一种超低碳钢的中包保护浇铸方法技术

本发明专利技术公开了一种超低碳钢的中包保护浇铸方法，包括以下步骤：S1、超低碳钢浇铸，浇铸时，中包包盖吹气装置吹出二氧化碳与氩气的混合气体；S2、开浇0‑5min时，中包包盖吹气装置吹出的二氧化碳与氩气混合气体中，二氧化碳气体气体流量为1500‑2500Nl/min；S3、浇铸时间5min之后至浇铸结束，二氧化碳气体的体积分数为5％‑15％，气体流量为200‑1500Nl/min。该方法通过在中包包盖保护气体氩气中混入5％‑30％比例的二氧化碳气体，二氧化碳气体进入钢液，发生反应，一氧化碳气泡在钢液中上浮排出。这些二氧化碳气体在浇铸温度条件下，可以消耗钢中的碳，而且，产生的一氧化碳气体浓度极低，在逸出中包时被充分烧损，不会造成安全问题。

A casting method of protecting ladle for ultra-low carbon steel

【技术实现步骤摘要】
一种超低碳钢的中包保护浇铸方法
本专利技术涉及超低碳钢的中间包保护浇铸
，特别涉及一种超低碳钢的中包保护浇铸方法。
技术介绍
在中间包烘烤结束到开浇前，大量空气进入中间包，在这种情况下浇铸钢液，会发生钢水氧化现象。因此增设了中间包包盖吹氩装置。中间包烘烤结束后打开吹氩管路，并增加氩气压力，以高速吹氩气的方法，对中间包进行全面吹扫，将中间包中的空气全部排出，以便在中间包中形成一个氩气保护层，直到中间包吨位上升到一定高度以后，再用覆盖剂进行全面覆盖，此后调低气体流量，保证在浇铸过程中高温钢水处在氩气微正压状态，避免钢液与空气直接接触，进而达到降低首开浇钢水二次氧化和增N现象，提升钢产品生产质量。在浇铸超低碳钢过程中，除了防止钢液二次氧化，还需要解决的问题是钢水增碳。由于碳在耐材中起到骨架支撑作用，中包内耐材，水口、塞棒及覆盖剂等难以避免的有一定含量碳，如塞棒渣线、水口渣线等位置对应的耐材中碳含量最高多达30％左右。当超低碳钢液与它们接触时，碳元素会发生从耐材、覆盖剂到钢液的传质，对于超低碳钢而言，经过10-30min的浇铸，增碳量几个到十几ppm不等，为了保证钢水成分达标，需要将浇铸环节的增碳考虑在内，因而对浇铸前钢水中碳含量要求更严格，前期冶炼的成本和难度加大。
技术实现思路
鉴于上述问题，提出了本专利技术以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种超低碳钢的中包保护浇铸方法。本专利技术实施例提供一种超低碳钢的中包保护浇铸方法，包括以下步骤：S1、超低碳钢浇铸，浇铸时，中包包盖吹气装置吹出二氧化碳与氩气的混合气体；S2、开浇0-5min时，中包包盖吹气装置吹出的二氧化碳与氩气混合气体中，二氧化碳气体气体流量为1500-2500NI/min；S3、浇铸时间5min之后至浇铸结束，二氧化碳气体的体积分数为5％-15％，气体流量为200-1500NI/min。优选的，在S1中，所述超低碳钢的钢种C元素质量分数为0-0.01％。优选的，在S2中，二氧化碳与氩气混合气体流量随着中包内浇铸吨位阶梯变化，流量为200-2500NI/min。优选的，在全氩气中包包盖保护气体流量基础上，还需要考虑每单位体积的二氧化碳气体将产生两个单位CO气体导致的气体流量增加。优选的，在S2洪，在开浇前5min内，中包包盖保护气体中二氧化碳体积分数为10％-30％。优选的，在S1中浇铸温度T下，依据公式：C+CO2(g)→2CO2(g)ΔG＝144700-1295T式中，C为超低碳钢中的碳含量，CO2为二氧化碳质量，ΔG为常数-2.18×106；当浇铸温度T在1600℃-1635℃时，该反应ΔG＝-2.18×106，且随着产物CO的排除，该反应可以不断向右进行。优选的，CO气体的通过CO检测仪进行间隔5-10分钟检测一次，并记录进行对比判断CO气体浓度的升高趋势。本专利技术实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：本专利技术实施例提供的一种超低碳钢的中包保护浇铸方法通过在中包包盖保护气体氩气中混入5％-30％比例的二氧化碳气体，二氧化碳气体进入钢液，发生反应，一氧化碳气泡在钢液中上浮排出。这些二氧化碳气体在浇铸温度条件下，可以消耗钢中的碳，而且，产生的一氧化碳气体浓度极低，在逸出中包时被充分烧损，不会造成安全问题。钢厂中可以容易的获得二氧化碳气源，并实现二氧化碳与氩气混合，该操作即降低了浇铸前期的冶炼难度，又并未产生新增加的成本，是一种便捷、廉价的抑制超低碳钢水中包增碳的方法。该方法可以有效降低超低碳钢在浇铸过程中由于钢液与耐材、覆盖剂等的反应导致的增碳，从而有效降低浇铸前冶炼工序的除碳压力，降低冶炼成本与周期。具体实施方式下文将结合具体实施方式和实施例，具体阐述本专利技术，本专利技术的优点和各种效果将由此更加清楚地呈现。本领域技术人员应理解，这些具体实施方式和实施例是用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。