连铸模式下钢包回转台吹氩方法及钢包吹氩回转台与流程

本发明涉及一种炼钢技术，特别涉及一种连铸模式下回转台钢包底吹氩控制方法。

背景技术

目前，炼钢生产过程中，作为现今获得洁净钢最简便的精炼手段--渣洗工艺已经逐渐取代了精炼工艺。为保证渣洗直上钢水纯净度、温度与成分的均匀，执行此工艺时，钢水在调整好成分与温度后开始吹氩，一般钢水在氩站吹氩时间需控制在10-12min之间，否则将会对生产连续性产生影响。在有些情况下为提高钢水质量而确保软吹时间(在合理的软吹氩气流量条件下软吹氩的时间越长，钢中夹杂物去除的约彻底)，在下一炉钢水吹炼完毕后，上一炉钢水仍未出站，造成后续出钢等包的生产问题。由于氩站吹氩时间的限制，氩站吹氩过程通常采用硬吹、软吹结合，这样需要转炉有较高的出钢温度以确保氩前温度满足吹氩时间的要求，而较高的出钢温度造成了钢水氧化性提高、金属料消耗偏高的缺点。由此，为提高钢水质量而采用较长的吹氩时间和保持炼钢生产的连续性成为一对难以解决的矛盾。

技术实现要素：

本发明提供了一种连铸模式下钢包回转台吹氩方法，所述方法改进生产工艺，将钢水吊至连铸回转台实施氩气软吹，从而解决了延长钢水吹氩时间与生产节奏冲突的矛盾，在保证生产连续性的条件下有效提高钢水质量。本发明还提供了实施所述方法的钢包吹氩回转台

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：

一种连铸模式下钢包回转台吹氩方法，包括下述步骤：

a、钢水出钢：转炉工序钢水出钢温度控制在1620-1630℃之间；

b、氩站定氧喂铝线：钢包移至氩站，检测钢水中自由氧含量，钢水氩前温度控制在1600-1610℃之间，氩前氧含量≤5ppm，喂铝线控制钢中al含量在0.040％-0.050％之间；

c、氩站搅拌：钢水定氧及喂线后在氩站搅拌3-4min，钢水出站温度控制在1595-1600℃之间；

d、钢包吹氩：将吊运至连铸机钢包吹氩回转台，盖好钢包包盖，钢包底吹管通入氩气，开启氩气吹氩，软吹氩时间控制在15-20min。

上述连铸模式下钢包回转台吹氩方法，上述d步骤中吹氩过程分为压钢位吹氩、浇铸位吹氩两种模式进行，压钢位吹氩氩气流量控制在38-42l/h，压力控制在0.30-0.35mpa，钢包吹氩回转台转至浇铸位置时，吹氩压力随时间延长而递减。

上述连铸模式下钢包回转台吹氩方法，压钢位吹氩时间控制在5-10min。

上述连铸模式下钢包回转台吹氩方法，上述c步骤中，氩站搅拌过程中氩气裸露直径控制在300mm以内。

一种钢包吹氩回转台，包括基座、回转臂、回转支撑总成和驱动装置，驱动装置传动连接回转支撑总成，回转支撑总成连接回转臂，回转臂上设有钢包座，回转支撑总成设有中心轴和回转套，中心轴底部固接基座，中心轴内设有两条氩气通路，各氩气通路的进气端分别经氩气传输管路连接氩气控制柜，回转套套装在中心轴外侧，回转套随回转臂转动，回转套上设有两个氩气口，各氩气口分别连通各氩气通路的出口端，各氩气口分别与经回转台吹氩管路与各钢包的底吹管连接。

上述钢包吹氩回转台，所述各氩气通路由相通的竖直段和水平段构成，所述回转套的内壁上设有两条环形氩气槽，每条氩气通路的水平段末端分别与一条环形氩气槽对接，各环形氩气槽的上下两侧分别设有密封圈，氩气口连通环形氩气槽。

