專利名稱：用中等厚度板坯連鑄機(jī)生產(chǎn)低合金包晶鋼的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼鐵冶金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種采用中等厚度板坯連 鑄機(jī)生產(chǎn)低合金包晶鋼的方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的低合金包晶鋼的生產(chǎn)方法是采取模鑄形式，在上世紀(jì)70年代 后期連鑄工業(yè)化生產(chǎn)以后，經(jīng)歷了上世紀(jì)80~90年代連鑄大發(fā)展時(shí)期， 傳統(tǒng)連鑄機(jī)也出現(xiàn)了澆鑄包晶鋼的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。但是，對(duì)于中等厚度(80 150mm)的連鑄機(jī)，由于其拉速快、鑄坯薄、水口內(nèi)徑小、結(jié)晶器液面 波動(dòng)大的特點(diǎn)，如果按照傳統(tǒng)連鑄機(jī)生產(chǎn)低合金包晶鋼的方法，就不能 滿足中等厚度連鑄機(jī)的生產(chǎn)和質(zhì)量要求。將傳統(tǒng)連鑄機(jī)生產(chǎn)低合金包晶 鋼的方法移用到目前的中等厚度連鑄機(jī)上，[C]范圍在0.09%~0.15%范圍 內(nèi)，發(fā)生了SFe+L (液體)一YFe包晶反應(yīng)，該反應(yīng)的發(fā)生使結(jié)晶器內(nèi) 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(dǎo)致鑄坯坯殼不均而形成表面縱裂；形成的薄坯殼出結(jié)晶器后在輥?zhàn)犹?受壓形成鼓肚造成液面波動(dòng)大，進(jìn)而在結(jié)晶器振痕處由于波動(dòng)的液面形 成橫向凹陷。所以，用中等厚度連鑄機(jī)無法保證在高拉速下成批量生產(chǎn) 低合金包晶鋼，也就無法充分發(fā)揮這一高拉速鑄機(jī)的高效性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種利用 中等厚度連鑄機(jī)在高拉速下穩(wěn)定地批量生產(chǎn)低合金包晶鋼的方法。
本發(fā)明用中等厚度板坯連鑄機(jī)生產(chǎn)低合金包晶鋼的方法包括下列工 藝步驟
(l)轉(zhuǎn)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(fù)合物，降低渣中氧化性，提高頂渣堿度；通過氣動(dòng)、擋渣球 等方式實(shí)現(xiàn)無渣出鋼，以避免轉(zhuǎn)爐渣對(duì)鋼水的污染；由于LF爐無法處理 磷，出鋼終點(diǎn)磷應(yīng)控制在成分范圍內(nèi)；碳成分控制低于最終成分下限， 避免轉(zhuǎn)爐終點(diǎn)碳控制過高造成LF爐碳成分調(diào)整困難；其它成分應(yīng)低于上 限值，以便LF進(jìn)行成分調(diào)整。
(2) LF爐精煉采用常規(guī)方法向渣中加入冶金白灰、鋁，進(jìn)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(yīng)的動(dòng)力學(xué)性能；并采用合理的底吹氬氣攪拌制度，氬氣流量控制標(biāo)準(zhǔn) 為處理前期l~5min時(shí)，流量控制在300~500NL/min，處理中期6~15min 時(shí)，流量控制在80~150NL/min ， 16~22min時(shí)，流量控制在 200~300NL/min，處理后期23~30min時(shí)，采用小氬量進(jìn)行凈吹脫夾雜， 流量控制在30~80 NL/min;其間根據(jù)要求對(duì)鋼水進(jìn)行脫硫、溫度調(diào)整、 時(shí)間調(diào)整、成分微調(diào)等。
(3) 連鑄采用中等厚度板坯連鑄機(jī)連鑄；采用熔化速度快的高堿度 結(jié)晶器保護(hù)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(jié)晶器壁間的潤滑得到進(jìn)一 步改善，減少由于包晶反應(yīng)帶來的液面波動(dòng)形成的表面橫向裂紋缺陷； 實(shí)現(xiàn)結(jié)晶器吹氬保護(hù)；為控制結(jié)晶器保護(hù)渣熔化速度，將結(jié)晶器氬氣流 量控制在1.0~3.0NL/min，保護(hù)渣的厚度在40~60mm，結(jié)晶器浸入式水口 的浸入深度在90~160mm;采用中薄板連鑄結(jié)晶器浸入式水口 (專利號(hào) CN200520091587.8),可提高結(jié)晶器內(nèi)熱流場(chǎng)的活躍性，達(dá)到穩(wěn)定保護(hù)渣 狀態(tài)的目的，使在不同拉速下保護(hù)渣的熔融層厚度能夠快速進(jìn)行調(diào)整，防止由于包晶反應(yīng)形成氣隙早而產(chǎn)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(jī)特有的二次弱冷，以防止已經(jīng)形成的表面缺陷 進(jìn)一步擴(kuò)展。
本發(fā)明用中等厚度板坯連鑄機(jī)生產(chǎn)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(zhì)。
本發(fā)明用中等厚度板坯連鑄生產(chǎn)低合金包晶鋼的方法減輕了連鑄生 產(chǎn)過程中由于包晶反應(yīng)造成的液面波動(dòng)現(xiàn)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(dá)100%，充分發(fā)揮了中等厚度板坯連 鑄機(jī)在高拉速下批量生產(chǎn)低合金包晶鋼的能力。
具體實(shí)施例方式
下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
本發(fā)明實(shí)施例以生產(chǎn)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(zhì)。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(zhuǎn)爐出鋼 結(jié)束后，向3個(gè)鋼水罐中分別加入500kg鋁粉與氧化鈣的復(fù)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(yùn)
，
