專利名稱：用中等厚度板坯連鑄機生產低合金包晶鋼的方法
技術領域：
本發明屬于鋼鐵冶金技術領域，尤其涉及一種采用中等厚度板坯連 鑄機生產低合金包晶鋼的方法。
背景技術：
傳統的低合金包晶鋼的生產方法是采取模鑄形式，在上世紀70年代 后期連鑄工業化生產以后，經歷了上世紀80~90年代連鑄大發展時期， 傳統連鑄機也出現了澆鑄包晶鋼的生產經驗。但是，對于中等厚度(80 150mm)的連鑄機，由于其拉速快、鑄坯薄、水口內徑小、結晶器液面 波動大的特點，如果按照傳統連鑄機生產低合金包晶鋼的方法，就不能 滿足中等厚度連鑄機的生產和質量要求。將傳統連鑄機生產低合金包晶 鋼的方法移用到目前的中等厚度連鑄機上，[C]范圍在0.09%~0.15%范圍 內，發生了SFe+L (液體)一YFe包晶反應，該反應的發生使結晶器內 的坯殼收縮量大，在坯殼與鑄坯之間形成氣隙早而大，熱流傳遞受阻， 導致鑄坯坯殼不均而形成表面縱裂；形成的薄坯殼出結晶器后在輥子處 受壓形成鼓肚造成液面波動大，進而在結晶器振痕處由于波動的液面形 成橫向凹陷。所以，用中等厚度連鑄機無法保證在高拉速下成批量生產 低合金包晶鋼，也就無法充分發揮這一高拉速鑄機的高效性能。
發明內容
本發明的目的在于克服上述現有技術中存在的不足，提供一種利用 中等厚度連鑄機在高拉速下穩定地批量生產低合金包晶鋼的方法。
本發明用中等厚度板坯連鑄機生產低合金包晶鋼的方法包括下列工 藝步驟
(l)轉爐冶煉出鋼過程中隨著脫氧劑向鋼水罐中加入冶金白灰，加
4入量為5 8kg/t鋼，以增加鋼水堿度；出鋼后，向頂渣中加入少量鋁粉與 氧化鈣的復合物，降低渣中氧化性，提高頂渣堿度；通過氣動、擋渣球 等方式實現無渣出鋼，以避免轉爐渣對鋼水的污染；由于LF爐無法處理 磷，出鋼終點磷應控制在成分范圍內；碳成分控制低于最終成分下限， 避免轉爐終點碳控制過高造成LF爐碳成分調整困難；其它成分應低于上 限值，以便LF進行成分調整。
(2) LF爐精煉采用常規方法向渣中加入冶金白灰、鋁，進行渣、鋼 深脫氧，去除頂渣中過剩的FeO、 MnO，堿度的提高可以降低渣、鋼反 應的動力學性能；并采用合理的底吹氬氣攪拌制度，氬氣流量控制標準 為處理前期l~5min時，流量控制在300~500NL/min，處理中期6~15min 時，流量控制在80~150NL/min ， 16~22min時，流量控制在 200~300NL/min，處理后期23~30min時，采用小氬量進行凈吹脫夾雜， 流量控制在30~80 NL/min;其間根據要求對鋼水進行脫硫、溫度調整、 時間調整、成分微調等。
(3) 連鑄采用中等厚度板坯連鑄機連鑄；采用熔化速度快的高堿度 結晶器保護渣，其成分重量百分比為Si02: 25.0%~31.0%、 CaO: 39.0%~45.0%、 MgO: 1.0%~3.0%、 A1203: 1,0%~4.0%、 Na20: 5.0%~9.0%、 F: 8.0%~12.0%、 Li20: 2.0%~4.0%、 Ctot: 3.0%~5.0%、 H20: 0.5以下， 其堿度CaO/Si02: 1.48。這樣可以使坯殼與結晶器壁間的潤滑得到進一 步改善，減少由于包晶反應帶來的液面波動形成的表面橫向裂紋缺陷； 實現結晶器吹氬保護；為控制結晶器保護渣熔化速度，將結晶器氬氣流 量控制在1.0~3.0NL/min，保護渣的厚度在40~60mm，結晶器浸入式水口 的浸入深度在90~160mm;采用中薄板連鑄結晶器浸入式水口 (專利號 CN200520091587.8),可提高結晶器內熱流場的活躍性，達到穩定保護渣 狀態的目的，使在不同拉速下保護渣的熔融層厚度能夠快速進行調整，防止由于包晶反應形成氣隙早而產生的表面縱裂紋；連鑄過程中鑄流二 次冷卻采用中等厚度鑄機特有的二次弱冷，以防止已經形成的表面缺陷 進一步擴展。
