CN115401177B - 一种避免塞棒堵塞的低碳钢连铸连轧冶炼方法 - Google Patents

一种避免塞棒堵塞的低碳钢连铸连轧冶炼方法 Download PDF

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Abstract

本发明特别涉及一种避免塞棒堵塞的低碳钢连铸连轧冶炼方法,属于钢铁冶炼技术领域,方法包括:将铁水进行脱硫预处理,后进行扒渣,得到预处理铁水;将预处理铁水进行转炉冶炼,后出钢,得到转炉钢水;将转炉钢水进行精炼,得到精炼钢水;将精炼钢水进行钙处理,后进行软吹、镇静和连铸,得到铸坯;精炼的精炼渣的成分为:CaO45‑52%、SiO26‑10%、MgO8‑10%、Al2O323‑28%;通过控制合理的精炼渣成分保证脱氧产物的Al2O3去除效果,提高了低碳铝脱氧钢水的可浇性,实现了整浇次多炉连浇过程中浸入式水口不堵塞,塞棒不堵塞,进而避免脱氧产物堵塞塞棒引起的结晶器液位波动导致卷渣而带来的连铸坯质量问题。

Description

一种避免塞棒堵塞的低碳钢连铸连轧冶炼方法
技术领域
本发明属于钢铁冶炼技术领域,特别涉及一种避免塞棒堵塞的低碳钢连铸连轧冶炼方法。
背景技术
连铸连轧产线具有生产效率高的特点,连铸过程需满足最低拉速的要求,才能实现连铸连轧产线的低成本高效生产;同时该产线生产的品种主要以薄规格高强度低合金钢为主,此类钢种均采用低碳成分设计体系,产品的表面质量要求比较严格。
连铸连轧产线在高拉速条件下对结晶器液面控制精度要求高,液面波动会引起结晶器卷渣从而导致产品出现表面缺陷,而产线的低碳类钢种采用铝脱氧工艺,脱氧产物Al2O3会在塞棒处聚集,导致塞棒堵塞从而引起结晶器液面波动,因此在生产过程中需对脱氧产物进行控制,提高钢液的可浇性,避免塞棒堵塞引起的结晶器液位波动。
现有技术中,中国发明专利申请CN201811324962.7一种改善塞棒控流Al脱氧钢水口堵塞的浇铸方法,该专利通过控制塞棒的抖动模式,即控制塞棒的频率和幅度,使Al脱氧钢脱氧产物Al2O3夹杂物不易在水口聚集,防止因水口堵塞引起的结晶器液面波动大,造成卷渣对铸坯质量的影响。该专利只是单一的控制塞棒抖动模式避免脱氧产物Al2O3堵塞塞棒,并且只针对浇铸拉速较低的连铸工艺,拉速为1.0-1.2m/min,而对于连铸连轧高拉速条件下,对脱氧产物的数量和形态控制冶炼工艺和过程没有涉及到。中国发明专利申请CN201810112441.9一种防止铝镇静钢侵入式水口堵塞的方法,该专利控制工艺为:转炉冶炼—LF精炼—VD真空—连铸;该专利通过控制LF炉精炼的铝线加入量,调整精炼过程中钢中Als含量;VD精炼过程控制真空处理时间,并采用Ca处理,控制Ca/Al比值;浇铸过程控制塞棒吹氩流量,提高了钢液的纯净度,降低了钢中的杂质和气体含量,减少夹杂物产生几率,改善了水口堵塞情况。该专利只是针对普通连铸工序生产提出的,按照其浇铸流量3-4t/min计算,其拉速为0.95-1.30m/min,属于低拉速连铸;同时该专利应用的钢种为中碳类铝脱氧钢,转炉终点的碳含量在0.10%-0.11%。因此,对于连铸连轧高拉速条件下,低碳类钢种的脱氧产物的数量和形态控制冶炼工艺和过程没有涉及到。