0.20±0.05MPa。合适的吹氩搅拌是提高铅收得率的关键，根据冲击区液面翻动情况以及每个底吹透气砖的透气性微调吹氩压力，压力过大，冲击区翻滚严重、铅挥发损失较多，吹氩压力过低，搅拌动能降低，铅易沉入底部，收得率降低。本发明根据喂线量、铅元素含量调整吹氩压力，使得铅元素收得率显著提高。除尘罩的设置可以收集冲击区喂线过程中外溢的烟尘，吹氩过程中渣面翻动，通过控制氩气的流量和压力，使得钢液即能达到均匀搅拌的目的又不会出现钢花飞溅现象。
上述中间包冶金技术生产含铅易切钢的方法，结晶器中使用保护渣，保护渣的性能参数为：SiO2的含量为31±4wt％，CaO的含量为31±5wt％，Al2O3的含量为8±3wt％，R2O的含量为5±3wt％,MgO的含量小于或等于5wt％，Fe2O3的含量小于或等于5wt％，碳元素的总含量为12.0±4wt％，氟化钙含量为3±2wt％，水分的含量小于或等于0.5wt％；保护渣的熔点为1100～1200℃，保护渣的熔点如果高于1200℃，则容易使得含铅易切削钢出现渣沟缺陷，如果熔点低于1100℃，则导致传热不均匀，容易使得含铅易切削钢出现凹陷、纵裂等缺陷。粘度为0.80±0.20Pa.s，碱度为1.0±0.2。钢坯在连铸浇注时，由于含铅易切削钢的界面张力小，钢渣与之混合后难以分离，铸坯易产生夹渣和粘渣问题，选择本发明的结晶器用保护渣能够有效避免上述问题的发生。
上述中间包冶金技术生产含铅易切钢的方法，钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注，中间包到结晶器采用浸入式水口保护浇注；中间包使用塞棒和专用定径水口，浇注时使用结晶器电磁搅拌MEMS和凝固末端电磁搅拌FEMS，结晶器电磁搅拌器的搅拌线圈采用外置式；
200mm*200mm方坯：结晶器电磁搅拌MEMS的工作参数为320A×3Hz，凝固末端电磁搅拌FEMS的工作参数为150A×8Hz；
150mm*150mm方坯：结晶器电磁搅拌MEMS的工作参数为320A×4Hz，凝固末端电磁搅拌FEMS的工作参数为260A×7Hz；
结晶器采用仿正弦振动；200mm*200mm方坯结晶器的振幅为3mm，振频为140～160次/min；150mm*150mm方坯结晶器的振幅为3mm，振频为150～200次/min；
连铸段采用二次冷却，零段(结晶器下方喷嘴)采用常规水冷却，一段、二段和三段采用气雾冷却；控制二冷比水量为0.6～0.7L/kg。连铸工序采用的过程控制方法包括控制二冷、优化结晶器振动及电磁搅拌参数、控制连铸坯拉速和中间包钢水温度。通过自动调节二冷水量来控制二冷冷却强度和冷却效果；二冷比水量的自动调节是指控制比水量随拉速在0.6～0.7L/kg范围内波动，合适的比水量可以明显减少含铅易切削钢内部裂纹。结晶器控制采用仿正弦振动，根据正弦振动形式间的相互关系式，确定其它振动参数，包括振动频率、负滑动时间、振痕间距等。为保证振动参数在正常范围内，就须在一定振程范围内，确定其相应的负滑脱率。经过试验表明，随滑脱率降低，振动频率调高，铸坯表面趋于平整。结晶器电磁搅拌器搅拌线圈采用外置式，采用合适的电磁搅拌参数使得铸坯中碳、硫偏析能得到明显改善。本发明采用M-EMS、F-EMS搅拌参数来控制，实现C、S、Pb元素的成份偏析，相对稳定。
上述中间包冶金技术生产含铅易切钢的方法，150mm*150mm方坯的拉速为：1.8～2.1m/min，200mm*200mm方坯的拉速为：0.94～1.16m/min。当拉速控制在上述范围内时，可以有效防止漏钢事故的发生及铸坯鼓肚。
本发明的技术方案取得了如下有益的技术效果：
1、本发明对中间包冲击区的结构进行重新设计，通过设置一体成型的冲击桶，将铅包芯线喂入冲击桶的喂铅区，既能避免铅污染钢包而污染其它的钢种，又能避免因为喂线搅动造成的冲击区渣线的侵蚀过重的问题。
