CN106938325B - 低过热度稀土钢及含铝钢的浇注方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种低过热度稀土钢及含铝钢的浇注方法，其是在连铸工艺中每个浇次第一炉钢中间包钢水过热度为15‑25℃，每个浇次非第一炉钢中间包钢水过热度为5‑15℃；且钢水与下水口的内壁不直接接触，上水口最下端与下水口最上端的内半径相等，上水口的下半部分外表面与垂直方向形成的角度为α，且α≠0。本发明提供的浇注方法实现了稀土钢及含铝钢的低温浇注技术，且可以实现多炉连浇，不堵塞水口。另外，由于稀土钢及含铝钢不堵塞水口，实现了恒拉速浇注生产，这对钢材的质量非常有利，且对生产组织也带来很大好处。

Description

低过热度稀土钢及含铝钢的浇注方法
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼领域，特别涉及一种低过热度稀土钢及含铝钢的浇注方法。
背景技术
冶金工业的连铸工艺中，实现钢水的低过热度技术对降低电费成本十分有利，但由于钢水的过热度低，会导致水口堵塞，因此，工业上一般要求连铸工艺每浇次第一炉钢中间包钢水的过热度≥25℃(为保证开浇顺利)，每浇次非第一炉钢中间包钢水的过热度≥15℃。
多项研究表明：稀土对钢材性能的提高是有利的。稀土可以减小钢材的晶粒度、提高钢材的韧性及低温冲击性能，提高板坯厚度方向的抗层状撕裂能力等。但由于受制于稀土钢生产过程中堵塞连铸水口妨碍炼钢连续生产这一核心问题，稀土钢的开发及利用受到极大限制，目前几乎处于停滞状态。
含铝钢也是常见钢种，但由于含铝钢也容易堵塞连铸水口，影响连铸的正常生产，因此被迫采用小浇次生产(连浇的炉数少)，因此增加了炼钢的成本。
据上海第三钢铁厂赵所琛等人申请的专利“稀土钢浇注用复合水口”(专利申请号为CN86200556U)介绍，该实用新型专利提供了一种用于钢冶炼的能防止水口结瘤的复合水口，其特点是水口内壁装有以>95％SiO2熔融石英为材料的衬管。在稀土钢浇注过程中，由于水口耐火材料材质的改变，水口结瘤物性质发生了变化，提高了稀土夹杂物与水口内壁材料间的界面能，从而避免了稀土夹杂物的滞结，防止了结瘤的发生。
但由于上述水口中的SiO2很容易被钢水冲刷掉进入钢水形成夹杂物而未被广泛使用。
据南京理工大学张雪松等人申请的专利“连铸中间包喂稀土丝工艺”(专利申请号为01127004.7)介绍，该专利为避免稀土钢堵水口采用中间包喂稀土丝的方法，但由于该方法的钢水中稀土含量不均匀且影响连铸的正常生产而不被广泛采用。
据包头钢铁公司的任新建等人申请的专利“连铸中间包稀土加入工艺”(专利申请号为200510053297.9)介绍，该专利也采用中间包喂入稀土的工艺，该专利也存在稀土含量不均匀的问题。
据中钢集团洛阳耐火材料研究院刘国齐等人申请的专利“特钢连铸用防堵浸入式水口”(专利申请号为200410060355.6)介绍，该专利采用多层多种材质的耐材制作，但实际应用中仍不能解决含稀土钢和含铝钢的水口堵塞问题。
据东北大学于景坤等人申请的专利“一种防止钢坯连铸水口堵塞的方法” (专利申请号为201510110081.5)介绍，该专利利用导电材料将水口外表面与大地或电位为零的部位连接,使水口内表面的电位为零，减少或消除钢中夹杂物向水口内表面的迁移和粘附，防止水口堵塞"本发明从夹杂物向水口内表面迁移和粘附的机理出发,从根本上解决了连铸水口的堵塞问题。
但该专利由于在现场操作上有难度而未被广泛采纳。
据莱芜钢铁股份有限公司的许荣昌等人申请的实用新型专利“一种防止 Al2O3附着水口壁的连铸中间包设备”(专利申请号为200820016118.3)介绍，该专利认为“上水口先结瘤，顺序向下延伸到下水口……”，因此其主要工作放在：‘中间包设备为塞棒可以旋转0-10°，上水口内腔为倒喇叭形结构’”；且要求上水口内腔的内壁粗糙度在0-10微米。
首先，该专利为实用新型，要求保护的是一种中间包设备，没有涉及到下水口，更未涉及到连铸工艺的改进；另外，对水口堵塞产生原因及造成的影响也分析不透彻。该专利认为“上水口先结瘤，顺序向下延伸到下水口…… (在发明概述章节)”，因此把主要精力放在连铸中间包设备及上水口上。
