一种中薄板坯连铸机生产包晶钢的方法

摘要

本发明公开了一种中薄板坯连铸机生产包晶钢的方法，包括步骤：转炉炼钢、LF炉炉外精炼、中薄板坯连铸机连铸。本发明通过对转炉炼钢—LF精炼—中薄板坯连铸机连铸的整流程控制，使得结晶器液面波动幅度控制在±3mm以内；通过控制炼钢过程的脱氧合金化使钢中夹杂物主要为低熔点且可塑性强的锰铝榴石，在精炼过程中减少钢水的二次氧化，并合理设计氩气制度确保夹杂物最大程度的上浮，连铸时做好保护浇注，减少钢水二次氧化，改变了钢水中夹杂物的性质，提高了可浇性，从而实现了中薄板坯连铸机大批量正常稳定生产包晶钢。

说明书

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，尤其是涉及一种中薄板坯连铸机生产包晶钢的方法。

背景技术

包含重量百分比为0.09％～0.17％的C的钢水在凝固过程中会发生包晶反应(L+δ—γ)，发生体积收缩，且含碳量越高、冷却速度越大，体积收缩越大。由于合金元素的存在会扩大或者缩小Fe-C合金相图中的γ相区，因此钢种不同，发生包晶反应所需的C含量也不同。

中薄板坯连铸机生产Mn/Si较低的包晶钢时遇到的问题主要是：1.结晶器液面波动过大，一般为±15mm；2.由于该钢种Mn/Si很低，钢水中生成的夹杂物主要为SiO₂，可浇性较差。

结晶器液面波动过大是导致铸坯表面夹渣、凹坑、纵裂等缺陷的主要原因，甚至发生漏钢事故，严重影响了包晶钢产品质量以及生产的连续性。目前，多数包晶钢生产企业采用调整拉铸速度、调整连铸机二冷配水制度、调整驱动辊压力或者调节结晶器保护渣成分等措施来解决结晶器液面波动过大的问题，但是在实际生产过程中仅仅依靠调整中薄板坯连铸机工艺参数的方法并不能完全避免结晶器液面波动过大给包晶钢大批量正常稳定生产造成的影响。

因此，如何减小结晶器液面波动幅度，减少钢水中夹杂物含量，提高可浇性，实现中薄板坯连铸机大批量正常稳定生产包晶钢是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是提供一种中薄板坯连铸机生产包晶钢的方法，本方法能够减小结晶器液面波动幅度，减少钢水中夹杂物含量，提高可浇性，实现中薄板坯连铸机大批量正常稳定生产包晶钢，保证包晶钢产品质量以及生产的连续性。

为解决上述的技术问题，本发明提供的技术方案为：

一种中薄板坯连铸机生产包晶钢的方法，包括以下步骤：

1)转炉炼钢：将铁水加入转炉内吹炼炼钢产出钢水，转炉出钢1/3时开始加料，转炉出钢3/4时完成加料，加入顺序为石灰、萤石、硅锰合金、铝合金，控制终渣碱度为2.8～3.5，吹炼终点钢水中成分的重量百分比为：[C]：0.06％～0.10％，[S]：0～0.020％，[P]：0～0.015％；

2)LF炉炉外精炼：将步骤1)所得钢水进行LF炉炉外精炼，脱硫脱氧后添加锰铁、硅锰铁及钛铁，出站前软吹氩，吹氩时间不少于8min，控制出站钢水中成分的重量百分比为：[C]：0.12％～0.14％，[Si]：0.10％～0.20％，[Mn]：0.20％～0.40％，[S]：0～0.015％，[P]：0～0.020％，Alt：0.010％～0.030％；

3)中薄板坯连铸机连铸：将步骤2)所得钢水利用中薄板坯连铸机连铸产出包晶钢，向结晶器中添加保护渣，保护渣成分的重量百分比为：CaO：25％～45％，SiO₂：20％～40％，MgO：0.5％～3.0％，Al₂O₃：1.2％～8.2％；Na₂O：7％～17％；F：6％～14％，C：1.5％～9.5％，H₂O：0～0.5％，R：1.0％～1.4％，其余为杂质；采用合金包晶弱冷配水控制坯壳的不均匀生长；所得包晶钢成分的重量百分比为：[C]：0.12％～0.14％，[Si]：0.10％～0.20％，[Mn]：0.20％～0.40％，[S]：0～0.015％，[P]：0～0.020％，Alt：0.010％～0.030％。

