本发明属于钢铁冶炼技术领域，更具体地说，是涉及一种降低低碳低硅钢连铸头炉钢中氮含量的方法。
背景技术：
随着炼钢技术的不断发展，高端客户对钢材质量的要求也越高，钢中氮的含量是影响钢材性能的重要因素之一，如何控制好钢水中的氮含量已成为炼钢生产线上的重点。连铸作为把钢水变成坯料的最后一道重要工序，对钢中的氮含量有着极其严格的要求。连铸中间包第一炉在生产低碳、低硅铝镇静钢时，因头炉钢水与空气接触，钢水经二次氧化后，氮含量很容易超标且容易导致中间包水口内壁被三氧化二铝堵塞，严重时造成停机事故的发生，这样不但会造成大量钢水回余，耐材的浪费，使生产成本大大提高，并且严重影响了生产节奏。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种降低低碳低硅钢连铸头炉钢中氮含量的方法，以解决现有技术中存在的钢水经二次氧化后，氮含量超标且容易导致中间包水口内壁被三氧化二铝堵塞的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种降低低碳低硅钢连铸头炉钢中氮含量的方法，包括：
在第一炉浇注前向中间包内吹入惰性气体，进行气体置换；
在保护套管碗部设置密封垫，并对所述保护套管与大包上水口连接处进行气幕保护；
对中间包盖上的烤包孔进行封闭覆盖；
所述保护套管降至中间包的冲击区，向充满惰性气体的所述中间包内浇注钢水，将所述中间包注满，并按预设要求向所述中间包内添加覆盖剂。
进一步地，所述在第一炉开始浇注前向中间包内吹入惰性气体，进行气体置换中：
用吹气胶管与气源相连，钢管与所述吹气胶管相连，将所述钢管从所述中间包盖的通孔处插入至所述中间包的底部。
进一步地，所述吹气胶管为三根，每一根所述吹气胶管分别连接一根所述钢管，所述钢管均为l形结构，三根所述钢管分别从所述中间包的中间和两侧伸入至所述中间包的底部。
进一步地，所述保护套管降至所述中间包的冲击区，向充满惰性气体的中间包内浇注钢水，将中间包注满，并按要求向中间包内添加覆盖剂中：
浇注t秒后向中间包的冲击区加入第一批覆盖剂，待中间包吨位达到t1吨后，向中间包的塞棒区加入第二批覆盖剂，当中间包的吨位达到t2吨后，向中间包的冲击区加入第三批覆盖剂，其中，t1＞t2。
进一步地，所述保护套管降至所述中间包的冲击区，向充满惰性气体的中间包内浇注，将中间包注满，并按要求向中间包内添加覆盖剂中：
当中间包内的钢水没过保护套管下口hmm时，将第四批覆盖剂加至中间包的冲击区，然后关闭气源。
进一步地，所述对中间包盖上的烤包孔进行封闭覆盖，包括：
利用石棉毡对烤包孔进行封闭覆盖。
进一步地，所述在第一炉浇注前向中间包内吹入惰性气体，进行气体置换之前，包括：
对所述中间包进行清理。
进一步地，所述对所述中间包进行清理，包括：
将所述中间包内部杂物、包盖内壁的钢渣以及塞棒周围所述中间包盖上的掉料进行清理干净。
进一步地，所述在保护套管碗部设置密封垫，并对所述保护套管与大包上水口连接处进行气幕保护中：
所述密封垫为纤维质密封垫。
进一步地，所述在保护套管碗部设置密封垫，并对所述保护套管与大包上水口连接处进行气幕保护中：
在保护套管与大包上水口相连接处利用金属软管连接气源进行气幕保护。