中国发明专利申请CN201310356746.1一种防止超低碳铝脱氧钢水浇铸过程水口堵塞的控制方法,该专利控制工艺为:铁水脱硫处理—转炉冶炼—转炉出钢—RH真空脱碳—板坯连铸,该专利主要是针对超低碳钢生产,采用通过控制转炉终点钢水氧含量、终点碳含量和温度,RH真空脱碳工艺,采用自然脱碳或强制吹氧脱碳;连铸保护浇铸,采用长水口、浸入式水口吹氩密封保护,防止钢水二次氧化;使用碱性覆盖剂,吸附钢水中的夹杂物;提高了超低碳铝脱氧钢水的可浇性,实现了整浇次多炉连浇过程中浸入式水口不堵塞,不用更换浸入式水口,从而避免因更换浸入式水口而影响铸坯质量。该专利是针对超低碳钢生产,成品碳含量≤0.010%;RH真空脱碳后铝强脱氧,真空脱气时间为6-18min,只是对脱氧产物进行真空循环去除,去除效果不能保证,同时未对脱氧产物进行夹杂物经变性处理。
发明内容
本申请的目的在于提供一种避免塞棒堵塞的低碳钢连铸连轧冶炼方法,以解决目前低碳类钢种在高拉速下塞棒易堵塞的问题。
本发明实施例提供了一种避免塞棒堵塞的低碳钢连铸连轧冶炼方法,所述方法包括:
将铁水进行脱硫预处理,后进行扒渣,得到预处理铁水;
将所述预处理铁水进行转炉冶炼,后出钢,得到转炉钢水;
将所述转炉钢水进行精炼,得到精炼钢水;
将所述精炼钢水进行钙处理,后进行软吹、镇静和连铸,得到铸坯;
其中,所述精炼的精炼渣的成分以质量分数计包括:CaO:45%-52%、SiO2:6%-10%、MgO:8%-10%、Al2O3:23%-28%。
可选的,所述精炼的精炼渣的氧化性(FeO+MnO)≤1.5%。
可选的,所述精炼的精炼渣的加入量为6kg/t-10kg/t。
可选的,所述精炼钢水的自由氧含量≤3ppm,所述精炼钢水的硫含量≤20ppm。
可选的,所述预处理铁水的硫含量≤0.0010%,所述扒渣的扒渣率≥95%。
可选的,所述转炉冶炼终点的钢水的碳含量≤0.030%,所述转炉冶炼终点的钢水的硫含量≤0.0010%,所述转炉冶炼终点的钢水的氧含量≤520ppm。
可选的,所述出钢采用铝强脱氧,所述转炉钢水的自由氧含量≤20ppm。
可选的,所述钙处理的喂线量为1.5m/t钢-2.5m/t钢,所述钙处理后钢水中钙含量为0.0015%-0.0025%。
可选的,所述软吹的流量为0.8NL/min·t钢-1.2NL/min·t钢,所述软吹的时间≥12min,所述镇静的时间≥8min。
可选的,所述连铸的拉速≥4.0m/min,所述连铸过程采用氩气密封保护,所述氩气密封保护的流量为6NL/min-10NL/min,所述氩气密封保护的压力为0.2MPa-0.5MPa。
本发明实施例中的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
本发明实施例提供的避免塞棒堵塞的低碳钢连铸连轧冶炼方法,通过控制合理的精炼渣成分保证脱氧产物的Al2O3去除效果,提高了低碳铝脱氧钢水的可浇性,实现了整浇次多炉连浇过程中浸入式水口不堵塞,塞棒不堵塞,进而避免脱氧产物Al2O3堵塞塞棒引起的结晶器液位波动导致卷渣而带来的连铸坯质量问题。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,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它的附图。
图1是本发明实施例提供的方法的流程图。
具体实施方式
下文将结合具体实施方式和实施例,具体阐述本发明,本发明的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解,这些具体实施方式和实施例是用于说明本发明,而非限制本发明。