优选的，所述步骤1)中转炉出钢时采用挡渣塞与挡渣棒双挡渣工艺，控制钢包渣层厚度小于50mm。

优选的，所述步骤1)中吹炼终点钢水温度为1640℃～1660℃。

优选的，所述步骤2)中根据一次取样成分加入石灰、萤石，造渣脱硫，吹氩搅拌。

优选的，所述步骤2)中根据二次取样成分加入铝块进行深脱氧。

优选的，所述步骤2)过程控制出站钢水温度为1575℃～1585℃

优选的，所述步骤3)中，结晶器宽面水流量270L/min～290L/min，窄面水流量18L/min～21L/min，结晶器宽面进出水温差为10℃～12℃，窄面进出口温度为7℃～9℃。

优选的，所述步骤3)中，保护渣熔点为1085℃～1185℃，粘度为0.5泊～1.5泊，板间氩气流量控制在3NL/min～6NL/min，浸入式水口的插入深度110mm～160mm。

优选的，所述步骤3)中控制中间包钢水过热度为15℃～30℃，拉铸速度3.0t/min～3.7t/min，

优选的，所述步骤3)中，采用保护浇注，开浇前10min向中包塞棒孔和受钢孔内吹氩气；大包采用低位大流开浇，加入覆盖剂防止钢水在空气中裸露；开浇后在中间包板间、塞棒、上水口、保护套管处吹氩气保护，保证中间包钢水中T[O]的重量百分比为0～ 0.0035％，[N]的重量百分比为0～0.0050％。

与现有技术相比，本发明提供了一种中薄板坯连铸机生产包晶钢的方法，包括步骤：转炉炼钢、LF炉炉外精炼、中薄板坯连铸机连铸。本发明通过对转炉炼钢—LF精炼—中薄板坯连铸机连铸的整流程控制，使得结晶器液面波动幅度控制在±3mm以内，避免了结晶器液面波动过大给中薄板坯连铸机大批量正常稳定生产包晶钢造成的影响；进一步的，通过控制炼钢过程的脱氧合金化使钢中夹杂物主要为低熔点且可塑性强的锰铝榴石，在精炼过程中减少钢水的二次氧化，并合理设计氩气制度确保夹杂物最大程度的上浮，连铸时做好保护浇注，减少钢水二次氧化，从而改变了钢水中夹杂物的性质，提高了可浇性，为连铸提供夹杂物种类及含量适宜的钢水，实现了中薄板坯连铸机大批量正常稳定生产包晶钢。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例对本发明进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种中薄板坯连铸机生产包晶钢的方法，包括以下步骤：

1)转炉炼钢：将铁水加入转炉内吹炼炼钢产出钢水，转炉出钢1/3时开始加料，转炉出钢3/4时完成加料，加入顺序为石灰、萤石、硅锰合金、铝合金，控制终渣碱度为2.8～3.5，吹炼终点钢水中成分的重量百分比为：[C]：0.06％～0.10％，[S]：0～0.020％，[P]：0～0.015％；

2)LF炉炉外精炼：将步骤1)所得钢水进行LF炉炉外精炼，脱硫脱氧后添加锰铁、硅锰铁及钛铁，出站前软吹氩，吹氩时间不少于8min，控制出站钢水中成分的重量百分比为：[C]：0.12％～0.14％，[Si]：0.10％～0.20％，[Mn]：0.20％～0.40％，[S]：0～0.015％，[P]：0～0.020％，Alt：0.010％～0.030％；

3)中薄板坯连铸机连铸：将步骤2)所得钢水利用中薄板坯连铸机连铸产出包晶钢，向结晶器中添加保护渣，保护渣成分的重量百分比为：CaO：25％～45％，SiO₂：20％～40％，MgO：0.5％～3.0％，Al₂O₃：1.2％～8.2％；Na₂O：7％～17％；F：6％～14％，C：1.5％～9.5％，H₂O：0～0.5％，R：1.0％～1.4％，其余为杂质；采用合金包晶弱冷配水控制坯壳的不均匀生长；所得包晶钢成分的重量百分比为：[C]：0.12％～0.14％，[Si]：0.10％～0.20％， [Mn]：0.20％～0.40％，[S]：0～0.015％，[P]：0～0.020％，Alt：0.010％～0.030％。