上述钢包吹氩回转台，所述回转台吹氩管路与各钢包底吹管之间经双截止快速接头连接。

上述钢包吹氩回转台，各氩气传输管路上分别设有流量压力表。

本发明方法将钢包吹氩过程移至连铸回转台实施，缩短了钢包周转周期，解决了钢水吹氩时间与生产节奏的矛盾问题。采用本发明方法，将钢水的吹氩时间由10-12min改进为软吹15-20min，随软吹时间的延长，钢水中的非金属夹杂物上浮效率提高至85％，转炉出站至连铸中包钢水过程温降由45-50℃降低至30-40℃；随着钢包周转流程的缩短，正常生产模式下两座转炉对两台连铸机由7个钢包周转，缩减为6个钢包，钢包座包上线时包衬温度由860℃，提高至950℃；转炉出钢温度由1650℃降低至目前1620-1630℃，脱氧合金成本降低2元/t钢，钢水出钢至连铸过程平均温降由95℃，降低至70℃左右。本发明方法投用以来，稳定顺行，安全可靠，在保证生产连续性的同时，提高了钢水纯净度及合金收得率，确保了钢水纯净度满足质量。

附图说明

图1是本发明钢包吹氩回转台的示意图；

图2是中心轴与回转套的结构示意图；

图3是图2的俯视图；

图4是图2中a处的局部放大视图。

图中各标号清单为：1、钢包，2、回转臂，3、回转支撑总成，4、回转套，4-1、环形氩气槽，4-2、氩气口，5、中心轴，5-1、氩气通路，6、回转台吹氩管路，7、钢包座，8、双截止快速接头，9、氩气控制柜，10、流量压力表，11、氩气传输管路，12、驱动装置，13、轴承，14、基座，15、密封圈。

具体实施方式

本发明针对解决延长吹氩时间与生产节奏连续性的矛盾问题，提供了一种高效连铸模式下回转台钢包底吹氩控制方法，所述方法将常规技术钢包在氩站吹氩改进为在连铸机钢包吹氩回转台吹氩。采用所述方法缩短了钢包周转周期，提高了钢水的净吹时间，通过延长钢水有效软吹时间，利用氩气搅拌钢液，促进钢中夹杂物碰撞聚集长大，并带动夹杂物上浮，提高了钢水纯净度，在提高夹杂物上浮效率的同时大幅降低了钢水过程温降，降低了钢水出钢温度，从而降低了钢水终点氧化性，提高了合金收得率，确保了钢水纯净度满足质量需求。

所述方法在转炉工序和连铸工序实施：

转炉工序：出钢前根据转炉终点温度与成分，合理控制合金加入量，出钢温度控制在1620-1630℃之间，出钢过程中大气量搅拌确保合金融化效果与钢水脱氧深度，力争一次脱氧到位，并确保钢中c、mn、si等元素符合内控成分要求；钢水到达氩站后使用定氧探头定氧，检测钢水中自有氧含量，要求钢水氩前温度控制在1600-1610℃之间，氩前氧含量≤5ppm，钢中al含量控制在0.040％-0.050％之间。钢水定氧及喂线后要求在氩站搅拌3-4min，氩气裸露直径控制在300mm，确保钢中成分稳定。出氩站前取样化验钢中成分，钢水出站温度控制在1595-1600℃之间。

连铸工序：在钢包坐到钢包回转台后，在钢包底吹管通入氩气开始吹氩，吹氩时间控制在15-20min。吹氩过程分为压钢位吹氩、浇铸位吹氩两种模式进行，压钢位吹氩模式氩气流量及压力稳定，氩气流量控制在38-42l/h，压力控制在0.30-0.35mpa，压钢位吹氩为5-10min；钢包吹氩回转台转至浇铸位置时，开启浇铸位吹氩模式，浇铸位吹氩模式吹氩压力随时间延长而递减，以钢包液面轻微涌动为宜，氩气裸露控制在200mm以内，从而在确保底吹效果的同时防止钢水卷渣。

