CN113275529A - 控制含钛合金钢钛氧化物的加工方法及采用的中间包 - Google Patents

控制含钛合金钢钛氧化物的加工方法及采用的中间包 Download PDF

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Abstract

本发明涉及控制含钛合金钢钛氧化物的加工方法及采用的中间包，属于冶金工艺领域。加工方法针对初炼钢液配钛阶段进行脱氧处理，采用脱氧后的配钛钢液进行开浇处理；本发明提供的用于控制含钛合金钢钛氧化物的加工方法，在钢液进行开浇前，进行了除氧化处理，避免钢液喂钛过程中钛被氧化的机率。在中间包浇注时，浇注区的钢液深度才能达到通孔高度后才开始浇注工作，保证了钢液在工艺中始终保持在无氧环境下，减少了钢液散流与空气接触时间，减少了钢液中钛被氧化的机率。

Description

控制含钛合金钢钛氧化物的加工方法及采用的中间包
技术领域
本发明涉及控制含钛合金钢钛氧化物的加工方法及采用的中间包，属于冶金工艺领域。
背景技术
含钛合金钢一般是指钛含量在0.03％～0.25％的钢种。此类钢种由于添加钛进行合金化，而钛是极易氧化元素，钢液中钛的氧化物(TiO2)及开浇过程二次氧化产生的钛的氧化物(TiO2)粘附在塞棒与上水口之间的缝隙中，导致塞棒开口度逐步减少，最终开口被堵塞而结瘤、停浇。从而造成钢水回炉，连铸停浇，中间包重新烘烤准备等，影响生产组织的正常进行，导致生产成本变高，效益减少。
钢液配钛是采取向钢液喂入钛丝的方式，喂丝方式钛的收得率约65％，钛有三种方式被氧化：1)钛被钢液中的氧氧化；2)被炉渣中的SiO2氧化；3)喂丝时钛丝不能垂直喂入钢液中或底吹氩气控制不良，钢液吸气，导致钛被空气中的氧氧化。
目前在用的小方坯浇注用中间包内腔结构，开浇时钢液经冲击区、挡渣墙中、下部的4孔流入中间包浇注区，期间钢液完全是散流状态，钢液与空气接触面相当大，只有当浇注区的钢液深度高于四孔高度时，钢液才不会与空气接触，即中间包钢液重量达到18-20吨之后，浇注区的钢液深度才能达到四孔高度，然而，操作工习惯于提前启动塞棒开浇(开浇时中间包吨位约15吨)，这样又延长了中间包钢液深度达到挡渣墙4孔高度的时间，即延长了钢液散流与空气接触时间，增大了钢液中钛被氧化的机率。
发明内容
本发明针对上述不足，提供了控制含钛合金钢钛氧化物的加工方法及采用的中间包。
本发明采用如下技术方案：
本发明所述的一种控制含钛合金钢钛氧化物的加工方法，该加工方法针对初炼钢液配钛阶段进行脱氧处理，采用脱氧后的配钛钢液进行开浇处理；
初炼钢液配钛阶段的脱氧工艺步骤如下：
步骤1-1、对钢包内的初炼钢液采用铝沉淀脱氧；对初炼钢液脱氧后喂入钛丝；
步骤1-2、对含铝的钢液的炉渣采用含铝渣面脱氧剂进行扩散脱氧，待炉渣的颜色完全变白后，再次喂入钛丝；
步骤1-3、控制钢包顶渣的组成，降低炉渣中SiO2活度，通过CaO2抑制SiO2+Ti＝Si+Ti O2反应；此时钢包内形成配钛钢液；
配钛钢液的开浇脱氧工艺步骤如下：
步骤2-1、将脱氧后的配钛钢液向中间包进行开浇前，采用吹氩管向中间包内吹入氩气，中间包的底端的开浇口采用塞棒封堵；
步骤2-2、撤除中间包的吹氩管，将配钛钢液向中间包的冲击区继续开浇；
步骤2-3、配钛钢液经过挡渣墙的通孔进入浇注区；
步骤2-4、当配钛钢液的液面高度高于挡渣墙的最高点通孔后，撤除开浇口塞棒进行浇注。
