一种提高低碳低硅铝镇静钢直接起步开浇成功率的方法

技术领域

本发明涉及一种提高低碳低硅铝镇静钢直接起步开浇成功率的方法，属于小方坯连铸生产工艺技术领域。

背景技术

连铸作为现代钢铁冶金生产过程中一个必不可少的工艺流程，对保持整个生产过程的连续性，提高钢铁企业的生产效率和产品的质量都具有举足轻重的作用。低碳低硅铝镇静钢是指钢水碳含量小于0.24wt%，硅含量不大于0.10wt%，Al含量大于0.010wt%的钢种。小方坯连铸机生产低碳低硅铝镇静钢，对于钢水质量和连铸机保护浇注要求较高，否则，由于钢水的二次氧化，容易造成钢水流动性差而导致浇注中断。目前，多数冶金企业小方坯连铸机生产低碳低硅铝镇静钢的过程浇注技术成熟，但是，由于连铸第一炉钢水较连浇炉次易于二次氧化，开浇操作结晶器液面波动大，所以存在直接开浇成功率低和开流不全的技术问题，容易造成连铸机停浇、钢水回炉或落地等事故，影响炼钢的正常生产，导致生产成本提高，降低了企业效益。有些钢厂采用首炉硅镇静钢水起步开浇，虽然解决了起步开浇成功率低的问题，但同时造成带出品居高不下。如何在小方坯连铸生产中提高低碳低硅铝镇静钢直接起步开浇成功率成为炼钢技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种提高低碳低硅铝镇静钢直接起步开浇成功率的方法，可在小方坯连铸机生产低碳低硅铝镇静钢开浇时，大幅提升直接开浇成功率，保证正常生产。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种提高低碳低硅铝镇静钢直接起步开浇成功率的方法，包括转炉工序、精炼工序和连铸工序；

所述转炉工序中，钢水Si含量控制在0.03wt%～0.06wt%，Al含量控制在0.02wt%～0.05wt%，其他成分按照产品规程要求控制；

所述精炼工序中，出站钢水Si含量控制在0.06wt%～0.08wt%， Al含量控制在0.015wt%～0.035wt%，碳含量按照钢种成分要求中限控制，其他元素成分按照产品规程要求控制；补铝操作在精炼中期前完成，钙处理前15min禁止补铝操作；钢水Ca含量控制在0.004wt%～0.0055wt%；

所述连铸工序大包开浇前，中包车到位后进行中包赶气操作，同时向中包冲击区和中包烘烤孔中投入钙线；大包开浇后，中包钢水液面高度达到250mm时，参照对应的中包钢水重量，开始向中包快速投入覆盖剂，保证钢液面不裸漏；中包钢水达到起步开浇液面高度350mm后，参照对应的中包钢水重量，组织中包开浇。

上述的一种提高低碳低硅铝镇静钢直接起步开浇成功率的方法，所述精炼工序中，钙处理前15min之内禁止向钢水补铝，否则钙处理后延；钢水钙处理后的净吹时间控制在15～25min；所述连铸工序中，将通有氩气的钢管插入中包中进行中包赶气操作，空包赶气时间大于3min，在中包开浇后将通有氩气的钢管撤走；同时向中包冲击区投入5～10米钙线，向中包烘烤孔中投入1～2米钙线；大包开浇后，向中包投入覆盖剂要求在3min内完成；中包开浇要求10秒之内起步，90秒之内拉速达到规程要求的最低拉速。

上述的一种提高低碳低硅铝镇静钢直接起步开浇成功率的方法，所述连铸工序中包水口为浸入式水口。

本发明优选的工艺参数为：精炼钢水出站成分控制、连铸工序的中包赶气、加钙线以及起步开浇操作。原理分析如下：

（1）、低碳低硅铝镇静钢水自由氧含量在2-6ppm，钢水与空气接触极易吸氧，生成高熔点的Al₂O₃沉积在水口内壁上，使钢流逐渐变小而造成水口堵塞；本发明精炼工序中通过提高出站钢水Ca含量在>2O₃，使其形成低熔点铝酸钙，避免在水口内壁堆积而堵塞水口。