在整个说明书中，除非另有特别说明，本文使用的术语应理解为如本领域中通常所使用的含义。因此，除非另有定义，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属领域技术人员的一般理解相同的含义。若存在矛盾，本说明书优先。除非另有特别说明，本专利技术中用到的各种原材料、试剂、仪器和设备等，均可通过市场购买得到或者可通过现有方法制备得到。实践得到的参数及实施效果对照表如表1所示：表1实施例1一种超低碳钢的中包保护浇铸方法，包括以下步骤：S1、超低碳钢浇铸，浇铸时，中包包盖吹气装置吹出二氧化碳与氩气的混合气体；超低碳钢的钢种C元素质量分数为0.01％；在全氩气中包包盖保护气体流量基础上，还需要考虑每单位体积的二氧化碳气体将产生两个单位CO气体导致的气体流量增加。CO气体的通过CO检测仪进行间隔5分钟检测一次，并记录进行对比判断CO气体浓度的升高趋势。浇铸温度T下，依据公式为：C+CO2(g)→2CO2(g)ΔG＝144700-1295T式中，C为超低碳钢中的碳含量，CO2为二氧化碳质量，ΔG为常数-2.18×106；当浇铸温度在1600℃时，该反应ΔG＝-2.18×106，且随着产物CO的排除，该反应可以不断向右进行，针对超低碳钢的熔点和浇注温度控制习惯，上述反应在浇注过程持续向右进行。实际操作中，CO2→CO的转换率并不是100％，这与气体保护装置的安装分布、浇铸钢液的温度、中间包结构等诸多因素有关。经过大量理论计算、数值模拟和工业试验，摸索得到了，在开浇前5min内，中包包盖保护气体中CO2体积分数稍高，为10％，可以有效降低钢液增碳量，此后至浇铸结束，CO2体积分数为5％，二氧化碳与氩气混合气体流量随着中包内浇铸吨位阶梯变化，流量为200NI/min；S2、中包包盖吹气装置吹出的二氧化碳与氩气混合气体中，二氧化碳气体的体积分数随着浇铸的进行，开浇1min时，中包包盖吹气装置吹出的二氧化碳与氩气混合气体中，二氧化碳体积分数为10％，二氧化碳气体气体流量为1500NI/min；二氧化碳与氩气混合气体流量随着中包内浇铸吨位阶梯变化，流量为200NI/min；S3、浇铸时间5min之后至浇铸结束，二氧化碳气体的体积分数为5％，气体流量为200NI/min。实施例2一种超低碳钢的中包保护浇铸方法，包括以下步骤：S1、超低碳钢浇铸，浇铸时，中包包盖吹气装置吹出二氧化碳与氩气的混合气体；超低碳钢的钢种C元素质量分数为0.001％；在全氩气中包包盖保护气体流量基础上，还需要考虑每单位体积的二氧化碳气体将产生两个单位CO气体导致的气体流量增加。CO气体的通过CO检测仪进行间隔10分钟检测一次，并记录进行对比判断CO气体浓度的升高趋势。浇铸温度T下，依据公式为：C+CO2(g)→2CO2(g)ΔG＝144700-1295T式中，C为超低碳钢中的碳含量，CO2为二氧化碳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超低碳钢的中包保护浇铸方法，其特征在于：包括以下步骤：/nS1、超低碳钢浇铸，浇铸时，中包包盖吹气装置吹出二氧化碳与氩气的混合气体；/nS2、开浇0-5min时，中包包盖吹气装置吹出的二氧化碳与氩气混合气体中，二氧化碳气体气体流量为1500-2500NI/min；/nS3、浇铸时间5min之后至浇铸结束，二氧化碳气体的体积分数为5％-15％，气体流量为200-1500NI/min。/n

【技术特征摘要】
1.一种超低碳钢的中包保护浇铸方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1、超低碳钢浇铸，浇铸时，中包包盖吹气装置吹出二氧化碳与氩气的混合气体；
S2、开浇0-5min时，中包包盖吹气装置吹出的二氧化碳与氩气混合气体中，二氧化碳气体气体流量为1500-2500NI/min；
S3、浇铸时间5min之后至浇铸结束，二氧化碳气体的体积分数为5％-15％，气体流量为200-1500NI/min。


2.根据权利要求1所述的一种超低碳钢的中包保护浇铸方法，其特征在于：在S1中，所述超低碳钢的钢种C元素质量分数为0-0.01％。


3.根据权利要求1所述的一种超低碳钢的中包保护浇铸方法，其特征在于：在S2中，二氧化碳与氩气混合气体流量随着中包内浇铸吨位阶梯变化，流量为200-2500NI/min。


4.根据权利要求1所述的一种超低碳钢的中包保护浇铸方法，其特征在于：在全氩气中包包盖保护气...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕迺冰，刘国梁，李海波，朱国森，朱志远，潘宏伟，季晨曦，刘珂，邓小旋，董文亮，高攀，尹娜，
申请(专利权)人：首钢集团有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11