本發明用中等厚度板坯連鑄機生產低合金包晶鋼的方法所述包晶鋼 的成分重量百分比為C: 0.09% 0.15%、 Si: 0.30 0.60%、 Mn: 1.2% 1.6%、 P:《0.025、 S:《0.020、 Ti: 0.070/0 0.16%、 V: 0.03% 0.09%、 Re: 0.10% 0.15%、 Cu:《0.35%，其余為鐵和不可避免的雜質。
本發明用中等厚度板坯連鑄生產低合金包晶鋼的方法減輕了連鑄生 產過程中由于包晶反應造成的液面波動現象，消除了低合金包晶鋼鑄坯 表面縱裂和橫向凹陷，鑄坯合格率達100%，充分發揮了中等厚度板坯連 鑄機在高拉速下批量生產低合金包晶鋼的能力。
具體實施例方式
下面通過實施例對本發明作進一步的描述。
本發明實施例以生產3罐低合金包晶鋼為例，該鋼種的成品要求成 分重量百分比如下C: 0.09% 0.15%、 Si: 0.30 0.60°/。、 Mn: 1.2% 1.6%、 P:《0,025、 S:《0扁、Ti: 0.07% 0.16%、 V: 0.03% 0.09%、 Re: 0.10% 0.15%、 Cu:《0.35%,其余為鐵和不可避免的雜質。鋼水 量分別為98t、 99t和100t。
出鋼過程中，隨著脫氧劑向鋼水罐中加入冶金白灰500kg，轉爐出鋼 結束后，向3個鋼水罐中分別加入500kg鋁粉與氧化鈣的復合物，以初 步改變頂渣中化合物的成分，降低渣中氧化性，提高頂渣堿度。鋼水運
，
至LF爐，分別向3個鋼水罐的頂渣中加入冶金白灰500 kg、 550 kg和 650kg，鋁50kg、 65kg和75kg，并進行氬氣攪拌，處理前期l~5min時， 流量分別控制在350、 400、 450NL/min，處理中期6~15min時，流量分 別控制在100、 90、 120NL/min， 16 22min時，流量分別控制在200、 250、280NL/min，處理后期23~30min時，采用小氬量進行凈吹脫夾雜，流量 分別控制在30、 50、 50NL/min。氬氣攪拌的目的是增加渣鋼熔池反應界 面，使鋁與渣中的(FeO)、 (MnO)反應，脫除渣中的氧，配以冶金白灰 是為了增加渣中堿度，以形成具有高堿度、強還原性、良好的吸附夾雜 性的白渣。通過氬氣攪拌可使鋼中硫含量平均降低51ppm，即3罐鋼水 中的硫含量分別為45ppm、 56ppm和53ppm。然后，按照鋼種成分要求 調整各種合金成分，分別向3罐鋼內加入合金第1罐加入20kg增碳劑、 80kg硅鐵、120kg錳鐵；第2罐加入40kg增碳劑、40kg硅鐵、90kg錳 鐵；第3罐加入30kg增碳劑、80kg硅鐵、700kg錳鐵。最終成品均調整 到范圍之內，其中產生包晶反應的碳含量分別為0.12%、 0.13%和0.11%。 3罐鋼到中等厚度板坯連鑄機澆鑄過程中，結晶器氬氣流量分別為2.1、 2.2、 2.0NL/min。保護渣的成分為(重量百分比):Si02: 28.7%、 CaO: 42.5%、 MgO: 1.9%、 A1203: 2.5%、 Na20: 7.2%、 F: 10.2%、 Li20: 3.1%、 Ct。t: 3.4%、 H20: 0.5以下，其厚度控制在55mm。結晶器浸入式水口采 用中薄板連鑄結晶器浸入式水口，水口浸入深度為150mm。 二次冷卻采 用中等厚度鑄機弱冷的3#曲線。連鑄過程穩定，平均拉速達到2.2m/min， 最大拉速達到2.5m/min。由于包晶反應造成的液面波動明顯減輕，鑄坯 表面質量良好，未出現表面縱裂、橫裂、凹陷等缺陷，經軋制成材后通 過性能檢驗，各項指標均達要求指標范圍之內。由此認為這種獨特的生 產低合金包晶鋼的工藝方法更適合于高拉速下的中等厚度板坯連鑄機。 生產出的合格鑄坯經過表面及內部質量分析，缺陷發生率低于傳統方法 生產的低合金包晶鋼鑄坯，從而有效解決了采用傳統方式生產低合金包 晶鋼在中等厚度鑄機上無法正常澆鑄的問題。
