技术摘要：
本发明提供了一种稀土钢的浇注方法，通过控制浇注前钢水中游离O、S、Als、Ca、稀土的含量，为稀土钢的顺利浇注提供一个良好的条件，对连铸工序相关装置及辅料的成分成分、应用进行精确控制，同时精益开浇炉的操作和浇注过程中钢水的保护，不仅使得加入的稀土量能够发挥 全部
背景技术：
稀土作为我国的特色资源，广泛应用于工业和科技领域。我国在60年代就开展了 稀土在钢中的应用研究，由于稀土具有4f电子层，其能、价态具有可变性，使得稀土具有极 强的化学活性，它“几乎是唯一”能与钢中O、S、As、Sb、Pb等有害杂质化合的元素。稀土氧化 生产稀土氧化物的标准生成自由能很低，是最强、最有效的脱氧剂。因而，稀土在钢中能够 显著净化钢液、变性夹杂物、改善组织、提升性能，提高钢的塑性、低温冲击性能、疲劳寿命 以及耐热、耐磨等特性，但稀土极强的化学活性也限制了稀土在连铸工艺中的工业化应用， 其在连铸工艺中的应用受到“连铸堵水口”的限制。 为了解决稀土钢连铸堵水口问题，部分钢厂采用中间包喂丝、结晶器喂丝方法来 解决该类问题，但是这类喂丝的方式存在三个弊端：一是由于稀土和钢水接触时间短，导致 稀土在钢中分布不均匀，轧后钢板的性能的各向异性；二是喂丝产生的夹杂物没有充分时 间上浮，存留在钢水中，降低稀土在钢中的有益效果；三是喂丝需要采用专门的设备，增加 投入，增加了连铸工艺的复杂性。还有部分钢厂通过减少钢中稀土的含量(10-30ppm)，来实 现稀土钢的连续浇注，但是较少的稀土含量难以充分发挥稀土在钢中的作用。另外，由于稀 土的较强氧化性，当钢中稀土含量≥100ppm时，目前所采用的保护渣易于变性，由于当前稀 土钢专用的保护渣还处在研发阶段，没有得到工业化应用。因此，在没有专用的保护渣前提 下，高稀土含量的钢水也不能够连续浇注。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种稀土钢的浇注方法，简单、易用操作，在不需要添加额 外设备和减少稀土添加量的情况下，解决了稀土钢浇注堵水口问题。 本发明具体技术方案如下： 一种稀土钢的浇注方法，所述浇注方法为： 1)浇注所用中间包先烘烤，烘烤结束后充满氩气，运送到达工作位，先在中间包冲 击区加SiCa粉； 2)然后钢包套好长水口套管开始浇注，同时开启钢包长水口保护氩气，当中间包 中钢水达到中间包容量的1/3-1/2时，分别在中间包冲击区和浇注区分别加入保护渣，待保 护渣熔充分化，并完全覆盖钢水液面时，分别在中间包冲击区和浇注区分别加入碱性覆盖 剂，然后再分别加入酸性覆盖剂，再对中间包表面进行氩气保护； 3)当中间包中钢水达到中间包容量的1/4-1/3时，中间包开浇，当结晶器内钢水液 面没过浸入式水口的侧出钢孔时，加入保护渣，同时开启浸入式水口的保护氩气； 4)拉坯。 进一步的，冶炼稀土钢所用钢包距离上次使用时间≤60分钟，以减少钢水的温降， 3 CN 111545717 A 说 明 书 2/9 页 有利于冶炼过程的控制。钢包的引流砂的装入量0.4-0.5kg/吨钢，以保证钢包顺利开浇不 引流。浇注的钢水经过如下工艺处理：转炉—LF精炼—RH真空处理—喂钙线—加入稀土— 软吹。处理后的钢水中，游离O≤2.5ppm、S≤25ppm、Ca≥25ppm、Als：0.025-0.040％、稀土含 量：40-70ppm，钢水过热度：20-35℃。不同断面宽度铸坯对应的拉速分别为：1870、2070、 2270mm厚度，拉速分别0.95m/min、0.90m/min、0.85m/min。 进一步的，所述中间包内层采用干式料制作；所述干式料含有以下质量百分比成 分：SiO2:2.00-4.00％,CaO:10.00-12.00％，Al2O3≤1.00％，MgO：78.00-82.00％，C：3.00- 5.00％，余量：不可避免杂质。 