2、本发明中冲击桶的结构及参数设计可以使中间包内流场更加合理，使得冲击区内部分沉锭的铅更容易回流到吹氩区，通过吹氩形成的动能让铅再次变成细小颗粒，与钢水均匀地混在一起，然后通过桶壁上的两个第二通钢孔，向侧上方按抛物线的轨迹流出，从而减少铅在中间包的沉锭的机率，避开对塞棒的冲击。另外，本发明还提供了一种颗粒覆盖剂，该覆盖剂的使用，可与喂铅速度、吹氩流量及压力相匹配，使得含铅钢水在本发明的冲击桶中具有更好地流场，有效提高钢水纯净度以及铅分布的均匀性，并减小铅的沉积，有利于生产出性能较好的含铅易切钢。本发明与现有技术的区别在于一体成型的冲击桶的应用，以及通过包芯线直径选择、底吹氩气压力调整、喂线速度、吹氩区合理覆盖等一系列参数的选择，提高了铅的收得率，使得含铅钢的生产成为一种环保友好的生产工艺进行批量工业化生产。
3、采用本发明的方法生产含铅易切削钢，可以提高中间包连浇炉数大于14炉，Pb成分合格率达100％，Pb收得率较高，可达到86.3％；且生产出的含铅易切削钢的氧含量控制稳定，铅成分均匀，连铸浇注顺利，铸坯表面质量较好，切削性能反应较好。
4、相比现有技术【专利CN208929201U】，本发明通过对中间包的结构进行重新设计，在中间包中设置一体成型的冲击桶，将中间包缓冲区设置为隔气区域、并对冲击桶上开设的通钢孔的位置和内径以及冲击桶桶壁桶底相互之间的夹角等进行重新设计；同时通过控制中间包开浇前铅段的投入量、铅包芯线的直径、喂线速度以及调整颗粒覆盖剂的组分，并协同控制冲击桶底吹氩气的流量和压力以及结晶器的工作参数等，使得连续加铅生产中得到的含铅易切钢中单炉铅含量极差最好可控制在0.01％以内。
附图说明
图1本发明实施例中工序二的示意图；
图2本发明实施例中中间包的结构示意图；
图3本发明实施例中冲击桶(未安装挡板时)的结构示意图；
图4本发明实施例中冲击桶(未安装挡板时)另一张结构示意图
图5本发明实施例中挡板的结构示意图；
图6本发明实施例中冲击桶的结构示意图。
图中附图标记表示为：1-钢包；2-喂丝机；3-中间包；4-透气砖；5-引铅装置；6-分流区水口；7-桶底；8-挡板；9-第四桶壁；10-第一桶壁；11-第二桶壁；12-第三桶壁；13-第一通钢孔；14-第二通钢孔；15-第五桶壁；16-第六桶壁；17-吊耳。
具体实施方式
本实施例中间包冶金技术生产含铅易切钢的方法，包括如下工序：
工序一：在转炉和精炼炉中完成除铅以外的其他元素的冶炼；在转炉工序出钢时配加硫精矿使钢水中的硫含量为0.275～0.295wt％，硫精矿中硫的含量为50wt％；控制钢水中锰的含量为0.97～1.07wt％；精炼过程中控制炉渣碱度为2.0±0.2，精炼炉出站溶解氧控制在40～55ppm。
工序二：向中间包内的钢水中加铅：中间包由分流池和冲击桶组成，分流池作为钢水进入结晶器的分流区，冲击桶作为向钢水中加入铅的冲击区，冲击桶的桶底和桶壁一体成型，钢包内的钢水依次流经冲击区和分流区；加铅时先向中间包冲击区投入铅段，然后再将冶炼后的钢水通过钢包流向中间包冲击区，同时向中间包冲击区喂入铅包芯线；
本实施例所用中间包如图1和2所示，其与专利CN208929201U实施例中的中间包的区别仅在于：不设置气幕挡墙，且冲击区为一体成型的冲击桶，并对冲击桶的参数进行优化设计，使其能够与喂铅速度、吹氩流量及压力相匹配，含铅钢水在中间包中具有更好地流场，提高钢水纯净度以及铅分布的均匀性，并减小铅的沉积。