本发明提供了一种中薄板坯连铸机生产包晶钢的方法，包括步骤：转炉炼钢、LF炉炉外精炼、中薄板坯连铸机连铸。本发明通过对转炉炼钢—LF精炼—中薄板坯连铸机连铸的整流程控制，使得结晶器液面波动幅度控制在±3mm以内，避免了结晶器液面波动过大给中薄板坯连铸机大批量正常稳定生产包晶钢造成的影响；进一步的，通过控制炼钢过程的脱氧合金化使钢中夹杂物主要为低熔点且可塑性强的锰铝榴石，在精炼过程中减少钢水的二次氧化，并合理设计氩气制度确保夹杂物最大程度的上浮，连铸时做好保护浇注，减少钢水二次氧化，从而改变了钢水中夹杂物的性质，提高了可浇性，为连铸提供夹杂物种类及含量适宜的钢水，实现了中薄板坯连铸机大批量正常稳定生产包晶钢。

转炉出钢时，为了减少流入钢包的渣量，采用挡渣塞与挡渣棒双挡渣工艺，控制钢包渣层厚度优选为小于50mm，经过造渣和挡渣后，吹炼终点钢水温度优选控制为1640℃～1660℃。

进入LF炉炉外精炼，钢包到站后开底吹，根据化渣情况保证氩气流量在200NL/min左右；钢包至处理位后根据一次取样成分加入造渣剂进行造渣脱硫，造渣剂优选为石灰和萤石。根据二次取样成分，优选加入铝块进行深脱氧，以后根据三次取样成分加入合金元素锰铁，硅锰铁，钛铁，然后打开底吹氩气搅拌，待加热至终了温度时减小氩气流量，调整化学成分(重量百分比)至：[C]：0.12％～0.14％，[Si]：0.10％～0.20％，[Mn]：0.20％～0.40％，[S]：0～0.015％，[P]：0～0.020％，Alt：0.010％～0.030％，出站时，钢水温度优选控制为1575℃～1585℃，出站前控制底吹氩气为软吹氩模式，软吹氩时间优选为大于8min。

然后，钢水进入连铸工序，为了实现中薄板坯连铸机大批量正常稳定生产包晶钢优选的，优选的，结晶器宽面水流量270NL/min～290NL/min，窄面水流量18NL/min～21NL/min，结晶器宽面进出水温差为10℃～12℃，窄面进出口温度为7℃～9℃。往结晶器里添加包晶钢专用保护渣，优选的，保护渣熔点为保护渣熔点为1085℃～1185℃，粘度为0.5泊～1.5泊。为控制保护渣的融化速度板间氩气流量优选控制在3NL/min～6NL/min，浸入式水口的插入深度优选为110mm～160mm。

连铸过程中需注意做好保护浇注。开浇前10min向中包塞棒孔和受钢孔内吹氩，尽可能的排除中间包内烘烤过程中残存的弱氧化气氛，减少开浇时钢水氧化产生的夹杂；大包采用低位大流开浇，加入覆盖剂防止钢水在空气中裸露；开浇后在中间包板间、塞 棒、上水口、保护套管处吹氩气保护，防止板间、大包下水口等形成负压吸入空气，进而氧化钢水，保证钢中的T[O]≤35ppm，[N]≤50ppm。

为了进一步理解本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种中薄板坯连铸机生产包晶钢的方法进行详细描述。

实施例1：

将137t铁水送入120t氧气顶吹转炉吹炼，在转炉吹炼结束后的转炉出钢过程中1/3时开始加料，3/4时加完，加入顺序为石灰、萤石、硅锰合金、铝合金；其中石灰680kg，萤石170kg，加入少量的硅锰合金、铝合金降低渣的氧化性。出钢时采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣工艺，钢包渣层厚度30mm。经过造渣和挡渣后控制终渣碱度在3.0，终点成分(重量百分比)控制在[C]：0.08％，[S]：0.020％，[P]：0.01％，终点温度1658℃。

然后将钢水进入LF精炼工序，钢包到站后开底吹，根据化渣情况保证氩气流量在200NL/min左右；钢包至处理位后根据一次取样成分加入石灰600kg，萤石200kg进行脱硫，吹氩搅拌，控制氩气流量在80NL/min左右；根据二次取样成分加入铝块80kg进行深脱氧；然后根据三次取样成分加入合金元素锰铁360kg，硅锰铁200kg，钛铁100kg，然后将氩气流量开至500NL/min，待加热至终了温度时调节氩气流量在80NL/min，调整化学成分(重量百分比)至：[C]：0.13％，[Si]：0.15％，[Mn]：0.38％，[S]：0.005％，[P]：0.010％，Alt：0.015％；出站温度1580℃，出站前软吹氩保证9min；

接着钢水进入连铸工序，采用直弧形中薄板坯连铸机(断面135mm×(900～1600mm))，动态二冷采用合金包晶弱冷配水控制坯壳的不均匀生长。生产135×1030断面板坯结晶器宽面水流量290L/min，窄面水流量21L/min，结晶器进出水温差：宽面10℃，窄面8℃。