为实现连铸机钢包吹氩回转台吹氩，本发明对传统的钢包回转台的结构进行了改进，设计了一种钢包吹氩回转台。参看图1，所述钢包吹氩回转台包括基座14、回转臂2、回转支撑总成3、驱动装置12和氩气控制柜9。驱动装置传动连接回转支撑总成，回转支撑总成连接回转臂，回转臂上设有钢包座7，钢包1放置在钢包座上。氩气控制柜为钢包底吹氩气提供气源，氩气控制柜可以调整氩气的压力、流量及氩气的关闭与开启。

参看图1-图4，所述回转支撑总成设有固定的中心轴5和与回转臂同步转动的回转套4。中心轴底部固接基座，中心轴内设有两条氩气通路5-1，每条氩气通路分别为一个钢包供氩气。各氩气通路的进气端(下端)分别经氩气传输管路11连接氩气控制柜9，氩气传输管路上设有流量压力表10。回转套套装在中心轴外侧，回转套与回转支撑总成连接，回转套下部设有轴承13。回转套上设有两个高低不一的氩气口4-2，各氩气口分别连通各氩气通路的出口端，各氩气口分别与经回转台吹氩管路6与各钢包1的底吹管连接。各氩气通路由相通的竖直段和水平段构成，回转套的内壁上设有两条环形氩气槽4-1，每条氩气通路的水平段末端分别与一条环形氩气槽对接，各环形氩气槽的上下两侧分别设有密封圈15，氩气口4-2连通环形氩气槽。氩气的流通过程如下：氩气经氩气传输管路进入氩气通路的竖直段，由氩气通路的竖直段向水平段流动，在水平段的末端氩气进入环形氩气槽，再由环形氩气槽经氩气口进入回转台吹氩管路，最后由各钢包的底部进入钢包。回转台吹氩管路与各钢包底吹管之间经双截止快速接头连接8。钢包吊到钢包座及吊出钢包座时由双截止快速接头将钢包底吹管与回转台吹氩管路快速连接或断开。

以下提供几个本发明的具体实施例：

实施例1：

以冷轧基料q195为目标钢种，炉号：81-03033，入炉铁水温度1366℃，铁水成分：c：4.59％、si：0.36％；mn：0.33％；s：0.023％；p：0.102％，供氧时间为13分32秒。出钢合金化使用钢芯铝、硅锰合金(钢芯铝中al纯度＞99％，al含量为70％；硅锰合金mn含量为66％)。

转炉钢水终点测温1629℃，终点取样成分：c：0.042％，mn：0.10％，s：0.016％，p：0.015％。终点成分及温度合适，一倒出钢，出钢1/2时通过高位料仓加入钢芯铝350kg、硅锰合金230kg。出钢时钢包全程开启氩气，大气量搅拌。出完钢后将钢包车开至转炉氩站，钢水测温1609℃，氩前氧3.62ppm，软吹3min后，取样钢水成分：c：0.044％，mn：0.18％，s：0.019％，p：0.015％，alt：0.055％，si：0.020％。钢水成分合格。炉后开启氩气搅拌3分15秒，氩气裸露不超过300mm，准备出站时测钢水温度1589℃，钢水温度合格。将钢包车开至吊钢位置，等待吊钢。钢水出站成分为：c：0.044％，mn：0.19％，s：0.018％，p：0.015％，alt：0.051％，si：0.020％。该炉钢自转炉出钢完毕至钢水吊钢共计用时7min，并且在下一炉钢座钢包前已经吊往连铸吹氩，未造成下一炉钢等包现象。

将钢水吊至连铸机钢包回转台，座好钢包后，通过液压装置盖好钢包包盖。再将连铸回转台氩气管路与钢包自身的吹氩管路通过双截止快速接头连接，人员站在安全位置后开启氩气，总吹氩时间15min。本炉钢水压钢位吹氩7min，浇铸位吹氩8min。压钢位吹氩氩气流量控制在40l/h，压力控制在0.33mpa，浇铸位吹氩吹氩压力随时间延长而递减，氩气裸露控制在200mm以内。浇铸过程中包温度范围为1554-1559℃之间，该温度范围满足正常浇铸温度工艺要求，自转炉出站至连铸中包最大温降为35℃。