在整个说明书中,除非另有特别说明,本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此,除非另有定义,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾,本说明书优先。
除非另有特别说明,本发明中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等,均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。
本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题,总体思路如下:
本申请的目的是提供一种低碳钢连铸连轧避免塞棒堵塞的冶炼控制方法,采用的冶炼工艺为:KR铁水脱硫预处理—转炉冶炼—LF炉精炼—钙处理—连铸连轧,通过控制冶炼过程参数,可实现碳含量在0.015%-0.035%的低碳钢在连铸连轧高拉速条件下生产的要求。
根据本发明一种典型的实施方式,提供了一种避免塞棒堵塞的低碳钢连铸连轧冶炼方法,所述方法包括:
S1.将铁水进行脱硫预处理,后进行扒渣,得到预处理铁水;
在一些实施例中,预处理铁水的硫含量≤0.0010%,所述扒渣的扒渣率≥95%。
具体而言,采用KR铁水脱硫预处理工艺,脱后的硫含量要求≤0.0010%;脱后进行渣面扒渣处理,要求扒渣率达到≥95%。
S2.将所述预处理铁水进行转炉冶炼,后出钢,得到转炉钢水;
在一些实施例中,转炉冶炼终点的钢水的碳含量≤0.030%,所述转炉冶炼终点的钢水的硫含量≤0.0010%,所述转炉冶炼终点的钢水的氧含量≤520ppm。
在一些实施例中,出钢采用铝强脱氧,所述转炉钢水的自由氧含量≤20ppm。
具体而言,转炉终点碳含量控制为[C]≤0.030%,终点的硫含量控制为[S]≤0.008%;控制转炉终点命中率,控制后吹次数≤1次,时间控制为≤40s,使转炉终点的氧含量[O]≤520ppm,出钢采用铝强脱氧,脱后钢中的自由氧含量控制在≤20ppm。
S3.将所述转炉钢水进行精炼,得到精炼钢水;
其中,所述精炼的精炼渣的成分以质量分数计包括:CaO:45%-52%、SiO2:6%-10%、MgO:8%-10%、Al2O3:23%-28%;精炼的精炼渣的氧化性(FeO+MnO)≤1.5%,精炼的精炼渣的加入量为6kg/t-10kg/t;
控制精炼渣成分是为了保证精炼渣吸附夹杂物的效果;
控制精炼渣的加入量为6kg/t-10kg/t是为了保证脱硫和吸附夹杂物的效果,该加入量取值过大的不利影响是化渣时间长、精炼周期长,过小的不利影响是脱硫和吸附夹杂物的效果无法保证。
在一些实施例中,精炼钢水的自由氧含量≤3ppm,所述精炼钢水的硫含量≤20ppm。
控制精炼钢水的自由氧含量≤3ppm的原因是脱硫和高洁净度控制需要低的氧含量,该含量取值过大不利于钢液脱硫和夹杂物控制。
控制精炼钢水的硫含量≤20ppm的原因是硫含量低可以从根本上减少硫化物夹杂的生成总量,该含量取值过大不利于硫化物夹杂的控制。
具体而言,采用LF炉精炼,LF炉精炼控制精炼时间≥35min,控制合理的炉渣成分保证脱氧产物的Al2O3去除效果,精炼渣成分为CaO%=45%-52%、SiO2%=6%-10%、MgO%=8%-10%、Al2O3%=23%-28%,精炼渣的氧化性(FeO+MnO)≤1.5%,炉渣加入量8-12kg/t;LF炉精炼结束钢中的自由氧含量控制在≤3ppm、硫含量≤20ppm。
