[發明專利]解決小方坯連鑄生產高硫易切削齒輪鋼水口堵塞的方法

有效

• 申請號: 202010132500.6
• 申請日: 2020-02-29
• 公開（公告）號: CN111318659B
• 公開（公告）日: 2021-12-07
• 發明（設計）人: 楊之俊;宋依新;徐學良;楊海濱;陳曉輝;吳悠;王玉剛
• 申請（專利權）人: 邯鄲鋼鐵集團有限責任公司;河鋼股份有限公司邯鄲分公司
• 主分類號: B22D11/116
• 分類號: B22D11/116;B22D11/04;C21C7/076;C21C7/10
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 趙幸

本發明涉及一種解決小方坯連鑄生產高硫易切削齒輪鋼水口堵塞的方法，包括連鑄澆次首爐鋼種選定、連澆爐次為高硫易切削鋼的LF精煉、RH精煉和連鑄工序；所述連鑄澆次首爐鋼種選擇低硫齒輪鋼；所述LF精煉后期進行鈣處理操作，鈣線加入量為0.35～0.50㎏/t鋼，鋼水Ca含量控制在0.0020～0.0040wt%，鈣處理前鋼水成分硫含量≤0.010wt%，否則鈣處理后延。本發明大幅提升了小方坯連鑄機生產高硫易切削齒輪鋼的全流拉鋼率，實現與其它鋼種同等的開澆成功率，開澆成功率由原來的55%提高到95%以上，高硫易切削齒輪鋼平均連拉爐數由原來的4爐提高到10爐以上，從而實現小方坯連鑄機順利生產高硫易切削齒輪鋼。

技術領域

本發明涉及小方坯連鑄機生產技術領域，尤其涉及一種解決小方坯連鑄生產高硫易切削齒輪鋼水口堵塞的方法。

背景技術

為改善中低碳齒輪鋼的易切削性能，在煉鋼生產中需添加一部分S；含S易切削鋼連鑄可澆性差，主要表現在：(1)夾雜物吸附在中間包水口上，造成水口堵塞；(2)水口結瘤造成結晶器液面波動，引起結晶器液面卷渣，影響鋼水質量，甚至出現非金屬低倍夾雜超標。為改善含S易切削鋼連鑄可澆性，要求冶煉過程中充分去除鋼中的氧化鋁和CaS夾雜，提高精煉鋼水的純凈度。

現有技術中，含S易切削鋼鋼種的成分控制一般為： S:0.015-0.030wt％,Al:0.015-0.05wt％。生產工藝路線為：轉爐—LF—RH—小方坯連鑄,在LF爐進行造白渣處理，在RH破空之后進行鈣處理、硫化處理、軟吹、上連鑄進行澆注；RH鈣處理過程中形成的CaS也容易造成連鑄水口堵塞。

經分析，鈣處理后水口堵塞的原因主要有兩個方面：

(1)鈣處理不充分。在煉鋼溫度下只有CaO·3Al₂O₃、12CaO·7Al₂O₃為液態，而CaO·6Al₂O₃及CaO·2Al₂O₃熔點都高于1700℃，這些鈣鋁酸鹽夾雜容易導致水口堵塞，需要在在煉鋼過程中盡量去除；

(2)鈣加入量過多，形成高熔點的CaS(熔點為2450℃)同樣會惡化鋼水的澆注性能。不同溫度下鋼中S、Al含量對形成CaS的影響見附圖1：隨著鋼中鋁含量的增加，氧的活度降低，有利于硫化物的形成；隨著鋼中硫含量的增加，有利于形成高熔點色CaS；鋼水溫度低，氧的活度降低，也有利于硫化物的形成。

根據相關文獻的研究成果，當Als含量為0.030wt％以下時，使Al₂O₃變性為液態所需鈣的范圍為0.0005-0.0057wt％。此時，對含硫鋼水直接進行鈣處理，不但起不到預期的效果，反而會造成連鑄水口堵塞。不同溫度下鋼水中[Ca]和[S] 反應生成CaS的熱力學平衡見附圖2。

現有技術表明，再硫化工藝會對硫化物復合夾雜產生較大影響，直接影響鋁鎮靜鋼鈣處理的效果。本發明基于上述理論，對含硫易切削鋼種再硫化及鈣處理進行了優化。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種解決小方坯連鑄生產高硫易切削齒輪鋼水口堵塞的方法，可有效避免小方坯連鑄機在生產高硫易切削齒輪鋼時浸入式水口堵塞的情況，大幅提升連拉爐數，減少生產事故，保證正常生產。

為解決上述技術問題，本發明采取的技術方案是：

解決小方坯連鑄生產高硫易切削齒輪鋼水口堵塞的方法，包括連鑄澆次首爐鋼種選定、連澆爐次為高硫易切削齒輪鋼的LF精煉、RH精煉和連鑄工序；所述連鑄澆次首爐鋼種選擇低硫齒輪鋼；所述連澆爐次高硫易切削齒輪鋼，LF 精煉后期進行鈣處理操作，鈣線加入量為0.35～0.50㎏/t鋼，鋼水Ca含量控制在0.0020～0.0040wt％，鈣處理前鋼水成分硫含量≤0.010wt％，否則鈣處理后延。