采用上述工艺获得的q195钢坯，经热轧后采用gb10561-2005，检测带钢中非金属夹杂物，带钢夹杂物等级为d0.5，d0.5e。经测算，该炉钢脱氧成本为42.94元/t钢，较原工艺降低2.03元/t钢。钢水净吹时间较原工艺延长5min，提升了夹杂物聚集长大及上浮效率。通过降低钢水出钢温度及延长钢水吹氩时间，有效降低了脱氧合金成本，并且提高了钢水的洁净度，钢包、中包浇铸过程中未出现絮流等异常情况。

实施例2

以冷轧基料q195l为目标钢种，炉号：82-03093，入炉铁水温度1385℃，铁水成分：c：4.55％、si：0.34％；mn：0.32％；s：0.020％；p：0.115％，供氧时间为13分16秒。出钢合金化使用钢芯铝、硅锰合金(钢芯铝中al纯度＞99％，al含量为70％；硅锰合金mn含量为66％)。

转炉钢水终点测温1628℃，终点取样成分：c：0.041％，mn：0.09％，s：0.015％，p：0.017％。终点成分及温度合适，一倒出钢，出钢1/2时通过高位料仓加入钢芯铝365kg、硅锰合金240kg。出钢时钢包全程开启氩气，大气量搅拌。

出完钢后将钢包车开至转炉氩站，钢水测温1605℃，氩前氧3.42ppm，取样钢水成分：c：0.035％，mn：0.19％，s：0.014％，p：0.016％，alt：0.057％，si：0.022％。钢水成分合格。炉后开启氩气搅拌3分40秒，氩气裸露不超过300mm，准备出站时测钢水温度1590℃，钢水温度合格。将钢包车开至吊钢位置，等待吊钢。钢水出站成分为：c：0.036％，mn：0.19％，s：0.014％，p：0.016％，alt：0.054％，si：0.021％。该炉钢自转炉出钢完毕至钢水吊钢共计用时8min，并且在下一炉钢座钢包前已经吊往连铸吹氩，未造成下一炉钢等包现象。

将钢水吊至连铸机钢包回转台，座好钢包后，通过液压装置盖好钢包包盖。再将连铸回转台氩气管路与钢包自身的吹氩管路通过双截止快速接头连接，人员站在安全位置后开启氩气，总吹氩时间17min。本炉钢水压钢位吹氩6min，浇铸过程吹氩11min。压钢位吹氩氩气流量控制在42l/h，压力控制在0.30mpa，浇铸位吹氩吹氩压力随时间延长而递减，氩气裸露控制在200mm以内。浇铸过程中包温度范围为1555-1552℃之间，该温度范围满足正常浇铸温度工艺要求，自转炉出站至连铸中包最大温降为38℃。

采用上述工艺获得的q195l钢坯，经热轧后采用gb10561-2005，检测带钢中非金属夹杂物，带钢夹杂物等级为d1.0，d0.5e。经测算，该炉钢脱氧成本为43.36元/t钢，较原工艺降低2.17元/t钢。钢水净吹时间较原工艺延长7min，提升了夹杂物聚集长大及上浮效率。通过降低钢水出钢温度及延长钢水吹氩时间，有效降低了脱氧合金成本，并且提高了钢水的洁净度，钢包、中包浇铸过程中未出现絮流等异常情况。

实施例3：

以冷轧基料sphc为目标钢种，炉号：81-03196，入炉铁水温度1380℃，铁水成分：c：4.57％、si：0.36％；mn：0.30％；s：0.021％；p：0.105％，供氧时间为12分57秒。出钢合金化使用钢芯铝、中碳锰铁合金(钢芯铝中al纯度＞99％，al含量为70％；中碳锰铁mn含量为74％)。

转炉钢水终点测温1625℃，终点取样成分：c：0.038％，mn：0.08％，s：0.017％，p：0.015％。终点成分及温度合适，一倒出钢，出钢1/2时通过高位料仓加入钢芯铝386kg、中碳锰铁270kg。出钢时钢包全程开启氩气，大气量搅拌。