本发明所述的控制含钛合金钢钛氧化物的加工方法，所述的步骤1-1中初炼钢液的铝含量控制在±0.015％；当钢液中氧含量低于8ppm时喂入钛丝。
本发明所述的控制含钛合金钢钛氧化物的加工方法，所述的步骤1-2中炉渣中的TFe+MnO的％(％为质量百分含量)小于1.5％。
本发明所述的控制含钛合金钢钛氧化物的加工方法，所述的步骤1-1或1-2中，喂入钛丝时控制钢包底吹氩气流量、压力，确保钢液不裸露；钢包氩气底吹选择与喂丝点相对的底吹砖进行弱搅拌，以便钛随下降流尽快进入钢包中、下部。
本发明所述的控制含钛合金钢钛氧化物的加工方法，所述的步骤1-1或1-2中，喂入钛丝的喂导管***钢液中进行喂丝。
本发明所述的控制含钛合金钢钛氧化物的加工方法，所述的步骤2-1中吹氩管分别接入中间的冲击区及浇注区；吹氩时间为5-6分钟。
本发明所述的用于控制含钛合金钢钛氧化物的加工方法的中间包，所述的中间包包括包体及盖体；包体为上端面开口、下端面开孔的腔体，包体的腔体分为冲击区及浇注区，冲击区与浇注区之间设有挡渣墙，挡渣墙上设有通孔；盖体完全覆盖包体的上端面开口部，盖体上相对于冲击区与浇注区分别设有通孔。
本发明所述的用于控制含钛合金钢钛氧化物的加工方法的中间包，所述的中间包的包体上端部沿冲击区与浇注区的轮廓铺设厚耐火棉。
有益效果
本发明提供的用于控制含钛合金钢钛氧化物的加工方法，在钢液进行开浇前，进行了除氧化处理，避免钢液喂钛过程中钛被氧化的机率。
本发明提供的用于控制含钛合金钢钛氧化物的加工方法，在中间包浇注时，浇注区的钢液深度才能达到通孔高度后才开始浇注工作，保证了钢液在工艺中始终保持在无氧环境下，减少了钢液散流与空气接触时间，减少了钢液中钛被氧化的机率。
附图说明
图1为本发明的中间包的包体结构示意图；
图2是本发明的中间包整体结构示意图；
图3是本发明的中间包的冲击区正视结构图；
图4是本发明的中间包的盖体结构示意图；
图中1是包体，2是盖体，3是浇注区，4是冲击区，5是挡渣墙，6是通孔，7是厚耐火棉。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、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。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需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。
如图1、图2、图3、图4所示：中间包包括包体1及盖体2；包体1为上端面开口、下端面开孔的腔体，包体1的腔体分为冲击区4及浇注区3，冲击区4与浇注区3之间设有挡渣墙5，挡渣墙5上设有通孔6；盖体2完全覆盖包体1的上端面开口部，盖体2上相对于冲击区4与浇注区3分别设有通孔6。中间包的包体1上端部沿冲击区4与浇注区3的轮廓铺设厚耐火棉7。
本发明的初炼钢液配钛阶段的脱氧工艺步骤为：
1)加强钢液脱氧，采取铝沉淀脱氧，将钢液中铝含量控制在0.015％左右，喂丝前测定钢液中氧含量，当钢液中氧含量低于8ppm时喂入钛丝；
2)加强炉渣脱氧，采用含铝的渣面脱氧剂对LF炉渣进行扩散脱氧，确保炉渣中的TFe+MnO％小于1.5％，炉渣完全“变白”后，喂入钛丝；
3)控制钢包顶渣的组成，降低炉渣中SiO2活度，抑制SiO2+Ti＝Si+Ti O2反应；