步骤1)中间包烘烤180-260分钟，在以保证中间包工作层的充分烧结，在使用过程 中能够耐钢水和熔渣的侵蚀和冲刷，以提高钢水的洁净度。 进一步的，中间包的烘烤分为三个阶段，第一阶段中间包进行小火烘烤，烘烤时间 50-70分钟，温度控制在280-300℃，以充分排出中间包材料中的水分。然后进行第二阶段烘 烤，中火烘烤，烘烤时间40-60分钟，温度控制在600-650℃。最后进行大火烘烤，烘烤时间 90-130分钟，烘烤温度1100-1150℃。 进一步的，所述小火烘烤：烘烤时小火的火焰要到达中间包深度的1/2-2/3； 进一步的，所述中火烘烤：烘烤时火焰要到达中间包底部，火焰触底反弹的高度距 离中间包底10-20mm。 进一步的，所述大火烘烤：火焰要到达中间包底部，火焰触底反弹出中间包包沿上 方200～300mm，并有一定刚度。 进一步的，步骤1)中加入SiCa粉的量为0.25-0.35kg/吨钢，以消除引流砂带来的 氧，避免开浇失败。所述SiCa粉含有以下质量百分比成分：S≤0.065％，C：2.50-3.00％，Ca： 36.00-40.00％，Si：10.00-12.00％，SiC：5.00-7.00％，CaO：25.00-30.00％，余量：不可避 免杂质。所述SiCa粉粒度:1.00-5.00mm。 步骤2)中开启钢包长水口保护氩气，压力：0.50-0.60MPa，流量420-450NL/min。 步骤2)中，分别在中间包冲击区和浇注区共计加入保护渣0.60-0.80kg/吨钢；以 减少随后加入辅料对钢水的污染。所述中间包冲击区为钢水从钢包经长水口进入中间包内 区域；所述浇注区为中间包钢水进入结晶器区域。 步骤2)中，所用保护渣主要技术参数：粘度：1.60-1.70Pa·s/1300℃，熔点：1040- 1050℃，溶解速度：30.00-34 .00g/s ,容重0.70-0 .80g/cm3 ,SiO2:35 .00-40 .00％,CaO: 30.00-33.00％，Al2O3:1.50-3.00％，F：10.00-12.00％，Na2O:8.00-10.00％，K2O≤0.20％， Fe2O3：≤0.50％，余量：挥发分和不可避免杂质。 步骤2)中，分别在中间包冲击区和浇注区分别加入碱性覆盖剂，然后再分别加入 酸性覆盖剂，碱性覆盖剂共计加入量为0.30-0.50kg/吨钢；酸性覆盖剂共计加入量：0.30- 0.50kg/吨钢；所述碱性覆盖剂含有以下质量百分比成分：SiO2：4.00-6.00％，CaO：48.00- 50.00％，Fe2O3：≤0.50％，MgO：3.00-5.00％，Al2O3:38.00-40.00％，余量：不可避免杂质。 所述酸性覆盖剂含有以下质量百分比成分：SiO2：91.00-93.00％，CaO：3.00-5.00％，Fe2O3： ≤0.50％，MgO≤1.00％，Al2O3:1.00-2.00％，余量：不可避免杂质。二者综合使用一是消除 碱性覆盖剂带来的表面结壳，二是提高覆盖剂的使用效能。 进一步的，步骤2)中，待拉速达到规定拉速后，在根据中间包表面的情况，补加酸 4 CN 111545717 A 说 明 书 3/9 页 性覆盖剂，使得中间包钢水表面必须保证全覆盖且不得裸露。 进一步的，步骤2)中，再对中间包表面进行氩气保护，具体为：氩气压力0.50- 0.60MPa，流量400-450NL/min；以隔绝中间包表面和大气的直接接触，减少钢水的氧化。 步骤3)中，加入保护渣，加入量0.20-0.40kg/吨钢；同时控制渣层厚度50-70mm，以 避免钢水卷渣。 