出完钢后将钢包车开至转炉氩站，钢水测温1605℃，氩前氧3.42ppm，取样钢水成分：c：0.030％，mn：0.18％，s：0.015％，p：0.014％，alt：0.060％，si：0.008％。钢水成分合格。炉后开启氩气搅拌3分10秒，氩气裸露不超过300mm，准备出站时测钢水温度1587℃，钢水温度合格。将钢包车开至吊钢位置，等待吊钢。钢水出站成分为：c：0.030％，mn：0.18％，s：0.015％，p：0.014％，alt：0.053％，si：0.008％。该炉钢自转炉出钢完毕至钢水吊钢共计用时7min，并且在下一炉钢座钢包前已经吊往连铸吹氩，未造成下一炉钢等包现象。将钢水吊至连铸机钢包回转台，座好钢包后，通过液压装置盖好钢包包盖。再将连铸回转台氩气管路与钢包自身的吹氩管路通过双截止快速接头连接，人员站在安全位置后开启氩气，总吹氩时间18min。本炉钢水压钢期间吹氩8.5min，浇铸过程吹氩9.5min。压钢位吹氩氩气流量控制在38l/h，压力控制在0.35mpa，浇铸位吹氩吹氩压力随时间延长而递减，氩气裸露控制在200mm以内。浇铸过程中包温度范围为1553-1550℃之间，该温度范围满足正常浇铸温度工艺要求，自转炉出站至连铸中包最大温降为35℃。

采用上述工艺获得的sphc钢坯，经热轧后采用gb10561-2005，检测带钢中非金属夹杂物，带钢夹杂物等级为d0.5，d0.5e。经测算，该炉钢脱氧成本为44.11元/t钢，较原工艺降低2.54元/t钢。钢水净吹时间较原工艺延长5min，提升了夹杂物聚集长大及上浮效率。通过降低钢水出钢温度及延长钢水吹氩时间，有效降低了脱氧合金成本，并且提高了钢水的洁净度，钢包、中包浇铸过程中未出现絮流等异常情况。

对比例：

对比例按照常规方法实施，sphc为目标钢种，炉号：81-03253，入炉铁水温度1373℃，铁水成分：c：4.52％、si：0.34％；mn：0.31％；s：0.020％；p：0.107％，供氧时间为13分31秒。出钢合金化使用钢芯铝、中碳锰铁合金(钢芯铝中al纯度＞99％，al含量为70％；中碳锰铁mn含量为74％)。

转炉钢水终点测温1645℃，终点取样成分：c：0.042％，mn：0.09％，s：0.019％，p：0.015％。终点成分及温度合适，一倒出钢，出钢1/2时通过高位料仓加入钢芯铝394kg、中碳锰铁265kg。出钢时钢包全程开启氩气，大气量搅拌。

出完钢后将钢包车开至转炉氩站，钢水测温1619℃，氩前氧5.42ppm，喂入铝线40m(16kg)，取样钢水成分：c：0.038％，mn：0.19％，s：0.014％，p：0.015％，alt：0.055％，si：0.008％。喂入铝线后钢水开始软吹，共计吹氩11分10秒，氩气裸露300mm左右，准备出站时测钢水温度1595℃，将钢包车开至吊钢位置，等待吊钢。该炉钢自转炉出钢完毕至钢水吊钢共计用时15.5min，在15min时下一炉钢(炉号81-03254)，已经准备倒炉测温，因此该炉钢仅软吹11分10秒。连铸浇铸过程温度范围为1553-1545℃，过程温降为50℃。

对比例获得的sphc钢坯，经热轧后采用gb10561-2005，检测带钢中非金属夹杂物，带钢夹杂物等级为d1.5，d0.5e。经测算，该炉钢脱氧成本为46.25元/t钢。因对比例1工艺因过程温降较大，故转炉钢水出钢温度偏高，因此导致出钢脱氧合金用量增加，成本升高。该工艺软吹时间偏短，钢中夹杂物上浮不充分，导致了钢中非金属夹杂物含量偏高，洁净度较差。

由上述实施例和对比可看出，本发明方法相比传统工艺钢水的净吹时间延长，钢水过程温降减低，钢包周转流程的缩短，钢中非金属夹杂物含量偏低，洁净度较好。