一种小方坯连铸生产超低碳钢的控制方法技术

本发明专利技术公开了一种小方坯连铸生产超低碳钢的控制方法，包括下述控制条件：

【技术实现步骤摘要】
一种小方坯连铸生产超低碳钢的控制方法


[0001]本专利技术涉及超低碳钢冶炼
，具体涉及一种小方坯连铸生产超低碳钢的控制方法
。

技术介绍

[0002]一般地，钢中碳的质量分数小于
0.08
％的钢称为超低碳钢，而超低碳钢的线棒材包含电缆钢
、
焊丝钢
、
钢棉钢
、
电极钢
、
工业纯铁等，它们广泛应用于通讯
、
电子
、
电力和家居制品等领域，市场前景广阔，且一般具有较高的经济效益
。
[0003]受制于浇铸性等问题，国内生产超低碳钢线棒材的主流方式为：采用板坯连铸生产，然后将板坯切割为
200
×
200mm2断面以下的方坯，再轧制成盘条或棒材
。
由于减少了板坯的切割环节，小方坯连铸工艺生产超低碳钢更具有成本优势
。
同时，可减少超低碳钢线棒材全流程生产过程中的碳排放，生产过程更绿色
、
环保
。
但小方坯受结晶器断面
(
＜
170
×
170mm2)
的限制，浸入式水口外径通常不超过
80mm。
此外，超低碳钢存在一种特性，即用铝脱氧后易在钢中生成残留的
Al2O3，而
Al2O3的熔点高，浇铸过程中易在浸入式水口内结瘤，进而造成水口堵塞断浇
。
为降低结瘤堵死浸入式水口的风险，故需要将浸入式水口内径尽量加大，而这又会造成浸入式水口受外径的限制，水口的壁厚偏薄，从而使得浸入式水口的使用寿命短
。
因此，可浇性及浸入式水口的使用寿命，是采用小方坯生产超低碳钢的连铸工序瓶颈
。
[0004]因此，采用小方坯连铸工艺生产超低碳钢，需要一种能够同时满足连铸可浇性良好以及浸入式水口使用寿命较长两个条件的控制方法，来实现小方坯生产超低碳钢连铸工序的稳定
、
低成本生产
。

技术实现思路

[0005]本专利技术要解决的技术问题：
[0006]炼钢生产超低碳钢使用
160
×
160mm2断面的小方坯连铸机，钢水使用铝脱氧工艺，脱氧后钢水中会有
Al2O3残留，随着浇铸的进行，
Al2O3逐步凝固附着在浸入式水口的内壁
。Al2O3的熔点
2040℃
，远大于钢水温度，一旦凝固附着则无法再次熔解，会逐步长大形成结瘤物，最终将水口内壁堵死，使浇铸无法继续进行，造成超低碳钢在
160
×
160mm2断面的小方坯连铸机上的可浇性极差
。
增大浸入式水口内径尺寸是一种能够改善水口结瘤堵死提高可浇性的有效方式，此方式在大方坯及板坯上已得到证实，但
160
×
160mm2断面小方坯受结晶器尺寸的限制，浸入式水口外径存在极限尺寸，无法进一步扩大
。
而保持浸入式水口外径不变采用扩大内径的方式，则会造成浸入式水口壁厚的减薄，降低水口的使用寿命
。
因此采用小方坯连铸生产超低碳钢时，在提升可浇性及延长单中包使用寿命两个需求方面存在相互矛盾性，
[0007]为克服现有技术中存在的不足，本专利技术目的在于提供一种小方坯连铸生产超低碳钢的控制方法，解决小方坯连铸生产超低碳钢因浸入式水口结瘤堵塞无法浇铸的问题，同
时保证连续生产时间达到
330min
以上
。
[0008]为解决上述技术问题，本专利技术通过下述技术方案实现：
[0009]一种小方坯连铸生产超低碳钢的控制方法，所述控制方法在小方坯连铸过程中采用下述控制条件：
[0010]1)
钢水采用
RH
炉真空处理后，控制其在中间包的增氧，中间包内的钢水氧含量在
50
‑
90ppm
之间；
[0011]2)
连铸时采用锆碳材质的整体浸入式水口，水口的内径在
40
‑
45mm
之间；
[0012]3)
控制整体浸入式水口渣线处的碳含量在
6.5
‑
8.5
％之间；
[0013]4)
整体浸入式水口的烘烤温度控制在
1050
‑
1100℃
之间；
[0014]5)
控制结晶器保护渣中碳含量在
1.0
‑
2.0
％之间
。
[0015]优选地，控制中间包内的钢水氧含量在
50
‑
70ppm
之间，控制结晶器保护渣中碳含量在
1.5
‑
2.0
％之间
。
[0016]优选地，控制整体浸入式水口渣线处的碳含量在
6.5
‑
7.5
％之间
。
[0017]本专利技术中控制条件的作用及机理如下：
[0018]1)
提升可浇性
[0019]本专利技术主要在于解决小方坯连铸生产超低碳钢的可浇性问题
。
已知钢水在水口内做层流运动，结瘤物与钢水之间的摩擦系数与无量纲数雷诺数相关，在固定流量的情况下，截面积越小，单位面积的流速越大，根据动能定理，流速越大惯性力则越大
。
因此，在水口内壁形成结瘤物之后，随着水口内径的减小，结瘤物受到的钢水的摩擦力会更大
。
[0020]综上所述，结瘤物在钢水中不会无限制的增长，最终会实现结瘤物自然长大与钢水冲刷结瘤物消失之间的动态平衡，理论上存在极限尺寸
。
[0021]根据现场的实际经验，结瘤物的极限厚度通常在
8mm
左右
。
[0022]160
×
160mm2断面生产电缆钢时，拉速按
3.0m/min
控制，实现稳定液位浇铸，需保持结晶器内钢水的流入与流出流量相等，其中流出流量：
[0023]Q
o
＝
ρ
v
c
A
m
＝
0.538t/min
[0024]式中
v
c
为拉矫速度，取
3.0m/min
；
[0025]式中
A
m
为结晶器截面积，取
0.0256m2；
[0026]式中
ρ
为钢水密度，取
7.0t/m3。
[0027]根据托里拆利公式，浸入式水口内的流速应为：
[0028][0029]式中
g
为重力加速度，取
9.8m/s2；
[0030]式中
h
为中包熔池内钢水最小深本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种小方坯连铸生产超低碳钢的控制方法，其特征在于，所述控制方法在小方坯连铸过程中采用下述控制条件：
1)
钢水采用
RH
炉真空处理后，控制其在中间包的增氧，中间包内的钢水氧含量在
50
‑
90ppm
之间；
2)
连铸时采用锆碳材质的整体浸入式水口，水口的内径在
40
‑
45mm
之间；
3)
控制整体浸入式水口渣线处的碳含量在
6.5
‑
8.5
％之间；
4)
整体浸入式水口的烘烤温度控制在
1050
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘鹏，杨文清，韩元庭，叶途明，
申请(专利权)人：武汉钢铁有限公司，
类型：发明
国别省市：