4)喂钛丝时控制合适的底吹氩气流量、压力，确保钢液不裸露，同时控制钢包底吹方式，选择与喂丝点相对的底吹砖进行弱搅拌，以便钛随下降流尽快进入钢包中、下部；
5)LF炉或RH炉喂丝导管结构，导管直径不宜过大、喂丝时导管下部距离钢液面间距不宜过大，导管要固定，不宜晃动，防止丝线在导管内、钢液面“打圈”。对喂丝导管进行彻底改造，采用导管***钢液中的喂丝方式。
6)控制合适的软搅拌时间(大于15分钟)、确保软搅拌效果(钢液不裸露)。
本发明在开浇时钛的氧化物产生及解决措施如下：
1)开浇前使用三支吹氩管向中间包内吹入氩气，如图2所示通孔6位置进行吹氩，以置换中间包内的空气；
特备注意：吹氩管的高度应保持与中间包内深一致、吹氩时间控制在5-6分钟左右；
2)控制启动塞棒开浇时间，当中间包内钢液深度高于挡渣墙5上通孔6高度后开启塞棒开浇；
3)加强中间包密封，尽最大可能隔绝钢液与空气接触；
如图1所示：在中间包上沿的四周垫上一层厚耐火棉7，之后盖上中间包的盖体2实现闭合。
实施例1：生产SWRCH22ATiB
成分要求：
％ C Si Mn S P Cr Ni Cu Ti Al B
目标值 0.20 - 0.75 0.065 0.025 0.0013
上限值 0.22 0.10 0.80 0.010 0.018 0.10 0.10 0.15 0.080 0.050 0.0016
下限值 0.19 - 0.70 0.050 0.020 0.0008
一、初炼炉
1.初炼炉出钢，加强钢液脱氧，采取铝沉淀脱氧，铝锭一定要尽快的全部加入(出完钢前)，将钢液中铝含量控制在0.015％左右。
2..出钢过程未下渣。出完钢后钢包底吹Ar压力调整为0.1～0.2MPa(1～2bar)，钢液面微微波动、无激烈翻腾
3.出钢温度控制在1632℃。
二、精炼操作要求：
1.精炼加强炉渣脱氧，采用含铝的渣面脱氧剂对LF炉渣进行扩散脱氧，确保炉渣中的TFe+MnO％小于1.5％，炉渣完全“变白”后，喂入钛丝，
2.喂钛丝时控制合适的底吹氩气流量、压力，确保钢液不裸露，喂丝机尽量靠近钢液面，防止丝线在导管内、钢液面“打圈”，同时控制钢包底吹方式，选择与喂丝点相对的底吹砖进行弱搅拌，以便钛随下降流尽快进入钢包中、下部。
四、连铸操作
1.开浇前使用三支吹氩管向中间包内吹入氩气，以置换中间包内的空气(特备注意：吹氩管的高度应保持与中间包内深一致、吹氩时间控制在5-6分钟左右)；
2)控制启动塞棒开浇时间，当中间包内钢液深度高于挡渣墙上孔高度后开启塞棒开浇；
3)加强中间包密封，尽最大可能隔绝钢液与空气接触，在中间包上沿的四周垫上一层较厚的耐火棉，之后盖上中间包盖。
采用以上措施，SWRCH22ATiB成功浇注17炉。
实施例2：生产H08C-D
成分要求：
Figure BDA0003050221210000051
一、初炼炉
1.初炼炉出钢，加强钢液脱氧，采取铝沉淀脱氧，铝锭一定要尽快的全部加入(出完钢前)，将钢液中铝含量控制在0.015％左右。
2..出钢过程未下渣。出完钢后钢包底吹Ar压力调整为0.1～0.2MPa(1～2bar)，钢液面微微波动、无激烈翻腾
3.出钢温度控制在1632℃。
二、精炼操作要求：
1.精炼加强炉渣脱氧，采用含铝的渣面脱氧剂对LF炉渣进行扩散脱氧，确保炉渣中的TFe+MnO％小于1.5％，炉渣完全“变白”后，喂入钛丝，