步骤3)中所述保护渣，是指结晶器所用保护渣，主要技术参数：粘度：0 .08- 0.09Pa·s/1300℃，熔点：1140-1150℃，溶解速度：30-34g/s,容重0.50-0.70g/cm3,SiO2: 28 .00-30 .00％,CaO:38 .00-40 .00％，MgO：1.50-2 .00％，Al2O3:3 .00-5 .00％，F：7.00- 9.00％，Na2O:7.00-9.00％，C：4.00-6.00％，Fe2O3：≤0.50％，余量：挥发分和不可避免杂 质。 步骤3)中，开启水口的保护氩气，压力0.50-0.60MPa，流量10.00-15.00NL/min。 步骤4)中，中间包开浇后100-120s开始拉坯，拉速0.15-0.20m/min，当铸坯出结晶 器后开始远程均匀升速，每分钟均匀升速0.10-0.12m/min。待拉速达到0.6m/min时，此拉速 要保持1.50-2.0min以便于结晶器液面稳定，同时安装液面自动控制系统。然后继续以每分 钟均匀升速0.10-0.12m/min速度升速，当拉速达到规定值时，再次测量水口插入深度，并微 调，控制在125-135mm。 最后，每炉钢包浇注末期留钢，预留钢水量0.4-0.6吨钢水，以保证钢包不下渣，保 持中间包钢水的纯净度，保证中间包钢水的流动性。 通过控制浇注前钢水中游离O、S、Als、Ca、稀土的含量，为稀土钢的顺利浇注提供 一个良好的条件，对连铸工序工艺参数及辅料的成分、应用进行精确控制，同时精益开浇炉 的操作和浇注过程中钢水的保护，不仅使得加入的稀土量能够发挥应有的作用，而且能够 实现连续浇注。 与现有技术相比，本发明提供一种简单、易用操作的稀土钢浇注方法，在不需要添 加额外设备和减少稀土添加量的情况下，解决了稀土钢浇注堵水口问题，实现了稀土钢工 业化大生产，推动了稀土在钢中的应用，对高性能、低成本的稀土钢的开发和推广应用具有 重大意义。
本发明提供了一种稀土钢的浇注方法，通过控制浇注前钢水中游离O、S、Als、Ca、稀土的含量，为稀土钢的顺利浇注提供一个良好的条件，对连铸工序相关装置及辅料的成分成分、应用进行精确控制，同时精益开浇炉的操作和浇注过程中钢水的保护，不仅使得加入的稀土量能够发挥 全部
背景技术：
稀土作为我国的特色资源，广泛应用于工业和科技领域。我国在60年代就开展了 稀土在钢中的应用研究，由于稀土具有4f电子层，其能、价态具有可变性，使得稀土具有极 强的化学活性，它“几乎是唯一”能与钢中O、S、As、Sb、Pb等有害杂质化合的元素。稀土氧化 生产稀土氧化物的标准生成自由能很低，是最强、最有效的脱氧剂。因而，稀土在钢中能够 显著净化钢液、变性夹杂物、改善组织、提升性能，提高钢的塑性、低温冲击性能、疲劳寿命 以及耐热、耐磨等特性，但稀土极强的化学活性也限制了稀土在连铸工艺中的工业化应用， 其在连铸工艺中的应用受到“连铸堵水口”的限制。 为了解决稀土钢连铸堵水口问题，部分钢厂采用中间包喂丝、结晶器喂丝方法来 解决该类问题，但是这类喂丝的方式存在三个弊端：一是由于稀土和钢水接触时间短，导致 稀土在钢中分布不均匀，轧后钢板的性能的各向异性；二是喂丝产生的夹杂物没有充分时 间上浮，存留在钢水中，降低稀土在钢中的有益效果；三是喂丝需要采用专门的设备，增加 投入，增加了连铸工艺的复杂性。还有部分钢厂通过减少钢中稀土的含量(10-30ppm)，来实 现稀土钢的连续浇注，但是较少的稀土含量难以充分发挥稀土在钢中的作用。另外，由于稀 土的较强氧化性，当钢中稀土含量≥100ppm时，目前所采用的保护渣易于变性，由于当前稀 土钢专用的保护渣还处在研发阶段，没有得到工业化应用。因此，在没有专用的保护渣前提 下，高稀土含量的钢水也不能够连续浇注。