本实施例中，冲击桶包括第一桶壁10、第二桶壁11、第三桶壁12、第四桶壁9、第五桶壁15、第六桶壁16、挡板8和桶底7；所述第一桶壁10、所述第二桶壁11、所述第六桶壁16、所述第四桶壁9、所述第五桶壁15、所述第三桶壁12依次连接并围成横截面为六边形的桶型结构，且所述桶型结构的底端与所述桶底7的顶面一体成型；所述第一桶壁10和所述第四桶壁9相对设置，第二桶壁11的高度低于第三桶壁12，第一桶壁10邻近第三桶壁12的一侧高于邻近第二桶壁11的一侧；所述挡板8垂直安装在所述桶底7的顶面上，且所述挡板8将冲击桶分隔为喂铅区和缓冲区；所述喂铅区的横截面和所述缓冲区的横截面均为等腰梯形；所述喂铅区为所述第一桶壁10、所述第二桶壁11、所述第三桶壁12和所述挡板8围成的空间，所述缓冲区为第四桶壁9、第五桶壁15、第六桶壁16和所述挡板8围成的空间；
所述喂铅区的所述桶底7上设置有透气砖4，所述透气砖4的氩气入口端与吹氩管道的氩气出口端流体导通，所述透气砖4的氩气出口端与所述喂铅区流体导通；所述吹氩管道上安装有针阀和减压阀；所述缓冲区内的所述桶底7为隔气区域以减少对所述缓冲区内钢水的扰动；所述挡板8上设置有第一通钢孔13，所述喂铅区通过所述第一通钢孔13与所述缓冲区流体导通；所述第一通钢孔13位于所述喂铅区的开口端距离所述桶底7的距离为0，所述第一通钢孔13自所述喂铅区向所述缓冲区向上倾斜，且倾斜角度为5°；所述第一通钢孔13的内径为140mm，所述第一通钢孔13有两个，且两个所述第一通钢孔13之间的距离为270mm；所述第五桶壁15和所述第六桶壁16上分别设有第二通钢孔14，所述缓冲区通过所述第二通钢孔14与所述分流区流体导通；所述第二通钢孔14位于所述冲击区的开口端距离所述桶底7的距离为10cm，所述第二通钢孔14自所述缓冲区向所述分流区向上倾斜，且倾斜角度为12°；所述第二通钢孔14的中轴线至所述第四桶壁9的最短距离为190mm；
所述第四桶壁9与所述第六桶壁16之间的夹角为145°，所述第四桶壁9与所述第五桶壁15之间的夹角也为145°；所述第六桶壁16与所述第二桶壁11之间的夹角为103°，所述第五桶壁15与所述第三桶壁12之间的夹角为103°；所述第二桶壁11与所述第一桶壁10之间的夹角为112°，所述第三桶壁12与所述第一桶壁10之间的夹角为112°；所述第一桶壁10、所述第二桶壁11、所述第六桶壁16、所述第四桶壁9、所述第五桶壁15、所述第三桶壁12与所述桶底7之间的夹角分别为100.7°、100.7°、93°、93°、93°和100.7°。
中间包第一炉开浇时，即大包开浇前，为了快速使铅元素含量达到0.28wt％，先向喂铅区投入36kg铅段，大包开浇时，启动送丝机，以四条线喂入铅包芯线，喂线速度为0.048m/s；待中间包第一炉钢水放满后，将喂线速度控制在0.027～0.029m/s范围内；铅包芯线的直径为10mm；控制中间包开浇第一炉的温度为1545～1565℃(即中间包过热度控制在ΔT＝40～60℃)，控制中间包连浇炉炉次的温度为1525～1535℃(中间包过热度控制在ΔT＝20～30℃)；连铸开浇第一炉，正常炉次；在中间包冲击桶上方安装除尘罩，并在吹氩过程中覆盖颗粒覆盖剂；颗粒覆盖剂选择现有技术中具有如下性能参数的颗粒覆盖剂:SiO2的含量为30.2wt％，CaO的含量为39.5wt％，Al2O3的含量为12.1wt％，MgO的含量为8.8wt％，碳元素的总含量为1.4wt％，Fe2O3的含量为0.5wt％，水分的含量为0.2wt％；控制冲击桶底吹氩气的流量为50±20NL/min，压力为0.20±0.05MPa。
工序三：中间包中钢水通过中间包分流区包底的分流区水口流入结晶器，相邻两个分流区水口之间的中间包包底上开设有引铅装置，中间包分流区包底沉积的铅通过引铅装置排出中间包。
结晶器中使用保护渣，保护渣选择现有技术中具有如下性能参数的保护渣：SiO2的含量为28.22wt％，CaO的含量为30.58wt％，Al2O3的含量为8.81wt％，R2O的含量为5.35wt％，R2O为碱性氧化物K20和Na2O的混合，其中Na2O为5.05wt％,K20为0.3wt％,,MgO的含量为0.54wt％，Fe2O3的含量为1.72wt％，碳元素的总含量为12.54wt％，氟化钙的含量为2.35wt％，水分的含量为0.15wt％；保护渣的熔点为1190℃，粘度为0.75Pa.s，碱度为1.08；
钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注，中间包到结晶器采用浸入式水口保护浇注；中间包使用塞棒和专用定径水口，浇注时使用结晶器电磁搅拌，结晶器电磁搅拌器的搅拌线圈采用外置式，200mm*200mm方坯：结晶器电磁搅拌MEMS的工作参数为320A×3Hz，凝固末端电磁搅拌FEMS的工作参数为150A×8Hz；150mm*150mm方坯：结晶器电磁搅拌MEMS的工作参数为320A×4Hz，凝固末端电磁搅拌FEMS的工作参数为260A×7Hz；
结晶器采用仿正弦振动；200mm*200mm方坯结晶器的振幅为3mm，振频为140～160次/min；150mm*150mm方坯结晶器的振幅为3mm，振频为150～200次/min；结晶器的振痕间距为5～8mm；连铸段采用二冷系统控制冷却强度，零段采用常规水冷却，一段、二段和三段采用气雾冷却；控制二冷比水量为0.6～0.7L/kg；150mm*150mm方坯的拉速为：1.9m/min，200mm*200mm方坯的拉速为：1.0m/min。
本实施例采用M-EMS、F-EMS搅拌参数来控制，实现C、S、Pb元素的成份偏析，相对稳定。采用本实施例的方法生产含铅易切削钢，可以提高中间包连浇炉数大于14炉，Pb成分合格率达100％，Pb收得率较高，可达到86.3％；采用本实施例的方法生产出的含铅易切削钢的氧含量控制稳定，铅成分均匀，连铸浇注顺利，铸坯表面质量较好，切削性能反应较好，且连续生产得到的含铅易切钢中单炉铅含量的极差最好可控制在0.01％以内；采用本实施例的方法生产一个中间包含铅易切削钢16炉钢，铅元素的具体控制情况具体如表1所示。从表1中可以看出，单炉生产的含铅易切削钢铅含量的极差在0.009～0.051％范围内，且仅有炉号为42206634、42206637、42206638、42206642和42206648生产的含铅易切削钢铅含量在0.031～0.051％，其它炉号生产的含铅易切削钢铅含量均在0.026％以下，且最低为0.009％。
表1
序号 炉号 钢种 Pb成分(％) 极差(％)
1 42206634 1215-1 0.295(0.269-0.320) 0.051
2 42206635 1215-1 0.264(0.255-0.272) 0.017
3 42206636 1215-1 0.268(0.255-0.281) 0.026
4 42206637 1215-1 0.262(0.246-0.277) 0.031
5 42206638 1215-1 0.289(0.267-0.311) 0.044
6 42206639 1215-1 0.299(0.294-0.303) 0.009
7 42206640 1215-1 0.302(0.291-0.312) 0.021
8 42206641 1215-1 0.307(0.296-0.317) 0.021
9 42206642 1215-1 0.275(0.250-0.299) 0.049
10 42206643 1215-1 0.267(0.257-0.277) 0.020
11 42206644 1215-1 0.302(0.294-0.310) 0.016
12 42206645 1215-1 0.277(0.267-0.286) 0.019
13 42206646 1215-1 0.315(0.309-0.320) 0.011
14 42206647 1215-1 0.312(0.305-0.319) 0.014
