权利要求
1.一种全废钢电弧炉生产超低硫包晶钢连铸圆坯的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，配料：
全废钢包括以下质量百分含量的原料：普通废钢40%~55%和低硫废钢45%~60%;
所述普通废钢的硫含量为0.01%~0.03%，所述低硫废钢的硫含量≤0.01%;
S2，电弧炉冶炼：
将所述原料进行电弧炉冶炼，供氧强度为50Nm3/(h·t)~110Nm3/(h·t);
当熔池温度为1580℃~1610℃时，喷碳;控制出钢时钢液的碳含量为0.05%~0.07%;
S3，钢液造渣脱氧：
出钢至钢液总质量的5%~15%时，向钢包中加入铝锭;
出钢至钢液总质量的35%~45%时，向钢包中加入预熔精炼渣和萤石，并加入硅锰合金和高锰合金进行化学成分调整;
出钢至钢液总质量的45%~55%时，向钢包中加入石灰;
出钢至钢液总质量的100%时，向钢包中加入铝线，控制钢液中铝含量≥0.05%、溶解氧含量≤0.0003%;
S4，LF精炼：
将所述钢包中的钢液转移至精炼炉，送电并通入氩气，加入石灰、铝粒和碳化硅造白渣，进行白渣精炼，控制精炼过程中钢液的铝含量≥0.03%;
当钢液的硫含量≤0.0008%时，调整钢液的铝含量为0.04%~0.05%，过热度为120℃~140℃，出钢;
S5，VD真空冶炼：
将所述LF精炼后的钢液的顶渣倒掉40wt%~50wt%，转移至真空冶炼炉，通入氩气进行真空冶炼;破空后喂入硅钙线，软吹;
S6，包晶钢圆坯连铸：
将所述软吹后的钢液转移至中间包中，加入高碱度低硫无碳覆盖剂，进行连续铸钢，冷却，得超低硫包晶钢连铸圆坯。
2.如权利要求1所述的全废钢电弧炉生产超低硫包晶钢连铸圆坯的方法，其特征在于，S1中，所述低硫废钢包括低硫压块，所述低硫压块的质量占所述全废钢的35%~40%。
3.如权利要求1所述的全废钢电弧炉生产超低硫包晶钢连铸圆坯的方法，其特征在于，S2中，当熔池温度≤1560℃时，供氧强度为50Nm3/(h·t)~70Nm3/(h·t);当熔池温度为1560℃~1610℃时，供氧强度为80Nm3/(h·t)~110Nm3/(h·t);当熔池温度为1610℃~1650℃时，供氧强度为50Nm3/(h·t)~70Nm3/(h·t);
S2中，所述喷碳的速率为0.6kg/(min·t)~0.9kg/(min·t)。
4.如权利要求1所述的全废钢电弧炉生产超低硫包晶钢连铸圆坯的方法，其特征在于，S3中，所述预熔精炼渣包括以下质量百分含量的化学成分：CaO 32%~40%、SiO2≤10%、Al2O346%~54%和MgO≤1%;
S4中，所述白渣精炼过程中，精炼渣系包括以下质量百分含量的化学成分：CaO 59%~62.5%、SiO2 7%~10%、Al2O3 27%~29%、MgO 3%~5%、FeO+MnO≤0.5%;
S6中，所述高碱度低硫无碳覆盖剂包括以下质量百分含量的化学成分：CaO 33%~43%、SiO2 7%~17%、Al2O3 18%~28%、MgO 3.5%~7.5%和S≤0.2%。
5.如权利要求1或4所述的全废钢电弧炉生产超低硫包晶钢连铸圆坯的方法，其特征在于，S3中，所述铝锭的加入量为3kg/t~3.5kg/t;
S3中，所述预熔精炼渣的加入量为4kg/t~5kg/t;
S3中，所述萤石的加入量为1.5kg/t~2kg/t;
S3中，所述石灰的加入量为5.5kg/t~6.5kg/t;
S3中，所述铝线的加入量为0.3kg/t~0.5kg/t。
6.如权利要求1或4所述的全废钢电弧炉生产超低硫包晶钢连铸圆坯的方法，其特征在于，S4中，所述氩气的流量为230NL/min~270NL/min;
S4中，所述石灰的加入量为5kg/t~5.5kg/t;
S4中，所述铝粒的加入量为0.2kg/t~0.3kg/t;
S4中，所述碳化硅的加入量为0.3kg/t~0.5kg/t;
