一种提高铝镇静钢浇次头坯洁净度的方法与流程

本发明属于钢铁工业中炼钢连铸领域，尤其涉及一种提高铝镇静钢浇次头坯洁净度的方法。

背景技术：

国内外学者开展了关于提高头坯洁净度的研究工作。《北京科技大学学报》2005年第4期“不同浇铸阶段IF钢连铸板坯洁净度的变化”一文介绍了浇次头坯的洁净度差于稳定态铸坯，主要受到浇铸初期拉速变化引起的保护渣卷渣和钢水二次氧化等因素影响。《钢铁》2010年第3期的“IF钢连铸头坯洁净度研究”一文介绍头坯大型夹杂物含量明显高于正常坯水平，平均含量为正常坯的3.68倍。其中二次氧化等是影响头坯的主要因素。CN 103264145 A公开了一种提高开浇首罐钢水洁净度的方法，CN 102397998 A公开了一种降低钢水二次氧化的方法，都是主要通过排除钢水浇铸过程的二次氧化和减少中间包内衬急剧升温造成的耐火材料脱落对首罐钢水的污染。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供了一种提高铝镇静钢浇次头坯洁净度的方法。本发明基于钢包开始浇铸非稳态工艺条件，采用钢包坐罐前采用Ar惰性气体吹扫排除中间包残留空气和开浇前中间包杂物改性技术，提高铝镇静钢浇次头坯钢水的洁净度，降低浇次头坯夹杂废品率。

本发明原理：

对于铝镇静钢，浇注初期二次氧化对钢水造成污染其实质钢水中Als被中包内残留的空气氧化，生成聚集分布的Al2O3并部分滞留在连铸坯中，严重影响一定长度头坯的洁净度。MgAl合金具有使Al2O3夹杂物变性的特点：能够使钢水中部分Al2O3夹杂物变成细小弥散分布的Mg-Al-O夹杂物，变性后的夹杂物本身对钢危害性小。同时这种细小弥散分布的夹杂存在减少了Al2O3夹杂碰撞聚集的机会，从而降低Al2O3聚集夹杂物对钢的危害性。该技术主要针对于Al 脱氧的低碳钢和超低碳钢种。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种提高铝镇静钢浇次头坯洁净度的方法，其特征在于：钢包坐罐前向中包内吹氩气排除中间包内残留的空气，吹氩时间2～5分钟，流量为30～50L/min；钢水开浇前向中包内加MgAl合金，加入量为0.02Kg～0.04Kg/吨钢；加入方式为从中包盖取样孔向中包内投入MgAl合金，分成2～3份在不同取样孔加入，以保证其在钢水内分布的均匀性。

具体实现方式如下：第一罐钢浇铸伊始，注流发生二次氧化导致钢水中生成大量Al2O3，当钢水注入到中包遇到预先放入中包内的MgAl合金后，MgAl合金会迅速的在其中溶解上浮，合金中Mg与钢中Al2O3夹杂发生反应，部分Al2O3夹杂变性为对钢危害小的细小弥散分布的Mg-Al-O类型夹杂物，同时这种细小弥散分布的夹杂存在大大降低Al2O3夹杂物颗粒碰撞聚集的机会，使钢水中氧化铝夹杂的聚集程度明显降低，从而减少了浇铸初期二次氧化对头坯洁净度的影响。

合金成分按重量百分比：Mg5％～8％，Al 92％～95％，要求成分均匀，合金粒度10mm～30mm。

本发明有益效果：现有技术浇铸铝镇静钢时由于二次氧化导致浇次头坯夹杂物废品率高，通过采用本发明的，能够降低浇注过程二次氧化对连铸头坯的影响长度和影响程度，提高头坯洁净度，降低后续产品的废品率，稳定产品质量。

说明书附图

图1为实施例1的试验罐的氧化铝簇状夹杂物分布；

图2为实施例2的试验罐的氧化铝簇状夹杂物分布；

图3为实施例1的对比罐的氧化铝簇状夹杂物分布；

图4为实施例2的对比罐的氧化铝簇状夹杂物分布。

具体实施方式

下面通过一些实施例对本发明进一步说明。

实施例1

以管线X65为例，钢包坐罐前中包内吹氩气，其中Ar流量为30L/min，吹氩时间5分钟；钢水浇铸前，从中包盖取样孔向中包内投入MgAl合金，其它按 照现场规程进行。加入合金量根据装钢量，大约0.03Kg，分成2份在不同取样孔加入，以保证其在钢水内分布的均匀性。合金成分：Mg6％，Al94％，成分均匀，所加入的合金粒度10～30mm。比较试验罐次和对比罐次的头坯各项指标。

1)氧氮结果对比。

表1给出了试验罐和对比罐头坯的氧氮结果比较。其中对比罐的氧氮明显偏高，采用本发明方法的试验罐次氧氮结果偏低。

表1 管线钢试验罐和对比罐头坯氧氮结果

2)夹杂物结果对比

该钢种热轧板夹杂物标准要求B类夹杂物小于2级。因此对头坯热轧板取金相样检测B类夹杂物情况。检验结果：试验罐在头坯3米以后未发现大于2级的B类夹杂物，对比罐在头坯3米以后仍然有大于2级的B类夹杂物，到5米以后未发现超标的B类夹杂。试验结果：正常工艺操作条件下，开浇过程影响该类钢种头坯质量的长度为5米，采用本发明方法的能够缩短到3米，提高了头坯成材率。

实施例2

以IF汽车板钢为例，钢包坐罐前中包内吹氩气，其中Ar流量为50L/min，吹氩时间3分钟；钢水浇铸前，从中包盖取样孔向中包内投入MgAl合金，其它按照现场规程进行。加入合金量根据装钢量，大约0.04Kg，分成3份在不同取样孔加入，以保证其在钢水内分布的均匀性。合金成分：Mg6％，Al94％，成分均匀，所加入的合金粒度10～30mm。取试验罐的头坯和正常的头坯进行了各项指标比较。

1)氧氮结果对比

表2给出了试验罐和对比罐头坯氧氮结果。其中对比罐的氧氮明显偏高，采用本发明方法的试验罐次氧氮结果偏低。

表2 超低碳钢试验罐和对比罐头坯氧氮结果

2)夹杂物结果对比

试验罐头坯中夹杂物类型主要有两种：含有镁的氧化铝夹杂和氧化铝簇状夹杂物，对比罐头坯中夹杂物主要为氧化铝夹杂物。根据对钢的危害性大小，重点检测了严重影响产品质量的氧化铝簇状夹杂物大小和分布。

图1和图2为试验罐的氧化铝簇状夹杂物分布，图3和图4为对比罐氧化铝簇状夹杂物。通过对比可得：试验罐的簇状夹杂物大小在100μm以下，对比罐的簇状夹杂物大小达到二百个μm以上，而且对比罐的簇状夹杂物远远多于试验罐次。该试验结果表明浇铸前加入镁铝合金，合金中Mg对钢中Al2O3夹杂起到变性作用，生成细小弥散的Mg-Al-O类型夹杂物。这些夹杂物减少了氧化铝夹杂物颗粒碰撞聚集的机会，与对比罐比较，试验罐钢中的簇状夹杂物数量少，粒度小，头坯洁净度得到很好的提高。

通过本发明的方法，T.O、N和夹杂物指标有明显改善，头坯洁净度大大提高。