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种稀土钢的浇注方法，简单、易用操作，在不需要添加额 外设备和减少稀土添加量的情况下，解决了稀土钢浇注堵水口问题。 本发明具体技术方案如下： 一种稀土钢的浇注方法，所述浇注方法为： 1)浇注所用中间包先烘烤，烘烤结束后充满氩气，运送到达工作位，先在中间包冲 击区加SiCa粉； 2)然后钢包套好长水口套管开始浇注，同时开启钢包长水口保护氩气，当中间包 中钢水达到中间包容量的1/3-1/2时，分别在中间包冲击区和浇注区分别加入保护渣，待保 护渣熔充分化，并完全覆盖钢水液面时，分别在中间包冲击区和浇注区分别加入碱性覆盖 剂，然后再分别加入酸性覆盖剂，再对中间包表面进行氩气保护； 3)当中间包中钢水达到中间包容量的1/4-1/3时，中间包开浇，当结晶器内钢水液 面没过浸入式水口的侧出钢孔时，加入保护渣，同时开启浸入式水口的保护氩气； 4)拉坯。 进一步的，冶炼稀土钢所用钢包距离上次使用时间≤60分钟，以减少钢水的温降， 3 CN 111545717 A 说 明 书 2/9 页 有利于冶炼过程的控制。钢包的引流砂的装入量0.4-0.5kg/吨钢，以保证钢包顺利开浇不 引流。浇注的钢水经过如下工艺处理：转炉—LF精炼—RH真空处理—喂钙线—加入稀土— 软吹。处理后的钢水中，游离O≤2.5ppm、S≤25ppm、Ca≥25ppm、Als：0.025-0.040％、稀土含 量：40-70ppm，钢水过热度：20-35℃。不同断面宽度铸坯对应的拉速分别为：1870、2070、 2270mm厚度，拉速分别0.95m/min、0.90m/min、0.85m/min。 进一步的，所述中间包内层采用干式料制作；所述干式料含有以下质量百分比成 分：SiO2:2.00-4.00％,CaO:10.00-12.00％，Al2O3≤1.00％，MgO：78.00-82.00％，C：3.00- 5.00％，余量：不可避免杂质。 步骤1)中间包烘烤180-260分钟，在以保证中间包工作层的充分烧结，在使用过程 中能够耐钢水和熔渣的侵蚀和冲刷，以提高钢水的洁净度。 进一步的，中间包的烘烤分为三个阶段，第一阶段中间包进行小火烘烤，烘烤时间 50-70分钟，温度控制在280-300℃，以充分排出中间包材料中的水分。然后进行第二阶段烘 烤，中火烘烤，烘烤时间40-60分钟，温度控制在600-650℃。最后进行大火烘烤，烘烤时间 90-130分钟，烘烤温度1100-1150℃。 进一步的，所述小火烘烤：烘烤时小火的火焰要到达中间包深度的1/2-2/3； 进一步的，所述中火烘烤：烘烤时火焰要到达中间包底部，火焰触底反弹的高度距 离中间包底10-20mm。 进一步的，所述大火烘烤：火焰要到达中间包底部，火焰触底反弹出中间包包沿上 方200～300mm，并有一定刚度。 进一步的，步骤1)中加入SiCa粉的量为0.25-0.35kg/吨钢，以消除引流砂带来的 氧，避免开浇失败。所述SiCa粉含有以下质量百分比成分：S≤0.065％，C：2.50-3.00％，Ca： 36.00-40.00％，Si：10.00-12.00％，SiC：5.00-7.00％，CaO：25.00-30.00％，余量：不可避 免杂质。所述SiCa粉粒度:1.00-5.00mm。 步骤2)中开启钢包长水口保护氩气，压力：0.50-0.60MPa，流量420-450NL/min。 步骤2)中，分别在中间包冲击区和浇注区共计加入保护渣0.60-0.80kg/吨钢；以 减少随后加入辅料对钢水的污染。所述中间包冲击区为钢水从钢包经长水口进入中间包内 区域；所述浇注区为中间包钢水进入结晶器区域。 