本发明提供的降低低碳低硅钢连铸头炉钢中氮含量的方法的有益效果在于：与现有技术相比，本发明是在大包第一炉开浇前对中间包内气体进行置换，使开浇前的中间包呈真空状态，避免钢水在浇注过程中直接与空气接触，利用惰性气体保护钢水液面，强有力地避免钢水的二次氧化造成过程增氮，有效地防止在生产低碳低硅铝镇静钢时发生絮流停机事故，从而提高钢水的质量，降低生产成本。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
现对本发明提供的降低低碳低硅钢连铸头炉钢中氮含量的方法进行说明。所述降低低碳低硅钢连铸头炉钢中氮含量的方法，具体包括以下步骤：
(1)首先对中间包进行清理；
(2)在连铸生产前确保氩气管线的密闭性及流量正常；
(3)将吹气胶管连接气源，通过所连接的钢管从中间包盖的通孔处插入至中间包的底部，在第一炉大包开始浇注前向中间包内吹氩气，进行惰性气体置换；
(4)在保护套管碗部添加纤维质密封垫；并在保护套管与大包上水口相连接处利用金属软管连接惰性气源进行气幕保护；
(5)对中间包盖上的烤包孔利用石棉毡进行封闭覆盖；
(6)先将保护套管降至中间包冲击区，然后向充满惰性气体的中间包内开始浇注钢水，至中间包注满，并按预设要求向中间包添加覆盖剂。
本发明提供的降低低碳低硅钢连铸头炉钢中氮含量的方法，与现有技术相比，在大包第一炉开浇前对中间包内气体进行置换，使开浇前的中间包呈真空状态，避免钢水在浇注过程中直接与空气接触，利用惰性气体保护钢水液面，强有力地避免钢水的二次氧化造成过程增氮。本方法通过控制头炉钢水增氮，减少钢水的二次氧化，进而减少了al2o3对中间包出水口的堵塞而形成的絮流停机事故，大大提高钢水的质量，降低了生产成本，具有很好的推广价值。
进一步地，作为本发明提供的降低低碳低硅钢连铸头炉钢中氮含量的方法的一种具体实施方式，所述步骤(1)中对中间包进行清理包括：将中间包内部杂物、包盖内壁的钢渣以及塞棒周围中间包盖上的掉料进行清理干净，减少外来夹杂对钢水的污染、氧化。
进一步地，作为本发明提供的降低低碳低硅钢连铸头炉钢中氮含量的方法的一种具体实施方式，所述步骤(3)中的吹气胶管为三根，分别位于中间包的中间区和两侧区。在吹气胶管的设计上也有利于降低过程增氮，吹气胶管为三根，分别位于中间包的中间区和两侧区，在中间包车行走至浇注位到头炉大包开浇前向中间包内吹入氩气进行气体置换，排空中间包内的空气，制造氩气氛围，减少钢水增氮及二次氧化；该设计合理简单，不仅方便实现，而且可以确保中间包内空气基本排净。
进一步地，作为本发明提供的降低低碳低硅钢连铸头炉钢中氮含量的方法的一种具体实施方式，所述步骤(3)中的钢管折成“l”型，保证插到中间包的底部。
进一步地，作为本发明提供的降低低碳低硅钢连铸头炉钢中氮含量的方法的一种具体实施方式，所述步骤(3)中在中间包车行走至浇注位到头炉大包开浇前向中间包内吹入氩气进行气体置换。
进一步地，作为本发明提供的降低低碳低硅钢连铸头炉钢中氮含量的方法的一种具体实施方式，所述步骤(6)中在大包钢水下流10秒后向冲击区加入第一批覆盖剂，待中间包吨位达5吨后，将第二批覆盖剂加入至中间包的塞棒区，中包吨位达至20吨时，向中间包的冲击区加入第三批覆盖剂。