S4.将所述精炼钢水进行钙处理,后进行软吹、镇静和连铸,得到铸坯;
在一些实施例中,钙处理的喂线量为1.5m/t钢-2.5m/t钢,所述钙处理后钢水中钙含量为0.0015%-0.0025%。软吹的流量为0.8NL/min·t钢-1.2NL/min·t钢,所述软吹的时间≥12min,所述镇静的时间≥8min。连铸的拉速≥4.0m/min,所述连铸过程采用氩气密封保护,所述氩气密封保护的流量为6NL/min-10NL/min,所述氩气密封保护的压力为0.2MPa-0.5MPa。
具体而言,精炼后进行钢液钙处理工艺保证脱氧产物的变性效果,控制喂线量为1.5-2.5m/t钢,喂钙线后,钢中的钙含量为0.0015%-0.0025%;钙处理后采用软吹工艺,软吹流量为0.8-1.2NL/min·t钢,软吹时间控制在≥12min;软吹之后采用镇静操作,钢液镇静时间控制在≥8min;连铸采用连铸连轧浇铸,拉速≥4.0m/min;连铸过程中采用保护浇铸,浇铸过程的采用氩气密封保护,塞棒吹氩,氩气流量控制在6-10NL/min,氩气压力为0.2-0.5MPa
采用以上设计使碳含量在0.015%-0.035%的低碳钢满足连铸连轧高拉速条件下的生产要求的实现机理在于保证钢液具有较高的洁净度,低的硫含量、低的氧含量和夹杂物总量,同时采用钙处理工艺使夹杂物充分变性和提高连浇性能,从而实现低碳钢连铸连轧高拉速条件下的生产。
下面将结合实施例、对照例及实验数据对本申请的避免塞棒堵塞的低碳钢连铸连轧冶炼方法进行详细说明。
实施例1
一种避免塞棒堵塞的低碳钢连铸连轧冶炼方法,生产碳含量为0.035%的低碳钢,方法包括:
采用KR铁水脱硫预处理工艺,脱后的硫含量要求0.0010%;脱后进行渣面扒渣处理,要求扒渣率达到95%;
转炉冶炼控制终点成分:终点碳含量控制为[C]=0.030%,终点的硫含量控制为[S]=0.008%;控制转炉终点命中率,控制后吹次数1次,时间为30s,使转炉终点的氧含量[O]=520ppm;
转炉出钢采用铝强脱氧,脱后钢中的自由氧含量控制在18ppm;
LF炉精炼控制精炼时间40min,控制合理的炉渣成分保证脱氧产物的Al2O3去除效果,精炼渣成分为CaO%=52%、SiO2%=8%、MgO%=10%、Al2O3%=28%,精炼渣的氧化性(FeO+MnO)=1.5%,炉渣加入量8kg/t;LF炉精炼结束钢中的自由氧含量控制在2.8ppm、硫含量15ppm;
精炼后进行钢液钙处理工艺保证脱氧产物的变性效果,控制喂线量为2.5m/t钢,喂钙线后钢中的钙含量为0.0025%;
钙处理后采用软吹工艺,软吹流量为1.2NL/min·t钢,软吹时间控制在12min;软吹之后采用镇静操作,钢液镇静时间控制在8min;
采用连铸连轧浇铸,拉速4.0m/min;连铸过程中采用保护浇铸,浇铸过程的采用氩气密封保护,塞棒吹氩,氩气流量控制在10NL/min,氩气压力为0.3MPa。
实施例2
一种避免塞棒堵塞的低碳钢连铸连轧冶炼方法,生产碳含量为0.030%的低碳钢,方法包括:
采用KR铁水脱硫预处理工艺,脱后的硫含量要求0.0008%;脱后进行渣面扒渣处理,要求扒渣率达到98%;
转炉冶炼控制终点成分:终点碳含量控制为[C]=0.025%,终点的硫含量控制为[S]=0.006%;控制转炉终点命中率,控制后吹次数0次,使转炉终点的氧含量[O]=480ppm;
转炉出钢采用铝强脱氧,脱后钢中的自由氧含量控制在15ppm;