2.喂钛丝时控制合适的底吹氩气流量、压力，确保钢液不裸露，喂丝机尽量靠近钢液面，防止丝线在导管内、钢液面“打圈”，同时控制钢包底吹方式，选择与喂丝点相对的底吹砖进行弱搅拌，以便钛随下降流尽快进入钢包中、下部。
四、连铸操作
1.开浇前使用三支吹氩管向中间包内吹入氩气，以置换中间包内的空气(特备注意：吹氩管的高度应保持与中间包内深一致、吹氩时间控制在5-6分钟左右)；
2)控制启动塞棒开浇时间，当中间包内钢液深度高于挡渣墙上孔高度后开启塞棒开浇；
3)加强中间包密封，尽最大可能隔绝钢液与空气接触，在中间包上沿的四周垫上一层较厚的耐火棉，之后盖上中间包盖。
采用以上措施，H08C-D成功浇注12炉。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种控制含钛合金钢钛氧化物的加工方法，其特征在于：该加工方法针对初炼钢液配钛阶段进行脱氧处理，采用脱氧后的配钛钢液进行开浇处理；
初炼钢液配钛阶段的脱氧工艺步骤如下：
步骤1-1、对钢包内的初炼钢液采用铝沉淀脱氧；对初炼钢液脱氧后喂入钛丝；
步骤1-2、对含铝的钢液的炉渣采用含铝渣面脱氧剂进行扩散脱氧，待炉渣的颜色完全变白后，再喂入钛丝；
步骤1-3、控制钢包顶渣的组成，降低炉渣中SiO2活度，通过CaO2抑制SiO2+Ti=Si+TiO2反应；此时钢包内形成配钛钢液；
配钛钢液的开浇脱氧工艺步骤如下：
步骤2-1、将脱氧后的配钛钢液向中间包进行开浇前，采用吹氩管向中间包内吹入氩气，中间包的底端的开浇口采用塞棒封堵；
步骤2-2、撤除中间包的吹氩管，将配钛钢液向中间包的冲击区继续开浇；
步骤2-3、配钛钢液经过挡渣墙的通孔进入浇注区；
步骤2-4、当配钛钢液的液面高度高于挡渣墙的最高点通孔后，撤除开浇口塞棒进行浇注。
2.根据权利要求1所述的控制含钛合金钢钛氧化物的加工方法，其特征在于：所述的步骤1-1中初炼钢液的铝含量控制在±0.015%；当钢液中氧含量低于8ppm时喂入钛丝。
3.根据权利要求1所述的控制含钛合金钢钛氧化物的加工方法，其特征在于：所述的步骤1-2中炉渣中的TFe+MnO的%小于1.5%。
4.根据权利要求1所述的控制含钛合金钢钛氧化物的加工方法，其特征在于：所述的步骤1-1或1-2中，喂入钛丝时控制钢包底吹氩气流量、压力，确保钢液不裸露；钢包氩气底吹选择与喂丝点相对的底吹砖进行弱搅拌，以便钛随下降流尽快进入钢包中、下部。
5.根据权利要求1所述的控制含钛合金钢钛氧化物的加工方法，其特征在于：所述的步骤1-1或1-2中，喂入钛丝的喂导管***钢液中进行喂丝。
6.根据权利要求1所述的控制含钛合金钢钛氧化物的加工方法，其特征在于：所述的步骤2-1中吹氩管分别接入中间的冲击区及浇注区；吹氩时间为5-6分钟。
7.根据权利要求1至6任一项所述的用于控制含钛合金钢钛氧化物的加工方法的中间包，其特征在于：所述的中间包包括包体及盖体；包体为上端面开口、下端面开孔的腔体，包体的腔体分为冲击区及浇注区，冲击区与浇注区之间设有挡渣墙，挡渣墙上设有通孔；盖体完全覆盖包体的上端面开口部，盖体上相对于冲击区与浇注区分别设有通孔。
8.根据权利要求7所述的用于控制含钛合金钢钛氧化物的加工方法的中间包，其特征在于：所述的中间包的包体上端部沿冲击区与浇注区的轮廓铺设厚耐火棉。
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