（2）、通过提高低碳低硅铝镇静钢钢水Si含量至0.06wt%～0.08wt%，可促进快速成白渣，产生的SiO₂夹杂易于去除，减少了钢水中Al₂O₃夹杂。

（3）、本发明补铝操作在精炼中期前完成，可保证钢水洁净度、钙处理效果和钢水流动性；若精炼后期向钢水补铝，产生的Al₂O₃夹杂上浮时间短，会造成钢水洁净度差，影响钙处理效果，增加钢水流动性变差的几率。

（4）、连铸开浇前采取中包赶气并及时加入覆盖剂，目的为减少钢水的二次氧化产生Al₂O₃夹杂；中包加入钙线目的是利用钙线融化产生的汽化钙驱赶空气，此外熔入钢水的钙可以与Al₂O₃形成低熔点铝酸钙，避免高熔点夹杂物在水口内壁堆积。

本发明的有益效果为：

本发明通过对第一炉钢水成分进行特殊控制、连铸中包赶气、加钙线减少钢水二次氧化等措施，大幅提升了小方坯连铸机生产低碳低硅铝镇静钢的直接开浇成功率，实现与其他钢种同等的开浇成功率，从而实现小方坯连铸机顺利生产低碳低硅铝镇静钢；该方法适宜于生产SAE1008-M、ML08Al、SWRCH15A、SWRCH18A、SWRCH22A、10B21等钢种。本发明的方法简单、操作性强、效果显著，解决了长期困扰小方坯连铸机生产低碳低硅铝镇静钢直接起步开浇成功率低、开流不全，容易造成连铸机事故停浇、钢水回炉或落地等技术问题，可以实现连铸生产低碳低硅铝镇静钢的顺利开浇，保证了炼钢厂的正常生产，降低了生产成本，提高了企业的效益，在本行业中有极好的推广应用价值。

具体实施方式

以下通过具体实施例对本发明做进一步说明。

低碳低硅铝镇定钢的生产工艺流程为：转炉→LF精炼炉→小方坯连铸机。设备工艺参数为：转炉为120吨顶底复吹转炉，装入量在145吨，钢水量134吨；LF精炼炉为电极旋转式双工位；小方坯连铸机为8机8流的150mm方坯连铸机，一个中包，中包液面高度250mm时对应的钢水重量14.2吨，中包液面高度350mm时对应的钢水重量19.8吨，中包液面高度700mm时对应的钢水重量39吨（正常浇钢液面高度）。

实施例1：生产钢种SWRCH15A

1. 钢种SWRCH15A的化学成分要求如下表：

2.转炉工序操作：

转炉根据终点C=0.05wt%，出钢加入合金硅锰铁3.19kg/t，高碳锰铁1.92kg/t，铝块1.7kg/t。合金加完后加入3.7kg/t的渣洗料，出钢后钢水成分如下表：

3.LF精炼工序操作：

钢水进站测温1544℃，送电升温20min造渣，喂铝线200m，成白渣后，取样化验精炼炉第一个样，钢水成分见下表，再次送电升温5min，根据第一个样的钢水成分，配加合金成分，并再次喂入铝线250m，此时精炼时间累计33min，取第二个样化验成分，第三次送电升温，在精炼时间累计达70min时喂钙线500m，钙处理后钢水净吹21min后出站。该炉钢水累计精炼时间95min。钢水成分如下：

4.连铸工序操作：

钢水座到大包回转台后，烘烤好的中包车就位，浸入式水口对中的同时，将7米圈状纯钙线投入中包冲击区，再从中包盖每个烘烤孔中投入圈状钙线1.5米；从中包两侧将通有氩气的钢管从包盖烘烤孔中插入，通气3.5min，同时其他准备工作就位后，大包开浇，在中包液面高度达到250mm时，中包钢水重量为14.2吨，此时开始向中包投入覆盖剂，2min40s加完，中包液面全覆盖。