本发明在加入覆盖剂的时机上作了精确调整，当大包下流10秒后向冲击区加入第一批覆盖剂，待中间包吨位达5吨后，将第二批覆盖剂加入至中间包的塞棒区，中包吨位达至20吨时向冲击区加入第三批覆盖剂；在浇注至中间包钢水没过保护套管下口200mm时，将第四批覆盖剂加入至中间包的大包浇注区(也即大包正下方的中间包的区域)避免卷渣，且加入量要确保中间包钢水液面不裸露；然后关闭氩气，将插入中间包内的钢管取出。覆盖剂的添加时间也是有效防止过程增氮及二次氧化的关键点，如果过早添加则会导致覆盖剂卷进钢水；如果过晚添加则起不到防止二次氧化的作用，所以覆盖剂添加的时机在防止增氮及二次氧化中起到至关重要的作用。本发明对于覆盖剂添加的时机作出了精准的判断，改变以往通过主观经验判断添加时间的操作方式，而是通过精准、科学客观的方式对覆盖剂进行添加。
进一步地，作为本发明提供的降低低碳低硅钢连铸头炉钢中氮含量的方法的一种具体实施方式，所述步骤(6)中，当中间包内钢花较多冒出时，将氩气流量调小或将插入中间包内的钢管取出进行侧吹。
进一步地，作为本发明提供的降低低碳低硅钢连铸头炉钢中氮含量的方法的一种具体实施方式，所述步骤(6)中，在浇注至中间包钢水没过保护套管下口200mm时，将覆盖剂加入至中间包的大包浇注区，然后关闭氩气，将插入中间包内的钢管取出。
下面通过实施例对本发明进行详细的说明：
以钢种dd11-md(液相线1533℃)为例进行说明，该钢的结晶器断面尺寸1250×200mm，结晶器长度900mm，铸机目标拉速1.2m/min，中间包公称容量50t，开浇温度1600℃左右。钢种dd11-md属于低碳低硅铝镇静钢，在浇注时特别容易发生过程增氮及二次氧化导致絮流甚至停机事故。
因此，为降低低碳低硅钢dd11-md连铸头炉钢中氮含量，在大包第一炉开浇前对中间包内气体进行置换，使开浇前的中间包呈真空状态，避免钢水在浇注过程中直接与空气接触，利用惰性气体保护钢水液面，强有力地避免钢水的二次氧化造成过程增氮，具体包括以下步骤：
(1)首先对中间包进行清理包括将中间包内部杂物、包盖内壁的钢渣以及塞棒周围包盖上的掉料进行清理干净，减少外来夹杂对钢水的污染、氧化。
(2)在开浇前确保氩气管线以及保护套管的密闭性，确认保护套管的密封氩气管线是否漏气如果漏气必须更换，并紧固好保证不泄露。
(3)将吹氩胶管通过所连接的钢管插入至中间包的底部，吹氩胶管为三根，分别位于中间包的中间区和两侧区。在中间包车行走至浇注位到头炉大包开浇前向中间包内吹入氩气进行气体置换，排空中间包内空气，制造氩气氛围，减少钢水二次氧化；钢管为普通钢管，对该钢管进行折弯后保证插入中间包的底部。
(4)在保护套管碗部添加纤维质密封垫；在保护套管与大包上水口相连接处利用金属软管连接惰性气源进行气幕保护，并调整合适的氩气流量防止空气倒吸现象。安装保护套管时一次挂正并和大包出钢口竖直，不允许大幅来回调整保护套管的位置；保护套管一次挂不正时，二次挂套管必须更换密封垫，防止密封垫损坏后起不到保护浇注的作用。
(5)将保护套管降至中间包的包盖下，打开滑板开始浇注，待浇注处于正常状态后将包壁降至最低位，然后滑板全开状态，尽快将中间包注满，减少卷渣和钢水二次氧化；在大包下流10秒后向冲击区加入第一批覆盖剂，待中间包吨位达5吨后，将第二批覆盖剂加入至中间包的塞棒区，中包吨位达至20吨时向冲击区加入第三批覆盖剂。如中间包内钢花较多冒出时，将氩气流量调小或将插入中间包底部的钢管取出进行侧吹。在浇注至中间包钢水没过保护套管下口200mm时，将覆盖剂加入至中间包的冲击区，然后关闭氩气，将插入中间包底部的钢管取出。浇注稳定后，中间包钢水尽量满，并保持相对稳定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。