本发明属于小方坯连铸生产工艺技术领域，具体涉及一种解决小方坯连铸机生产高碳铬轴承钢浇注水口堵塞的方法。
背景技术：
连铸作为现代钢铁冶金生产过程中一个必不可少的工艺流程，对保持整个生产过程的连续性，提高钢铁企业的生产效率和产品的质量都具有举足轻重的作用。小方坯连铸机生产高碳铬轴承钢，对于钢水质量和连铸机保护浇注要求较高，gb/t18254-2016规定高级优质轴承钢ca≤0.0010wt%。
为了保证轴承钢的钙含量不超标，轴承钢的生产工艺需采取无钙处理，但是无钙处理工艺在连铸浇铸过程中表现为钢水流动性差，容易导致水口结瘤，从而造成连铸机停浇、钢水回炉或落地等事故，影响炼钢的正常生产，导致生产成本提高，降低了企业效益。由于小方坯连铸浸入水口内径小，更易堵塞，所以这种现象在小方坯连铸表现更为突出。目前，仍有部分冶金企业利用小方坯连铸机生产高碳铬轴承钢仍然采用钙处理工艺，造成钢水成分钙含量超标，无法生产高级优质轴承钢。
因此，如何在小方坯连铸生产中解决高碳铬轴承钢钢水浇注水口堵塞问题，成为炼钢技术人员亟待解决的问题。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是提供一种解决小方坯连铸机生产高碳铬轴承钢浇注水口堵塞的方法。该发明在小方坯连铸机生产高碳铬轴承钢时，避免浸入水口堵塞，大幅提升连拉炉数，减少生产事故，保证正常生产。
为解决上述技术问题，本发明采取的技术方案是：一种解决小方坯连铸机生产高碳铬轴承钢浇注水口堵塞的方法，所述方法包括lf精炼、rh精炼、连铸工序；所述lf精炼工序，lf精炼中期进行钙处理操作，钙线加入量为0.10～0.35㎏/t钢，钢水ca含量控制在0.0010～0.0025wt%，钙处理前钢水成分硫含量≤0.010wt%，否则钙处理后延。
本发明所述lf精炼工序，lf精炼前期加入铝制品，钢水铝含量控制在0.03～0.06wt%；钢水钙处理后在lf精炼出站前，钢水软吹处理，软吹时间控制在5～15min。
本发明所述rh精炼工序，真空度≤100pa，真空保持时间≥15min，钢水破空后，钢水软吹15～30min。
本发明所述连铸工序，将通有氩气的钢管插入中包烘烤孔中进行中包赶气操作，中包赶气时间≥3min，在中包开浇后将通有氩气的钢管撤走；大包开浇后，中包液面高度达到350mm时，参照对应的中包钢水重量，向中包投入覆盖剂，覆盖剂的投入时间控制在3min内，保证钢液面不裸漏，实现“黑面”浇注，覆盖剂加入量为1.4～2.1㎏/t钢，中包开浇要求10s内起步，90s内达到产品规程要求的最低拉速。
本发明所述连铸工序，小方坯铸机铸坯断面≤260mm×260mm，中包水口为浸入式水口，可以不使用开孔吹氩塞棒。
本发明所述方法lf精炼后期和rh工序不向钢水加入铝制品，所述铝制品为铝线或铝豆。
本发明所述方法开浇成功率达到95%以上，平均连拉炉数达到10炉以上。
本发明设计原理：
（1）、高碳铬轴承钢钢水自由氧含量在2～5ppm，钢水与空气接触极易吸氧，生成高熔点的al2o3沉积在水口内壁上，使钢流逐渐变小而造成水口堵塞；本发明在精炼工序中通过向钢水中喂入钙线，使得钢水ca含量在0.0010～0.0025wt%；钢水通过真空处理、连铸浇注，过程钢水中的钙含量损失，可以达到0.0010wt%以下，满足标准要求。钢水中的微量钙可平衡一部分钢水在连铸浇注过程中产生的al2o3，使其形成低熔点铝酸钙，避免在水口内壁堆积而堵塞水口。
（2）、通过钢水的微钙处理，小方坯连铸机可以不使用中包塞棒吹氩装置，简化了连铸设备及操作。
（3）、本发明补铝操作在lf精炼中期前完成，可保证钢水洁净度、钙处理效果和钢水流动性；若lf精炼后期、rh工序向钢水补铝，产生的al2o3夹杂上浮时间短，会造成钢水洁净度差，影响钙处理效果，增加钢水流动性变差的几率。
（4）、连铸开浇前采取中包赶气并及时加入覆盖剂，连铸中包实现的“黑面”操作，目的为减少钢水的二次氧化产生al2o3夹杂，减少高熔点夹杂物在水口内壁堆积。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：1、本发明通过对高碳铬轴承钢钢水在lf精炼过程的成分进行特殊控制、连铸中包赶气、减少钢水二次氧化等措施，大幅提升了小方坯连铸机生产高碳铬轴承钢的全流拉钢率，实现与其他钢种同等的开浇成功率，开浇成功率由原来的75%提高到95%以上，平均连拉炉数由原来的6炉提高到10炉以上，从而实现小方坯连铸机顺利生产轴承钢，该方法适宜于生产g8cr15、gcr15、gcr15simn等钢种。2、本发明方法简单、操作性强、效果显著，解决了长期困扰小方坯连铸机生产高碳铬轴承钢浸入水口容易堵塞，造成连铸机事故停浇、钢水回炉或落地等技术问题，可以实现连铸生产轴承钢的顺利开浇，全流生产，减少浸入水口结瘤，保证了炼钢厂的正常生产，降低了生产成本，提高了企业的效益，在本行业中有极好的推广应用价值。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