其实，发生水口堵塞的生产事故中，绝大多数为下水口堵塞，其原因为下水口周围为空气，即使在夏季，环境温度也为35℃左右，而水口内的钢水温度约为1450-1550℃，因此当钢水流经下水口时，钢水温度必然下降，而钢中的Al2O3、REAlO3(稀土铝酸盐)等高熔点物质由于温度降低而粘附在下水口内表面，随着生产的进行，这些物质越聚越多，最后造成水口堵塞。这种情况在冬季更加明显。下水口堵塞后，如果要换水口，先要关闭铸流，然后再将事先准备好的已经烘烤好(一般要烘烤2小时，且温度达到1000℃以上)的水口换上，然后再打开铸流。由于堵塞水口发生的不确定性，因而给生产组织带来很大不便。因此更换下水口给生产带来的影响很大。而上水口由于位于中间包内，其保温条件良好，一般发生堵塞的几率非常小。因此，研究水口的堵塞应以下水口为突破点，然后再反推到上水口，而且上水口内腔也不一定都是倒喇叭形结构，这增加了水口制作的难度。
因此，为降低钢水的过热度及防止水口堵塞，首先应使下水口不与钢水直接接触，然后上水口再进行相应变化。
另外，人们希望水口内壁越光滑越好，但受制于耐火材料水口本身要求有一定气孔度来提高水口热震稳定性，因此实际生产中很难实现。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种低过热度稀土钢及含铝钢的浇注方法。
本发明提供一种低过热度稀土钢及含铝钢的浇注方法，其在连铸工艺中每个浇次第一炉钢中间包钢水过热度为15-25℃，每个浇次非第一炉钢中间包钢水过热度为5-15℃；且钢水与下水口的内壁不直接接触，上水口最下端与下水口最上端的内半径相等，上水口的下半部分外表面与垂直方向形成的角度为α，且α≠0。
进一步地，所述α的取值范围为0～90°，不 包含90°。
进一步地，所述浇注方法适用于浇注钢中稀土含量0～10％的钢种，以及钢中铝含量0～25％的钢种。
进一步地，所述浇注方法适用于小方坯、大方坯、圆坯、异型坯以及板坯断面的浇注。
进一步地，其具体包括：将过热度为5～25℃的钢水从中间包开始浇注，钢中稀土含量0～10％，钢中铝含量0～25％；钢上水口的下半部分外表面与垂直方向形成的角度为α，且α≠0，钢水与下水口的内壁不直接接触，钢水不与上水口下半部分的内壁及下水口内壁直接接触进连铸结晶器，连铸连浇 20炉以上水口不结瘤。
本发明提供的浇注方法实现了稀土钢及含铝钢的低温浇注技术，且可以实现多炉连浇，不堵塞水口。以吨钢过热度平均降低5℃计，则每吨钢节约的电费为约1.1元/吨，100万吨钢节省的电费为110万元，符合国家节能减排的要求。另外，由于稀土钢及含铝钢不堵塞水口，实现了恒拉速浇注生产，这对钢材的质量非常有利，且对生产组织也带来很大好处。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本发明实施例中低温浇注稀土钢及含铝钢的连铸水口及其附件的结构示意图。
附图标记说明：
1-塞棒 21-中间包工作层 22-中间包永久层 2-中间包
3-座砖 4-上水口 5-滑板 6-下水口 7-钢水
具体实施方式
本发明公开了一种低过热度稀土钢及含铝钢的浇注方法，本领域技术人员可以借鉴本文内容，适当改进工艺参数实现。特别需要指出的是，所有类似的替换和改动对本领域技术人员来说是显而易见的，它们都被视为包括在本发明。本发明的方法及应用已经通过较佳实施例进行了描述，相关人员明显能在不脱离本发明内容、精神和范围内对本文所述的方法和应用进行改动或适当变更与组合，来实现和应用本发明技术。
本发明提供一种低过热度稀土钢及含铝钢的浇注方法，其是：连铸工艺中每个浇次第一炉钢中间包钢水过热度为15-25℃，每个浇次非第一炉钢中间包钢水过热度为5-15℃；且钢水与下水口的内壁不直接接触，上水口最下端与下水口最上端的内半径相等，上水口的下半部分外表面与垂直方向形成的角度为α，且α≠0。
请参见图1，该图是为低温浇注稀土钢及含铝钢的连铸水口及其附件的结构示意图，上述附件中包括：塞棒1、中间包工作层21、中间包永久层22、中间包2、座砖3、上水口4、滑板5、下水口6和钢水7。
上水口4下端与下水口6上端的内半径相等，钢水7下水口6内壁不直接接触，上水口4下半部分外表面与垂直方向形成的角度为α，且α≠0。
优选的，所述α的取值范围为0～90°，不 包含90°。
本发明提供的上述浇注方法适用于浇注钢中稀土含量0～10％的钢种，以及钢中铝含量0～25％的钢种。该浇注方法适用于小方坯、大方坯、圆坯、异型坯以及板坯断面的浇注。
发明由于使钢水不与温度特别容易降低的下水口直接接触，并使钢水与上水口接触的面积最小化，从而实现了稀土钢及含铝钢的低温浇注，且连铸连浇20炉以上水口不结瘤，对稀土钢及含铝钢的钢质提高(水口不堵塞，有利于实现连铸的恒拉速，而恒拉速对提高铸坯的质量非常必要)、成本降低及连续生产非常有利。
具体而言，上述浇注方法包括如下步骤：
将过热度为5～25℃的钢水从中间包开始浇注，钢中稀土含量0～10％，钢中铝含量0～25％；钢上水口的下半部分外表面与垂直方向形成的角度为α，且α≠0，钢水与下水口的内壁不直接接触，钢水不与上水口下半部分的内壁及下水口内壁直接接触进连铸结晶器，连铸连浇20炉以上水口不结瘤。