LF炉精炼控制精炼时间45min,控制合理的炉渣成分保证脱氧产物的Al2O3去除效果,精炼渣成分为CaO%=48%、SiO2%=10%、MgO%=8%、Al2O3%=24%,精炼渣的氧化性(FeO+MnO)=1.2%,炉渣加入量10g/t;LF炉精炼结束钢中的自由氧含量控制在2.3ppm、硫含量10ppm;
精炼后进行钢液钙处理工艺保证脱氧产物的变性效果,控制喂线量为2.0m/t钢,喂钙线后钢中的钙含量为0.0020%;
钙处理后采用软吹工艺,软吹流量为0.8NL/min·t钢,软吹时间控制在15min;软吹之后采用镇静操作,钢液镇静时间控制在8min;
采用连铸连轧浇铸,拉速5.0m/min;连铸过程中采用保护浇铸,浇铸过程的采用氩气密封保护,塞棒吹氩,氩气流量控制在8NL/min,氩气压力为0.5MPa。
对比例1
一种生产碳含量为0.032%的低碳钢连铸连轧,当工艺控制参数不在该专利的范围内时,在连铸连轧过程中就会出现塞棒堵塞的问题,影响连铸连轧的生产。生产工艺参数如下。
采用KR铁水脱硫预处理工艺,脱后的硫含量要求0.0015%;脱后进行渣面扒渣处理,要求扒渣率达到95%;
转炉冶炼控制终点成分:终点碳含量控制为[C]=0.031%,终点的硫含量控制为[S]=0.010%;控制转炉终点命中率,控制后吹次数1次,时间为40s,使转炉终点的氧含量[O]=540ppm;
转炉出钢采用铝强脱氧,脱后钢中的自由氧含量控制在22ppm;
LF炉精炼控制精炼时间45min,控制合理的炉渣成分保证脱氧产物的Al2O3去除效果,精炼渣成分为CaO%=55%、SiO2%=5%、MgO%=12%、Al2O3%=22%,精炼渣的氧化性(FeO+MnO)=1.6%,炉渣加入量6kg/t;LF炉精炼结束钢中的自由氧含量控制在2.6ppm、硫含量16ppm;
精炼后进行钢液钙处理工艺保证脱氧产物的变性效果,控制喂线量为2.6m/t钢,喂钙线后钢中的钙含量为0.0024%;
钙处理后采用软吹工艺,软吹流量为1.2NL/min·t钢,软吹时间控制在12min;软吹之后采用镇静操作,钢液镇静时间控制在8min;
采用连铸连轧浇铸,拉速4.0m/min;连铸过程中采用保护浇铸,浇铸过程的采用氩气密封保护,塞棒吹氩,氩气流量控制在6NL/min,氩气压力为0.2MPa。
对比例2
一种生产碳含量为0.035%的低碳钢连铸连轧,当工艺控制参数不在该专利的范围内时,在连铸连轧过程中就会出现塞棒堵塞的问题,影响连铸连轧的生产。生产工艺参数如下。
采用KR铁水脱硫预处理工艺,脱后的硫含量要求0.0010%;脱后进行渣面扒渣处理,要求扒渣率达到95%;
转炉冶炼控制终点成分:终点碳含量控制为[C]=0.035%,终点的硫含量控制为[S]=0.010%;控制转炉终点命中率,控制后吹次数2次,时间为45s,使转炉终点的氧含量[O]=580ppm;
转炉出钢采用铝强脱氧,脱后钢中的自由氧含量控制在20ppm;
LF炉精炼控制精炼时间40min,控制合理的炉渣成分保证脱氧产物的Al2O3去除效果,精炼渣成分为CaO%=42%、SiO2%=12%、MgO%=10%、Al2O3%=32%,精炼渣的氧化性(FeO+MnO)=1.7%,炉渣加入量6kg/t;LF炉精炼结束钢中的自由氧含量控制在3.0ppm、硫含量21ppm;
精炼后进行钢液钙处理工艺保证脱氧产物的变性效果,控制喂线量为2.1m/t钢,喂钙线后钢中的钙含量为0.0021%;