步骤2)中，所用保护渣主要技术参数：粘度：1.60-1.70Pa·s/1300℃，熔点：1040- 1050℃，溶解速度：30.00-34 .00g/s ,容重0.70-0 .80g/cm3 ,SiO2:35 .00-40 .00％,CaO: 30.00-33.00％，Al2O3:1.50-3.00％，F：10.00-12.00％，Na2O:8.00-10.00％，K2O≤0.20％， Fe2O3：≤0.50％，余量：挥发分和不可避免杂质。 步骤2)中，分别在中间包冲击区和浇注区分别加入碱性覆盖剂，然后再分别加入 酸性覆盖剂，碱性覆盖剂共计加入量为0.30-0.50kg/吨钢；酸性覆盖剂共计加入量：0.30- 0.50kg/吨钢；所述碱性覆盖剂含有以下质量百分比成分：SiO2：4.00-6.00％，CaO：48.00- 50.00％，Fe2O3：≤0.50％，MgO：3.00-5.00％，Al2O3:38.00-40.00％，余量：不可避免杂质。 所述酸性覆盖剂含有以下质量百分比成分：SiO2：91.00-93.00％，CaO：3.00-5.00％，Fe2O3： ≤0.50％，MgO≤1.00％，Al2O3:1.00-2.00％，余量：不可避免杂质。二者综合使用一是消除 碱性覆盖剂带来的表面结壳，二是提高覆盖剂的使用效能。 进一步的，步骤2)中，待拉速达到规定拉速后，在根据中间包表面的情况，补加酸 4 CN 111545717 A 说 明 书 3/9 页 性覆盖剂，使得中间包钢水表面必须保证全覆盖且不得裸露。 进一步的，步骤2)中，再对中间包表面进行氩气保护，具体为：氩气压力0.50- 0.60MPa，流量400-450NL/min；以隔绝中间包表面和大气的直接接触，减少钢水的氧化。 步骤3)中，加入保护渣，加入量0.20-0.40kg/吨钢；同时控制渣层厚度50-70mm，以 避免钢水卷渣。 步骤3)中所述保护渣，是指结晶器所用保护渣，主要技术参数：粘度：0 .08- 0.09Pa·s/1300℃，熔点：1140-1150℃，溶解速度：30-34g/s,容重0.50-0.70g/cm3,SiO2: 28 .00-30 .00％,CaO:38 .00-40 .00％，MgO：1.50-2 .00％，Al2O3:3 .00-5 .00％，F：7.00- 9.00％，Na2O:7.00-9.00％，C：4.00-6.00％，Fe2O3：≤0.50％，余量：挥发分和不可避免杂 质。 步骤3)中，开启水口的保护氩气，压力0.50-0.60MPa，流量10.00-15.00NL/min。 步骤4)中，中间包开浇后100-120s开始拉坯，拉速0.15-0.20m/min，当铸坯出结晶 器后开始远程均匀升速，每分钟均匀升速0.10-0.12m/min。待拉速达到0.6m/min时，此拉速 要保持1.50-2.0min以便于结晶器液面稳定，同时安装液面自动控制系统。然后继续以每分 钟均匀升速0.10-0.12m/min速度升速，当拉速达到规定值时，再次测量水口插入深度，并微 调，控制在125-135mm。 最后，每炉钢包浇注末期留钢，预留钢水量0.4-0.6吨钢水，以保证钢包不下渣，保 持中间包钢水的纯净度，保证中间包钢水的流动性。 通过控制浇注前钢水中游离O、S、Als、Ca、稀土的含量，为稀土钢的顺利浇注提供 一个良好的条件，对连铸工序工艺参数及辅料的成分、应用进行精确控制，同时精益开浇炉 的操作和浇注过程中钢水的保护，不仅使得加入的稀土量能够发挥应有的作用，而且能够 实现连续浇注。 与现有技术相比，本发明提供一种简单、易用操作的稀土钢浇注方法，在不需要添 加额外设备和减少稀土添加量的情况下，解决了稀土钢浇注堵水口问题，实现了稀土钢工 业化大生产，推动了稀土在钢中的应用，对高性能、低成本的稀土钢的开发和推广应用具有 重大意义。