本发明提供的浇注方法实现了稀土钢及含铝钢的低温浇注技术，且可以实现多炉连浇，不堵塞水口。以吨钢过热度平均降低5℃计，则每吨钢节约的电费为约1.1元/吨，100万吨钢节省的电费为110万元，符合国家节能减排的要求。另外，由于稀土钢及含铝钢不堵塞水口，实现了恒拉速浇注生产，这对钢材的质量非常有利，且对生产组织也带来很大好处。
下面结合实施例，进一步阐述本发明：
实施例1
(1)将过热度为5-13℃(过热度平均值为9.3℃)的ML08Al(非第一炉钢)钢水从中间包开始浇注；
(2)钢中稀土含量0.1％，钢中铝含量0.05％，
(3)上水口的下半部分外表面与垂直方向形成的角度为20°。
(4)钢水不与上水口下半部分的内壁及下水口内壁直接接触进入小方坯连铸结晶器。
(5)连铸连浇28炉以上水口不结瘤。
实施例2
(1)将过热度为6-11℃(过热度平均值为9.6℃)的50W600(非第一炉钢)钢水从中间包开始浇注；
(2)钢中稀土含量0.6％，钢中铝含量0.3％，
(3)上水口的下半部分外表面与垂直方向形成的角度为25°。
(4)钢水不与上水口下半部分的内壁及下水口内壁直接接触进入板坯连铸结晶器。
(5)连铸连浇22炉以上水口不结瘤。
实施例3
(1)将过热度为6-13℃(过热度平均值为9.1℃)的Q355NH(非第一炉钢)钢水从中间包开始浇注；
(2)钢中稀土含量0.08％，钢中铝含量0.03％，
(3)上水口的下半部分外表面与垂直方向形成的角度为25°。
(4)钢水不与上水口下半部分的内壁及下水口内壁直接接触进入异型坯连铸结晶器。
(5)连铸连浇21炉以上水口不结瘤。
实施例4
(1)将过热度为7-13℃(过热度平均值为9.4℃)的20G(非第一炉钢) 钢水从中间包开始浇注；
(2)钢中稀土含量0.12％，钢中铝含量为0％，
(3)上水口的下半部分外表面与垂直方向形成的角度为30°。
(4)钢水不与上水口下半部分的内壁及下水口内壁直接接触进入圆坯连铸结晶器。
(5)连铸连浇25炉以上水口不结瘤。
实施例5
(1)将过热度为6-12℃(过热度平均值为9.1℃)的U71Mn(非第一炉钢)钢水从中间包开始浇注；
(2)钢中稀土含量0.06％，钢中铝含量为0％，
(3)上水口的下半部分外表面与垂直方向形成的角度为30°。
(4)钢水不与上水口下半部分的内壁及下水口内壁直接接触进入大方坯连铸结晶器。
(5)连铸连浇23炉以上水口不结瘤。
实施例6
(1)将过热度为19℃的U71Mn(第一炉钢)钢水从中间包开始浇注；
(2)钢中稀土含量0.06％，钢中铝含量为0％，
(3)上水口的下半部分外表面与垂直方向形成的角度为30°。
(4)钢水不与上水口下半部分的内壁及下水口内壁直接接触进入大方坯连铸结晶器。
(5)钢水顺利开浇，后续钢水正常浇注。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，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，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种低过热度稀土钢及含铝钢的浇注方法，其特征在于，连铸工艺中每个浇次第一炉钢中间包钢水过热度为15-25℃，每个浇次非第一炉钢中间包钢水过热度为5-15℃；且钢水与下水口的内壁不直接接触，上水口最下端与下水口最上端的内半径相等，上水口的下半部分外表面与垂直方向形成的角度为α，且α≠0。
2.根据权利要求1所述的浇注方法，其特征在于，所述α的取值范围为0～90°，不包含90°。
3.根据权利要求1所述的浇注方法，其特征在于，所述浇注方法适用于浇注钢中稀土含量0～10％的钢种，以及钢中铝含量0～25％的钢种。
4.根据权利要求1所述的浇注方法，其特征在于，所述浇注方法适用于小方坯、大方坯、圆坯、异型坯以及板坯断面的浇注。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的浇注方法，其特征在于，其具体包括：将过热度为5～25℃的钢水从中间包开始浇注，钢中稀土含量0～10％，钢中铝含量0～25％；钢上水口的下半部分外表面与垂直方向形成的角度为α，且α≠0，钢水与下水口的内壁不直接接触，钢水不与上水口下半部分的内壁及下水口内壁直接接触进连铸结晶器，连铸连浇20炉以上水口不结瘤。
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