钙处理后采用软吹工艺,软吹流量为1.1NL/min·t钢,软吹时间控制在10min;软吹之后采用镇静操作,钢液镇静时间控制在6min;
采用连铸连轧浇铸,拉速4.2m/min;连铸过程中采用保护浇铸,浇铸过程的采用氩气密封保护,塞棒吹氩,氩气流量控制在5NL/min,氩气压力为0.4MPa。
实施例1-2和对比例1-2的冶炼过程及结果如下表所示
由上表可得,采用本申请实施例提供的方法对钢进行冶炼能够满足高拉速下低碳钢连铸连轧生产的要求,实现了整浇次多炉连浇过程中塞棒不堵塞,避免脱氧产物Al2O3堵塞塞棒,使连铸连轧铸坯质量良好;通过对比例和实施例的比较可得,当某项参数不在本申请范围内时,在连铸连轧过程中会出现在堵塞塞棒影响连浇。
本发明实施例中的一个或多个技术方案,至少还具有如下技术效果或优点:
(1)本发明实施例提供的方法采用的冶炼工艺为:KR铁水脱硫预处理—转炉冶炼—LF炉精炼—钙处理—连铸连轧,通过控制冶炼过程参数,可实现碳含量在0.015%-0.035%的低碳钢在连铸连轧高拉速条件下的生产,提高了低碳铝脱氧钢水的可浇性,实现了整浇次多炉连浇过程中浸入式水口不堵塞,塞棒不堵塞,避免脱氧产物Al2O3堵塞塞棒引起的结晶器液位波动导致卷渣而带来的连铸坯质量问题;
(2)本发明实施例提供的方法可以实现低成本、高效、稳定化的生产,满足了低碳钢种连铸连轧的工业化、批量生产的需求。
最后,还需要说明的是,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (4)

1.一种避免塞棒堵塞的低碳钢连铸连轧冶炼方法,其特征在于,所述方法包括:
将铁水进行脱硫预处理,后进行扒渣,得到预处理铁水, 所述预处理铁水的硫含量≤0.0010%;
将所述预处理铁水进行转炉冶炼,后出钢,得到转炉钢水;
将所述转炉钢水进行精炼,得到精炼钢水,所述精炼钢水的自由氧含量≤3ppm,所述精炼钢水的硫含量≤20ppm;
将所述精炼钢水进行钙处理,后进行软吹、镇静和连铸,得到铸坯;
其中,所述精炼的精炼渣的成分以质量分数计包括:CaO:45%-52%、SiO2:6%-10%、MgO:8%-10%、Al2O3:23%-28%,所述精炼的精炼渣的氧化性(FeO+MnO)≤1.5%;
转炉终点碳含量控制为[C]≤0.030%,终点的硫含量控制为[S]≤0.008%;控制转炉终点命中率,控制后吹次数≤1次,时间控制为≤40s,使转炉终点的氧含量[O]≤520ppm,出钢采用铝强脱氧,脱后钢中的自由氧含量控制在≤20ppm;
所述钙处理的喂线量为1.5m/t钢-2.5m/t钢;
所述软吹的时间≥12min,所述镇静的时间≥8min;
所述连铸过程采用氩气密封保护,所述氩气密封保护的流量为6NL/min-10NL/min;
所述精炼的精炼渣的加入量为6kg/t-10kg/t,所述扒渣的扒渣率≥95%,所述连铸的拉速≥4.0m/min。
2.根据权利要求1所述的避免塞棒堵塞的低碳钢连铸连轧冶炼方法,其特征在于,所述钙处理后钢水中钙含量为0.0015%-0.0025%。
3.根据权利要求1所述的避免塞棒堵塞的低碳钢连铸连轧冶炼方法,其特征在于,所述软吹的流量为0.8NL/min·t钢-1.2NL/min·t钢。
4.根据权利要求1所述的避免塞棒堵塞的低碳钢连铸连轧冶炼方法,其特征在于,所述氩气密封保护的压力为0.2MPa-0.5MPa。
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