15 42206648 1215-1 0.304(0.288-0.319) 0.031
16 42206649 1215-1 0.267(0.261-0.272) 0.011
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本专利申请权利要求的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种中间包冶金技术生产含铅易切钢的方法，其特征在于，包括如下工序：
工序一：在转炉和精炼炉中完成除铅以外的其他元素的冶炼；
工序二：向中间包内的钢水中加铅：中间包由分流池和冲击桶组成，分流池作为钢水进入结晶器的分流区，冲击桶作为向钢水中加入铅的冲击区，冲击桶的桶底和桶壁一体成型，钢包内的钢水依次流经冲击区和分流区；加铅时先向中间包冲击区投入铅段，然后再将冶炼后的钢水通过钢包流向中间包冲击区，同时向中间包冲击区喂入铅包芯线；
工序三：中间包中钢水通过中间包分流区包底的分流区水口流入结晶器，相邻两个分流区水口之间的中间包包底上开设有引铅装置，中间包分流区包底沉积的铅通过引铅装置排出中间包。
2.根据权利要求1所述的中间包冶金技术生产含铅易切钢的方法，其特征在于，工序一中：在转炉工序出钢时配加硫精矿使钢水中的硫含量为0.275～0.295wt％，硫精矿中硫的含量为30～50wt％；控制钢水中锰的含量为0.97～1.07wt％。
3.根据权利要求2所述的中间包冶金技术生产含铅易切钢的方法，其特征在于，工序一中：精炼过程中控制炉渣碱度为2.0±0.2，精炼炉出站溶解氧控制在40～55ppm。
4.根据权利要求1所述的中间包冶金技术生产含铅易切钢的方法，其特征在于，冲击桶包括第一桶壁(10)、第二桶壁(11)、第三桶壁(12)、第四桶壁(9)、第五桶壁(15)、第六桶壁(16)、挡板(8)和桶底(7)；所述第一桶壁(10)、所述第二桶壁(11)、所述第六桶壁(16)、所述第四桶壁(9)、所述第五桶壁(15)、所述第三桶壁(12)依次连接并围成横截面为六边形的桶型结构，且所述桶型结构的底端与所述桶底(7)的顶面一体成型；所述第一桶壁(10)和所述第四桶壁(9)相对设置；所述挡板(8)垂直安装在所述桶底(7)的顶面上，且所述挡板(8)将冲击桶分隔为喂铅区和缓冲区；所述喂铅区的横截面和所述缓冲区的横截面均为等腰梯形；所述喂铅区为所述第一桶壁(10)、所述第二桶壁(11)、所述第三桶壁(12)和所述挡板(8)围成的空间，所述缓冲区为第四桶壁(9)、第五桶壁(15)、第六桶壁(16)和所述挡板(8)围成的空间；
所述喂铅区的所述桶底(7)上设置有透气砖(4)，所述透气砖(4)的氩气入口端与吹氩管道的氩气出口端流体导通，所述透气砖(4)的氩气出口端与所述喂铅区流体导通；所述吹氩管道上安装有针阀和减压阀；所述缓冲区内的所述桶底(7)为隔气区域以减少对所述缓冲区内钢水的扰动；所述挡板(8)上设置有第一通钢孔(13)，所述喂铅区通过所述第一通钢孔(13)与所述缓冲区流体导通；所述第一通钢孔(13)位于所述喂铅区的开口端距离所述桶底(7)的距离为0，所述第一通钢孔(13)自所述喂铅区向所述缓冲区向上倾斜，且倾斜角度为3～5°；所述第一通钢孔(13)的内径为140mm，所述第一通钢孔(13)有两个，且两个所述第一通钢孔(13)之间的距离为270mm；所述第五桶壁(15)和所述第六桶壁(16)上分别设有第二通钢孔(14)，所述缓冲区通过所述第二通钢孔(14)与所述分流区流体导通；所述第二通钢孔(14)位于所述冲击区的开口端距离所述桶底(7)的距离为8～12cm，所述第二通钢孔(14)自所述缓冲区向所述分流区向上倾斜，且倾斜角度为8～12°；所述第二通钢孔(14)的中轴线至所述第四桶壁(9)的最短距离为190mm。