中包液面高度达到350mm时，中包钢水重量为19.8吨，此时达到开浇重量，组织中包工开浇，由于该台连铸机为8机8流连铸机，开流从中间向两边依次开流，每个流都在9秒之内起步，达到首炉最低拉速1.6m/min用时81秒。

起步开浇成功后，撤出插入中包的氩气钢管。

本炉实现了全流开浇，浇注过程结晶器液面平稳，中包钢水成分如下表所示，达到标准要求。

实施例2：生产10B21牌号

1. 钢种10B21的化学成分要求如下：

2.转炉工序操作：

转炉根据终点C=0.06%，出钢加入合金硅锰铁1.52kg/t，高碳锰铁8.89kg/t，铝块1.22kg/t，铬铁1.85kg/t，增碳剂0.26kg/t。合金加完后加入3.7kg/t的渣洗料。出钢后钢水成分如下：

3.LF精炼工序操作

钢水进站测温1533℃，送电升温造渣，成白渣后，配加合金成分，在精炼时间累计40min时进行最后一次喂铝线操作。在精炼累计时间65min时，喂钙线450m，钙处理后钢水净吹15min后出站。该炉钢水累计精炼时间85min，出站成分如下：

4.连铸工序操作

钢水座到大包回转台后，烘烤好的中包车就位，水口对中的同时，将圈状纯钙线5米投入中包冲击区，再从中包盖每个烘烤孔中投入圈状钙线1米。从中包两侧将通有氩气的钢管从包盖烘烤孔中插入，通气4min后，同时其他准备工作就位后，大包开浇，在中包液面高度达到250mm时，中包钢水重量为14.2吨，此时开始向中包投入覆盖剂，2min35s加完，中包液面全覆盖。

在中包液面高度达到390mm时，中包称重为22吨，组织中包工开浇，由于该台连铸机为8机8流连铸机，开流从中间向两边依次开流，每个流都在8秒之内起步，达到首炉最低拉速1.7m/min用时85秒。

起步开浇成功后，撤出插入中包的氩气钢管。

本炉次成功开浇8个流，浇注过程中结晶器液面波动符合要求，仅由于1流设备原因甩坯一支。中包钢水成分如下表所示，满足该钢种要求。

实施例3：生产SAE1008-M

1. 钢种SAE1008-M的化学成分要求如下：

2.转炉工序操作：

转炉根据终点C=0.04%，出钢加入合金硅锰铁2.19kg/t，高碳锰铁1.44kg/t，铝块1.5kg/t。合金加完后加入3.7kg/t的渣洗料。出钢后钢水成分如下：

3.LF精炼工序操作

钢水进站测温1570℃，送电升温造渣，成白渣后，配加合金成分，在精炼时间累积35min时进行了最后一次补铝操作，喂入铝线120m，在精炼时间累计60min时进行钙处理操作，钙处理后钢水净吹25min后出站。该炉钢水累计精炼时间91min，出站成分如下：

4.连铸工序操作

钢水做到大包回转台后，烘烤好的中包就位，水口对中的同时，将圈状纯钙线10米投入中包冲击区，再从中包盖每个烘烤孔中投入圈状钙线2米。从中包两侧将通有氩气的钢管从包盖烘烤孔中插入，通气4min后，同时其他准备工作就位后，大包开浇，在中包液面高度达到250mm时，中包钢水重量为14.2吨，此时开始向中包投入覆盖剂，2min50S加完，中包液面全覆盖。

在中包液面高度达到350mm时，中包称重达到19.8吨，组织中包工开浇，由于该台连铸机为8机8流连铸机，开流从中间向两边依次开流，每个流都在9秒之内起步，达到首炉最低拉速1.7m/min用时90秒。

起步开浇成功后，撤出插入中包的氩气钢管。

浇注过程结晶器液面平稳，没有出现液面波动超过±5mm，全部达到质量判定要求。中包钢水成分如下表所示：