解决小方坯连铸机生产高碳铬轴承钢浇注水口堵塞的生产工艺流程为：转炉、lf精炼炉、rh精炼炉、小方坯连铸机。设备工艺参数为：转炉为120t顶底复吹转炉，装入量在148±2t，钢水量135±2t；lf精炼炉为电极旋转式双工位；rh精炼炉为双工位；小方坯连铸机为8机8流的200mm×200mm方坯连铸机，和小方坯连铸机为6机6流的260mm×260mm方坯连铸机，一个中包，中包液面高度350mm时对应的钢水重量20t，中包液面高度700mm时对应的钢水重量39t（正常浇钢液面高度）。
实施例1
本实施例高碳铬轴承钢钢种为gcr15，解决小方坯连铸机生产高碳铬轴承钢浇注水口堵塞的方法包括lf精炼、rh精炼、连铸工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）lf精炼工序：lf精炼前期加入铝线，钢水铝含量控制在0.06wt%；lf精炼中期进行钙处理操作，钙线加入量为0.35㎏/t钢，钢水ca含量控制在0.0024wt%，钙处理前钢水成分硫含量为0.002wt%；钢水钙处理后在lf精炼出站前，钢水软吹处理，软吹时间控制在8min；
（2）rh精炼工序：真空度65pa，真空保持时间21min，钢水破空后，钢水软吹20min；
（3）连铸工序：将通有氩气的钢管插入中包烘烤孔中进行中包赶气操作，中包赶气时间5min，在中包开浇后将通有氩气的钢管撤走；大包开浇后，中包液面高度达到350mm时，参照对应的中包钢水重量，向中包投入覆盖剂2.1㎏/t钢，覆盖剂的投入时间控制在2.9min，保证钢液面不裸漏，中包开浇8s起步，80s达到0.9m/min的最低拉速，小方坯铸机铸坯断面200mm×200mm，中包水口为浸入式水口，可以不使用开孔吹氩塞棒。
本实施例方法开浇成功率97%，平均连拉炉数12炉，浇注过程结晶器液面平稳，未出现浇注水口堵塞的现象。
实施例2
本实施例高碳铬轴承钢钢种为g8cr15，解决小方坯连铸机生产高碳铬轴承钢浇注水口堵塞的方法包括lf精炼、rh精炼、连铸工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）lf精炼工序：lf精炼前期加入铝制品，钢水铝含量控制在0.031wt%；lf精炼中期进行钙处理操作，钙线加入量为0.10㎏/t钢，钢水ca含量控制在0.0013wt%，钙处理前钢水成分硫含量为0.004wt%；钢水钙处理后在lf精炼出站前，钢水软吹处理，软吹时间控制在15min；
（2）rh精炼工序：真空度99pa，真空保持时间19min，钢水破空后，钢水软吹30min；
（3）连铸工序：将通有氩气的钢管插入中包烘烤孔中进行中包赶气操作，中包赶气时间4min，在中包开浇后将通有氩气的钢管撤走；大包开浇后，中包液面高度达到350mm时，参照对应的中包钢水重量，向中包投入覆盖剂1.4㎏/t钢，覆盖剂的投入时间控制在2.5min，保证钢液面不裸漏，中包开浇9s起步，85s达到0.90m/min的最低拉速，小方坯铸机铸坯断面200mm×200mm，中包水口为浸入式水口，可以不使用开孔吹氩塞棒。
本实施例方法开浇成功率95%，平均连拉炉数达到11炉，浇注过程结晶器液面平稳，未出现浇注水口堵塞的现象。
实施例3
本实施例高碳铬轴承钢钢种为gcr15simn，解决小方坯连铸机生产高碳铬轴承钢浇注水口堵塞的方法包括lf精炼、rh精炼、连铸工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）lf精炼工序：lf精炼前期加入铝制品，钢水铝含量控制在0.039wt%；lf精炼中期进行钙处理操作，钙线加入量为0.18㎏/t钢，钢水ca含量控制在0.0019wt%，钙处理前钢水成分硫含量为0.008wt%；钢水钙处理后在lf精炼出站前，钢水软吹处理，软吹时间控制在10min；
（2）rh精炼工序：真空度45pa，真空保持时间15min，钢水破空后，钢水软吹27min；