S4中，所述造白渣的时间为10min~15min;
S4中，所述白渣精炼的时间≥20min。
7.如权利要求1所述的全废钢电弧炉生产超低硫包晶钢连铸圆坯的方法，其特征在于，S5中，当真空度>67kPa时，所述氩气的流量为6NL/min~16NL/min;当真空度≤67kPa时，所述氩气的流量为40NL/min~80NL/min。
8.如权利要求1或7所述的全废钢电弧炉生产超低硫包晶钢连铸圆坯的方法，其特征在于，S5中，所述真空冶炼的时间≥15min;
S5中，所述硅钙线的加入量为0.35kg/t~0.5kg/t;
S5中，所述软吹的流量为3NL/min~6NL/min，软吹时间≥20min。
9.如权利要求1或4所述的全废钢电弧炉生产超低硫包晶钢连铸圆坯的方法，其特征在于，S6中，所述中间包中钢液的过热度为18℃~28℃;
S6中，所述高碱度低硫无碳覆盖剂的加入量为1.3kg/t~1.5kg/t;
S6中，所述连续铸钢的连铸拉速为1.5m/min~1.75m/min;所述超低硫包晶钢连铸圆坯的直径为180mm~220mm;
S6中，所述连续铸钢过程中，比水量为0.32L/kg~0.36L/kg，二次冷却区中冷却水的质量占比分别为23.5%~34.5%、33%~33.8%、22.5%~23.5%、11.5%~12.5%和7.4%~7.9%。
10.如权利要求9所述的全废钢电弧炉生产超低硫包晶钢连铸圆坯的方法，其特征在于，S6中，所述连续铸钢采用连铸结晶器;
所述连铸结晶器的保护渣包括以下质量百分含量的化学成分：CaO 33.8%~39.8%、SiO227.6%~33.6%、Al2O3 5%~9%、Na2O+K2O 2%~4%;所述保护渣的熔点为1170℃~1270℃，所述保护渣的粘度为0.43Pa·s~0.57Pa·s;
所述连铸结晶器的水流量为105Nm3/h~115Nm3/h;
所述连铸结晶器的电磁搅拌电流为350A~370A，末端电磁搅拌电流为380A~400A。
说明书
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技术领域
[0001]本发明涉及超低硫包晶钢冶炼技术领域，尤其涉及一种全废钢电弧炉生产超低硫包晶钢连铸圆坯的方法。
背景技术
[0002]超低硫钢是指硫含量<0.005%的钢，其表面质量好、定径率高，横向延性、Z向性能、缺口韧性、低温冲击韧性、耐氢诱裂纹及硫化物应力腐蚀能力优于常规含硫钢，可作为酸性腐蚀气体下的油、气管线钢，钻探钢管及海洋平台结构件用钢，低温钢、压力容器钢、船舰、钢轨钢。
[0003]包晶钢是指含碳量为0.08%~0.17%的碳钢，包晶钢从液相冷却到1495℃时会发生包晶反应，δFe(固体)+L(液体)→γFe(固体)。由于包晶反应时线收缩量较大(约9.8×10-5/℃，而未发生包晶反应的δFe的线收缩系数约为2×10-5/℃)，坯壳与结晶器器壁之间容易形成气隙，气隙的过早形成会导致收缩不均和坯壳厚度不均，而在薄弱处形成裂纹，容易发生漏钢事故和铸坯表面质量缺陷，而且相比于其他形状的坯料，包晶钢连铸圆坯的表面更易形成表面凹陷，是连铸生产中较难连铸的钢种之一。
[0004]目前，超低硫包晶钢的生产工艺一般均采用矿渣作原料，转炉使用高炉铁水，铁水中的硫含量相对较低、碳含量相对较高，且碳硫范围易调整。但对于全废钢原料，只能采用电弧炉生产。而目前全废钢电弧炉生产超低硫包晶钢连铸圆坯时，因所生产钢种的超低硫及包晶钢特性，导致生产过程存在以下几方面问题：(1)入炉钢铁料的不可控性，导致电弧炉出钢的原始硫含量不稳定，造成精炼炉脱硫困难;(2)电弧炉冶炼时需要大量用氧脱碳，出钢终点碳含量低，导致电弧炉出钢时氧含量高，造成精炼时脱氧脱硫困难;(3)超低硫对精炼渣渣系要求极高，精炼脱硫难度大，后续真空冶炼(VD)容易出现回硫问题;(4)VD吊包钢水在连铸浇注过程中存在回硫问题;(5)连铸圆坯包晶钢浇注过程存在严重的表面凹陷缺陷裂纹，缺陷率高达0.8%以上。