使用保护渣为包晶钢专用保护渣，化学组成(重量百分比)为：CaO：30.1％，SiO₂:37.1％，MgO：1.7％，Al₂O₃：4.5％；Na₂O:9.2％；F：10.6％，C：5.4％，H₂O：0.31％，其余为杂质。保护渣熔点为1090℃，粘度1.3泊。为控制保护渣的融化速度，板间氩气流量控制在4NL/min，浸入式水口的插入深度130mm。

此外，连铸工序需注意做好保护浇注。开浇前10min向中包塞棒孔和受钢孔内吹氩，尽可能的排除中间包内烘烤过程中残存的弱氧化气氛，减少开浇时钢水氧化产生的夹杂；大包采用低位大流开浇，加入覆盖剂防止钢水在空气中裸露；开浇后在中间包板间、塞棒、上水口、保护套管处吹氩气保护，防止板间、大包下水口等形成负压吸入空气，进而氧化钢水，保证中间包钢水中T[O]的重量百分比为0～0.0035％，[N]的重量百分比 为0～0.0050％。

产出的包晶钢在较高拉铸速度(1.8m/min以上)下，质量达到国家标准，铸坯表面没有夹渣、凹坑、纵裂等缺陷，连铸过程中没有发生漏钢事故。

实施例2：

将132t铁水送入120t氧气顶吹转炉吹炼，在转炉吹炼结束后的转炉出钢过程中1/3时开始加料，3/4时加完，加入顺序为石灰、萤石、硅锰合金、铝合金；其中石灰650kg，萤石160kg，加入少量的硅锰合金、铝合金降低渣的氧化性。出钢时采用挡渣塞、挡渣棒双挡渣工艺，钢包渣层厚度25mm。经过造渣和挡渣后控制终渣碱度在2.9，终点成分(重量百分比)控制在[C]：0.085％，[S]：0.020％，[P]：0.01％，终点温度1665℃。

然后将钢水进入LF精炼工序，钢包到站后开底吹，根据化渣情况保证氩气流量在200NL/min左右；钢包至处理位后根据一次取样成分加入造渣剂进行脱硫(石灰600kg，萤石200kg)，吹氩搅拌，控制流量在80NL/min左右；根据二次取样成分加入铝块80kg进行深脱氧以后根据三次取样成分加入合金元素锰铁360kg，硅锰铁200kg，钛铁100kg，然后将氩气流量开至500NL/min，待加热至终了温度时调节氩气流量在80NL/min，调整化学成分(重量百分比)至：[C]：0.13％，[Si]：0.15％，[Mn]：0.38％，[S]：0.005％，[P]：0.010％，Alt0.015％；出站温度1580℃，出站前软吹氩保证9min；

接着钢水进入连铸工序，采用直弧形中薄板坯连铸机(断面135mm×(900～1600mm))，动态二冷采用合金包晶弱冷配水控制坯壳的不均匀生长。生产135×1030断面板坯结晶器宽面水流量290L/min，窄面水流量21L/min，结晶器进出水温差：宽面10℃，窄面8℃。

使用保护渣为包晶钢专用保护渣，化学组成(重量百分比)为：CaO：30.41％，SiO₂:37.04％，MgO：1.79％，Al₂O₃：4.33％；Na₂O:9.48％；F：10.25％，C：5.49％，H₂O：0.23％，其余为杂质。保护渣熔点为1083℃，粘度1.32泊。为控制保护渣的融化速度，板间氩气流量控制在5NL/min，浸入式水口的插入深度130mm。

此外，连铸工序需注意做好保护浇注。开浇前10min向中包塞棒孔和受钢孔内吹氩，尽可能的排除中间包内烘烤过程中残存的弱氧化气氛，减少开浇时钢水氧化产生的夹杂；大包采用低位大流开浇，加入覆盖剂防止钢水在空气中裸露；开浇后在中间包板间、塞棒、上水口、保护套管处吹氩气保护，防止板间、大包下水口等形成负压吸入空气，进而氧化钢水，保证中间包钢水中T[O]的重量百分比为0～0.0035％，[N]的重量百分比为0～0.0050％。

产出的包晶钢在较高拉铸速度(1.8m/min以上)下，质量达到国家标准，铸坯表面没有夹渣、凹坑、纵裂等缺陷，连铸过程中没有发生漏钢事故。

以上对本发明所提供的一种中薄板坯连铸机生产包晶钢的方法进行了详细介绍。本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。