[发明专利]一种连铸中间包多重气泡幕洁净钢液的方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢连铸技术领域。具体涉及一种连铸中间包多重气泡幕洁净钢液的方法。

背景技术

近年来随着社会的进步和科学技术的发展，现代国防、交通、能源等工业对钢材性能的要求越来越高，为满足这一要求，洁净钢技术研究已成为钢铁冶金技术领域的重要研究课题。提高钢水的洁净度是提高钢材质量的基础，对钢材性能有较大负面影响的钢中的[O]、[H]、[N]及非金属夹杂物等杂质的脱除，成为炼钢工序中生产高质量钢种的一个重要环节。因此，改进和提升炼钢流程中转炉-二次精炼-连铸各环节的冶炼水平具有重要的现实意义。

钢铁企业及科研院所十分注重钢水洁净化冶炼新技术的开发和建设，目前已形成一定的洁净钢冶炼的生产和管理技术。通过铁水预处理、RH处理过程加入脱硫剂或喷粉脱硫、LF炉深脱硫等协作形成超低硫钢生产技术，可使钢水硫含量稳定达到10ppm以下；采用转炉脱磷预处理铁水与脱碳炉中渣量工艺，转炉终点平均磷含量可达到58ppm以下，满足防止冷脆高级管线钢的生产需求，为生产超低磷钢的有效工艺；钢终氮对冷轧板的深冲性能影响极大，其含量过高将导致时效硬化、硬度增大而延展性变差，通过转炉低氮冶炼控制氮含量在15ppm以下和防止钢水增氮技术将增氮量控制在1.5ppm以内，可形成[N]≤20ppm的低氮钢生产技术；通过RH脱碳技术、保护渣低碳高粘度化、耐火材料碱性化、无碳化实现超低碳钢生产；通过防止卷渣、挡渣出钢、钢包渣改质、控制RH中F[O]浓度和纯脱气时间、中间包Ar封技术等，减少钢水中夹杂物和降低钢中总氧含量，形成基本的低氧钢生产技术；钢中非金属夹杂物含量过多不仅影响钢表面质量，降低钢的机械性能，特别是降低塑性、韧性及疲劳极限，还会导致钢易发生脆性断裂，一些先进钢铁企业通过科技攻关和技术改造，铸坯中夹杂物直径99%以上<50μm，洁净度得到一定提高。然而，高质量钢产品对氧化物夹杂颗粒尺寸具有很苛刻的要求，如厚度为0.2~0.3mm的DI罐用低碳铝镇静钢，为防止冲罐时产生裂纹，要求钢中夹杂物颗粒尺寸小于40μm；发动机阀门弹簧钢则要求夹杂物尺寸小于15μm，但目前还未能高效稳定地达到上述目标。

随着连铸技术的发展，连铸中间包作为钢水成材之前控制钢中夹杂的最后机会，人们研究出了各种中间包冶金技术，如改变中间包的结构，在中间包内设置各种挡墙、湍流控制器、高钙过滤器等控流手段，以及近年来开发的中间包气幕挡墙技术，在提高非金属夹杂物去除率方面都取得了一定的进步。尤其是中间包气幕挡墙技术，能够通过小气泡去除钢水中50μm以下的微小夹杂物，但局限于产生气泡大小和分布，小于50μm的细小非金属夹杂物排除率仍较低且稳定性不够，仍无法满足薄DI罐和发动机阀门弹簧钢等高质量钢的生产要求；同时，该技术虽能部分代替挡渣堰和挡渣坝，减少耐火材料损毁对钢液的二次污染，但却是以牺牲净化效果为代价。

因此，进一步稳定提高细小非金属夹杂物的去除率，有效降低耐火材料的消耗和污染，并充分发挥连铸中间包在钢水精炼中的作用，在洁净钢的生产中具有非常重要的意义。

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，目的是提供一种投资少、操作简单，能长效脱除杂质气体和大量排除细小非金属夹杂物的连铸中间包多重气泡幕洁净钢液的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：在中间包的底部设置有透气砖，透气砖为2~4个，透气砖的间距为50~500mm，透气砖位于中间包入水口与出水口之间，靠近出水口的透气砖与出水口的中心间距为300~600mm。

中间包开浇前，先通过透气砖通入氩气，吹氩流量为5~10Nl/min，压力为0.02~

0.05MPa；中间包开浇时，调整吹氩流量为7~20Nl/min，压力为0.08~0.15MPa。

所述透气砖中1~2个为倾斜面型，1~2个为平面型；透气砖为弥散式透气砖、直通孔式透气砖、组合式透气砖中的2种或3种。弥散式透气砖的气孔孔径分布为：>100μm为5~10%，50~100μm为10~20%，20~50μm为10~20%，<20μm为55~75%。