權利要求
1.一種用中等厚度板坯連鑄機生產低合金包晶鋼的方法，其特征在于包括以下工藝步驟a)轉爐冶煉出鋼過程中增加鋼水堿度，出鋼后，進行頂渣改質，實現無渣出鋼，出鋼終點磷控制在成分范圍內；其它成分低于上限值；b)LF爐精煉進行深脫氧，并采用氬氣攪拌制度；c)連鑄用中等厚度板坯連鑄機連鑄，采用熔化速度快的高堿度結晶器保護渣，并對保護渣熔化速度進行調整，實現結晶器吹氬保護。
2. 根據權利要求1所述的生產低合金包晶鋼的方法，其特征在于在LF 爐精煉時底吹氬氣的流量控制標準處理前期l-5min時，流量控制 在300~500NL/min;處理中期6 15min時，流量控制在80~150NL/min; 16 22min時，流量控制在200~300NL/min;處理后期23~30min時， 流量控制在30~80 NL/min。
3. 根據權利要求1所述的生產低合金包晶鋼的方法，其特征在于在LF 爐對鋼水進行脫硫、溫度調整、時間調整、成分微調。
4. 根據權利要求1所述的生產低合金包晶鋼的方法，其特征在于所述結 晶器保護渣的成分重量百分比為Si02: 25.0% 31.0%、 CaO: 39.0%~45.0%、 MgO: 1.00/0~3.00/o、 A1203: 1.0%~4.0%、 Na20: 5.0o/o~9.0o/o、 F: 8.0%~12.0%、 Li20: 2.0%~4.0%、 Ctot: 3.0%~5.0%、 H20: 0.5以下，其堿度CaO/Si02: 1.48。
5. 根據權利要求l所述的生產低合金包晶鋼的方法，其特征在于連鑄時 采用中薄板連鑄結晶器浸入式水口。
6. 根據權利要求1所述的生產低合金包晶鋼的方法，其特征在于連鑄時采用下述方法對結晶器保護渣熔化速度進行調整結晶器氬氣流量1.0 3.0NL/min;保護渣厚度40~60mm;浸入式水口的浸入深度為 9(M60mm。
7. 根據權利要求l所述的生產低合金包晶鋼的方法，其特征在于連鑄時 鑄流二次冷卻采用弱冷。
8. 根據權利要求1所述的生產低合金包晶鋼的方法，其特征在于所述包 晶鋼的成分重量百分比為C: 0.09% 0.15%、 Si: 0.30 0.60%、 Mn: 1.2% 1.6%、 P:《0.025、 S:《0.020、 Ti: 0.07% 0.16%、 V: 0.03°/。 0.09%、 Re: 0.10% 0.15%、 Cu:《0.35%，其余為鐵禾口 不可避免的雜質。
全文摘要
本發明提供一種用中等厚度板坯連鑄機生產低合金包晶鋼的方法，包括下列工藝步驟(1)轉爐冶煉出鋼過程中增加鋼水堿度，出鋼后，進行頂渣改質，實現無渣出鋼，出鋼終點磷控制在成分范圍內；其它成分低于上限值。(2)LF爐精煉進行深脫氧，并采用氬氣攪拌制度。(3)連鑄用中等厚度板坯連鑄機連鑄；采用熔化速度快的高堿度結晶器保護渣；并實現結晶器吹氬保護。本發明生產低合金包晶鋼的方法減輕了連鑄生產過程中由于包晶反應造成的液面波動現象，消除了低合金包晶鋼鑄坯表面縱裂和橫向凹陷，鑄坯合格率達100％，充分發揮了中等厚度板坯連鑄機在高拉速下批量生產低合金包晶鋼的能力。
文檔編號C22C33/04GK101586205SQ20081001156
公開日2009年11月25日 申請日期2008年5月22日 優先權日2008年5月22日
發明者敏 劉, 劉振中, 姚偉智, 孟憲敏, 文 張, 張洪峰, 許海亮, 趙愛英 申請人:鞍鋼股份有限公司