（3）连铸工序：将通有氩气的钢管插入中包烘烤孔中进行中包赶气操作，中包赶气时间5min，在中包开浇后将通有氩气的钢管撤走；大包开浇后，中包液面高度达到350mm时，参照对应的中包钢水重量，向中包投入覆盖剂1.6㎏/t钢，覆盖剂的投入时间控制在2.0min，保证钢液面不裸漏，中包开浇6s起步，85s达到0.85m/min的最低拉速，小方坯铸机铸坯断面200mm×200mm，中包水口为浸入式水口，可以不使用开孔吹氩塞棒。
本实施例方法开浇成功率98.2%，平均连拉炉数12炉，浇注过程结晶器液面平稳，未出现浇注水口堵塞的现象。
实施例4
本实施例高碳铬轴承钢钢种为gcr15，解决小方坯连铸机生产高碳铬轴承钢浇注水口堵塞的方法包括lf精炼、rh精炼、连铸工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）lf精炼工序：lf精炼前期加入铝制品，钢水铝含量控制在0.043wt%；lf精炼中期进行钙处理操作，钙线加入量为0.21㎏/t钢，钢水ca含量控制在0.0017wt%，钙处理前钢水成分硫含量为0.010wt%；钢水钙处理后在lf精炼出站前，钢水软吹处理，软吹时间控制在15min；
（2）rh精炼工序：真空度67pa，真空保持时间17min，钢水破空后，钢水软吹28min；
（3）连铸工序：将通有氩气的钢管插入中包烘烤孔中进行中包赶气操作，中包赶气时间4min，在中包开浇后将通有氩气的钢管撤走；大包开浇后，中包液面高度达到350mm时，参照对应的中包钢水重量，向中包投入覆盖剂1.4㎏/t钢，覆盖剂的投入时间控制在2.5min，保证钢液面不裸漏，中包开浇6s起步，72s达到0.7m/min的最低拉速，小方坯铸机铸坯断面260mm×260mm，中包水口为浸入式水口，可以不使用开孔吹氩塞棒。
本实施例方法开浇成功率96%，平均连拉炉数11炉，浇注过程结晶器液面平稳，未出现浇注水口堵塞的现象。
实施例5
本实施例高碳铬轴承钢钢种为gcr15simn，解决小方坯连铸机生产高碳铬轴承钢浇注水口堵塞的方法包括lf精炼、rh精炼、连铸工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）lf精炼工序：lf精炼前期加入铝制品，钢水铝含量控制在0.030wt%；lf精炼中期进行钙处理操作，钙线加入量为0.32㎏/t钢，钢水ca含量控制在0.0025wt%，钙处理前钢水成分硫含量为0.004wt%；钢水钙处理后在lf精炼出站前，钢水软吹处理，软吹时间控制在10min；
（2）rh精炼工序：真空度60pa，真空保持时间19min，钢水破空后，钢水软吹30min；
（3）连铸工序：将通有氩气的钢管插入中包烘烤孔中进行中包赶气操作，中包赶气时间6min，在中包开浇后将通有氩气的钢管撤走；大包开浇后，中包液面高度达到350mm时，参照对应的中包钢水重量，向中包投入覆盖剂1.5㎏/t钢，覆盖剂的投入时间控制在3min，保证钢液面不裸漏，中包开浇10s起步，77s达到0.7m/min的最低拉速，小方坯铸机铸坯断面260mm×260mm，中包水口为浸入式水口，可以不使用开孔吹氩塞棒。
本实施例方法开浇成功率96.4%，平均连拉炉数12炉，浇注过程结晶器液面平稳，未出现浇注水口堵塞的现象。
实施例6
本实施例高碳铬轴承钢钢种为g8cr15，解决小方坯连铸机生产高碳铬轴承钢浇注水口堵塞的方法包括lf精炼、rh精炼、连铸工序，具体工艺步骤如下所述：
（1）lf精炼工序：lf精炼前期加入铝制品，钢水铝含量控制在0.040wt%；lf精炼中期进行钙处理操作，钙线加入量为0.11㎏/t钢，钢水ca含量控制在0.0010wt%，钙处理前钢水成分硫含量为0.002wt%；钢水钙处理后在lf精炼出站前，钢水软吹处理，软吹时间控制在5min；
（2）rh精炼工序：真空度100pa，真空保持时间25min，钢水破空后，钢水软吹15min；
（3）连铸工序：将通有氩气的钢管插入中包烘烤孔中进行中包赶气操作，中包赶气时间3min，在中包开浇后将通有氩气的钢管撤走；大包开浇后，中包液面高度达到350mm时，参照对应的中包钢水重量，向中包投入覆盖剂2.0㎏/t钢，覆盖剂的投入时间控制在2.6min，保证钢液面不裸漏，中包开浇7s起步，90s达到0.7m/min的最低拉速，小方坯铸机铸坯断面260mm×260mm，中包水口为浸入式水口，可以不使用开孔吹氩塞棒。
本实施例方法开浇成功率97.5%，平均连拉炉数13炉，浇注过程结晶器液面平稳，未出现浇注水口堵塞的现象。
以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。