5.根据权利要求4所述的中间包冶金技术生产含铅易切钢的方法，其特征在于，所述第四桶壁(9)与所述第六桶壁(16)之间的夹角为145°，所述第四桶壁(9)与所述第五桶壁(15)之间的夹角也为145°；所述第六桶壁(16)与所述第二桶壁(11)之间的夹角为103°，所述第五桶壁(15)与所述第三桶壁(12)之间的夹角为103°；所述第二桶壁(11)与所述第一桶壁(10)之间的夹角为112°，所述第三桶壁(12)与所述第一桶壁(10)之间的夹角为112°；所述第一桶壁(10)、所述第二桶壁(11)、所述第六桶壁(16)、所述第四桶壁(9)、所述第五桶壁(15)、所述第三桶壁(12)与所述桶底(7)之间的夹角分别为100.7°、100.7°、93°、93°、93°和100.7°。
6.根据权利要求4所述的中间包冶金技术生产含铅易切钢的方法，其特征在于，工序二中：在大包开浇前，向喂铅区投入36kg铅段，大包开浇时，启动送丝机，以四条线喂入铅包芯线，喂线速度为0.048m/s；待中间包第一炉钢水放满后，改为三条线喂入铅包芯线，另外一条线备用，并将喂线速度控制在0.026～0.030m/s范围内；铅包芯线的直径为10mm；
连铸开浇第一炉中间包过热度控制在ΔT＝40～60℃，正常炉次中间包过热度控制在ΔT＝20～30℃。
7.根据权利要求1所述的中间包冶金技术生产含铅易切钢的方法，其特征在于，在中间包冲击桶上方安装除尘罩，并在吹氩过程中覆盖颗粒覆盖剂；颗粒覆盖剂的性能参数为:SiO2的含量为25±5wt％，CaO的含量为35±5wt％，Al2O3的含量为小于或等于15wt％，MgO的含量小于或等于10wt％，碳元素的总含量小于或等于4wt％，Fe2O3的含量小于或等于1.5wt％，水分的含量小于或等于1.0wt％；控制冲击桶底吹氩气的流量为50±20NL/min，压力为0.20±0.05MPa。
8.根据权利要求1所述的中间包冶金技术生产含铅易切钢的方法，其特征在于，结晶器中使用保护渣，保护渣的性能参数为：SiO2的含量为31±4wt％，CaO的含量为31±5wt％，Al2O3的含量为8±3wt％，R2O的含量为5±3wt％，R2O为碱性氧化物K20和Na2O的混合,MgO的含量小于或等于5wt％，Fe2O3的含量小于或等于5wt％，碳元素的总含量为12.0±4wt％，氟化钙的含量为3±2wt％，水分的含量小于或等于0.5wt％；保护渣的熔点为1100～1200℃，粘度为0.80±0.20Pa.s，碱度为1.0±0.2。
9.根据权利要求1所述的中间包冶金技术生产含铅易切钢的方法，其特征在于，钢包到中间包采用长水口氩封保护浇注，中间包到结晶器采用浸入式水口保护浇注；
中间包使用塞棒和专用定径水口，浇注时使用结晶器电磁搅拌MEMS和凝固末端电磁搅拌FEMS，结晶器电磁搅拌器的搅拌线圈采用外置式；
200mm*200mm方坯：结晶器电磁搅拌MEMS的工作参数为320A×3Hz，凝固末端电磁搅拌FEMS的工作参数为150A×8Hz；
150mm*150mm方坯：结晶器电磁搅拌MEMS的工作参数为320A×4Hz，凝固末端电磁搅拌FEMS的工作参数为260A×7Hz；
结晶器采用仿正弦振动；200mm*200mm方坯结晶器的振幅为3mm，振频为140～160次/min；150mm*150mm方坯结晶器的振幅为3mm，振频为150～200次/min；
连铸段采用二冷系统控制冷却强度，零段采用常规水冷却，一段、二段和三段采用气雾冷却；控制二冷比水量为0.6～0.7L/kg。
10.根据权利要求9所述的中间包冶金技术生产含铅易切钢的方法，其特征在于，150mm*150mm方坯的拉速为：1.8～2.1m/min，200mm*200mm方坯的拉速为：0.94～1.16m/min。
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