至LF爐，分別向3個(gè)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(jìn)行氬氣攪拌，處理前期l~5min時(shí)， 流量分別控制在350、 400、 450NL/min，處理中期6~15min時(shí)，流量分 別控制在100、 90、 120NL/min， 16 22min時(shí)，流量分別控制在200、 250、280NL/min，處理后期23~30min時(shí)，采用小氬量進(jìn)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(yīng)界 面，使鋁與渣中的(FeO)、 (MnO)反應(yīng)，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(qiáng)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(diào)整各種合金成分，分別向3罐鋼內(nèi)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(diào)整 到范圍之內(nèi)，其中產(chǎn)生包晶反應(yīng)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(jī)澆鑄過程中，結(jié)晶器氬氣流量分別為2.1、 2.2、 2.0NL/min。保護(hù)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(jié)晶器浸入式水口采 用中薄板連鑄結(jié)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(jī)弱冷的3#曲線。連鑄過程穩(wěn)定，平均拉速達(dá)到2.2m/min， 最大拉速達(dá)到2.5m/min。由于包晶反應(yīng)造成的液面波動(dòng)明顯減輕，鑄坯 表面質(zhì)量良好，未出現(xiàn)表面縱裂、橫裂、凹陷等缺陷，經(jīng)軋制成材后通 過性能檢驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)要求指標(biāo)范圍之內(nèi)。由此認(rèn)為這種獨(dú)特的生 產(chǎn)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(jī)。 生產(chǎn)出的合格鑄坯經(jīng)過表面及內(nèi)部質(zhì)量分析，缺陷發(fā)生率低于傳統(tǒng)方法 生產(chǎn)的低合金包晶鋼鑄坯，從而有效解決了采用傳統(tǒng)方式生產(chǎn)低合金包 晶鋼在中等厚度鑄機(jī)上無法正常澆鑄的問題。
權(quán)利要求
1.一種用中等厚度板坯連鑄機(jī)生產(chǎn)低合金包晶鋼的方法，其特征在于包括以下工藝步驟a)轉(zhuǎn)爐冶煉出鋼過程中增加鋼水堿度，出鋼后，進(jìn)行頂渣改質(zhì)，實(shí)現(xiàn)無渣出鋼，出鋼終點(diǎn)磷控制在成分范圍內(nèi)；其它成分低于上限值；b)LF爐精煉進(jìn)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(jī)連鑄，采用熔化速度快的高堿度結(jié)晶器保護(hù)渣，并對(duì)保護(hù)渣熔化速度進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)結(jié)晶器吹氬保護(hù)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)低合金包晶鋼的方法，其特征在于在LF 爐精煉時(shí)底吹氬氣的流量控制標(biāo)準(zhǔn)處理前期l-5min時(shí)，流量控制 在300~500NL/min;處理中期6 15min時(shí)，流量控制在80~150NL/min; 16 22min時(shí)，流量控制在200~300NL/min;處理后期23~30min時(shí)， 流量控制在30~80 NL/min。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)低合金包晶鋼的方法，其特征在于在LF 爐對(duì)鋼水進(jìn)行脫硫、溫度調(diào)整、時(shí)間調(diào)整、成分微調(diào)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)低合金包晶鋼的方法，其特征在于所述結(jié) 晶器保護(hù)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(jù)權(quán)利要求l所述的生產(chǎn)低合金包晶鋼的方法，其特征在于連鑄時(shí) 采用中薄板連鑄結(jié)晶器浸入式水口。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)低合金包晶鋼的方法，其特征在于連鑄時(shí)采用下述方法對(duì)結(jié)晶器保護(hù)渣熔化速度進(jìn)行調(diào)整結(jié)晶器氬氣流量1.0 3.0NL/min;保護(hù)渣厚度40~60mm;浸入式水口的浸入深度為 9(M60mm。
7. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的生產(chǎn)低合金包晶鋼的方法，其特征在于連鑄時(shí) 鑄流二次冷卻采用弱冷。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)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(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用中等厚度板坯連鑄機(jī)生產(chǎn)低合金包晶鋼的方法，包括下列工藝步驟(1)轉(zhuǎn)爐冶煉出鋼過程中增加鋼水堿度，出鋼后，進(jìn)行頂渣改質(zhì)，實(shí)現(xiàn)無渣出鋼，出鋼終點(diǎn)磷控制在成分范圍內(nèi)；其它成分低于上限值。(2)LF爐精煉進(jìn)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(jī)連鑄；采用熔化速度快的高堿度結(jié)晶器保護(hù)渣；并實(shí)現(xiàn)結(jié)晶器吹氬保護(hù)。本發(fā)明生產(chǎn)低合金包晶鋼的方法減輕了連鑄生產(chǎn)過程中由于包晶反應(yīng)造成的液面波動(dòng)現(xiàn)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(dá)100％，充分發(fā)揮了中等厚度板坯連鑄機(jī)在高拉速下批量生產(chǎn)低合金包晶鋼的能力。
文檔編號(hào)C22C33/04GK101586205SQ20081001156
公開日2009年11月25日 申請(qǐng)日期2008年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月22日
發(fā)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(qǐng)人:鞍鋼股份有限公司