发明内容
[0005]针对上述问题，本发明提供一种全废钢电弧炉生产超低硫包晶钢连铸圆坯的方法，通过控制配料、电弧炉冶炼、钢液造渣脱氧、LF精炼、VD真空冶炼和包晶钢圆坯连铸的相应条件，制得了综合性能优异的超低硫包晶钢连铸圆坯，表面无凹陷和裂纹缺陷。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种全废钢电弧炉生产超低硫包晶钢连铸圆坯的方法，包括以下步骤：
S1，配料：
全废钢包括以下质量百分含量的原料：普通废钢40%~55%和低硫废钢45%~60%;
所述普通废钢的硫含量为0.01%~0.03%，所述低硫废钢的硫含量≤0.01%;
S2，电弧炉冶炼：
将所述原料进行电弧炉冶炼，供氧强度为50Nm3/(h·t)~110Nm3/(h·t);
当熔池温度为1580℃~1610℃时，喷碳;控制出钢时钢液的碳含量为0.05%~0.07%;
S3，钢液造渣脱氧：
出钢至钢液总质量的5%~15%时，向钢包中加入铝锭;
出钢至钢液总质量的35%~45%时，向钢包中加入预熔精炼渣和萤石，并加入硅锰合金和高锰合金进行化学成分调整;
出钢至钢液总质量的45%~55%时，向钢包中加入石灰;
出钢至钢液总质量的100%时，向钢包中加入铝线，控制钢液中铝含量≥0.05%、溶解氧含量≤0.0003%;
S4，LF精炼：
将所述钢包中的钢液转移至精炼炉，送电并通入氩气，加入石灰、铝粒和碳化硅造白渣，进行白渣精炼，控制精炼过程中钢液的铝含量≥0.03%;
当钢液的硫含量≤0.0008%时，调整钢液的铝含量为0.04%~0.05%，过热度为120℃~140℃，出钢;
S5，VD真空冶炼：
将所述LF精炼后的钢液的顶渣倒掉40wt%~50wt%，转移至真空冶炼炉，通入氩气进行真空冶炼;破空后喂入硅钙线，软吹;
S6，包晶钢圆坯连铸：
将所述软吹后的钢液转移至中间包中，加入高碱度低硫无碳覆盖剂，进行连续铸钢，冷却，得超低硫包晶钢连铸圆坯。
[0007]需要说明的是，本发明中“破空”是指由真空状态恢复至常压。
[0008]相对于现有技术，本发明提供的全废钢电弧炉生产超低硫包晶钢连铸圆坯的方法，选用特定量的低硫废钢，为后续的冶炼过程提供了低硫前提，可以稳定电弧炉冶炼后钢液中的硫含量，有利于后续精炼脱硫的顺利进行;通过限定电弧炉冶炼过程的供氧强度，控制碳与氧气的反应速率，进而控制钢液中的碳含量;电弧炉的熔池温度为1580℃~1610℃时，碳与氧气反应剧烈，钢液中的碳下降迅速，采用喷碳的方式来保证出钢时的碳含量;本发明通过控制电弧炉出钢时的碳含量来平衡碳氧关系，减低此时钢液的氧含量，为后续的精炼脱硫创造出良好的条件，同时保证了包晶钢所需的碳含量，避免了碳成分的偏析;钢液造渣脱氧过程中，在特定时机加入铝锭，可以保证优异的收得率和较好的脱氧效果，本发明通过大量试验发现，若铝锭的加入时间过早，钢包中的钢液较少，导致铝锭的收得率大大降低，若铝锭的加入时间过晚，轻质的铝锭会漂浮在钢液面上而起不到最佳的脱氧效果;钢液造渣脱氧过程中，在特定时机加入预熔精炼渣，可以有效利用出钢过程中的搅拌动能进行钢渣的混冲，从而提高化渣效果，同时显著提升了脱硫效果;钢液造渣脱氧后期，通过控制钢液中的铝含量来调节酸溶铝与溶解氧的平衡关系，更好地降低此时钢液中溶解氧的含量，为后续精炼脱硫的快速进行提供了前提条件;在钢液造渣脱氧过程中加入的铝锭、预熔精炼渣、萤石、石灰和铝线等，为后续精炼渣系的获得提供了前提基础;LF精炼前期，通过加入石灰、铝粒和碳化硅可以快速造白渣，并调整精炼渣系的化学成分，提升精炼效果;精炼全程控制钢液的铝含量在特定范围，可以限定钢液中溶解氧的含量在合适范围;钢液经过VD真空冶炼后其铝含量会有一定程度的降低，LF精炼后期调整钢液的铝含量在特定范围内，可有效防止超低硫包晶钢连铸圆坯中铝含量的偏析;VD真空冶炼开始时，通过控制顶渣的含量，将部分精炼渣系倒掉，可防止真空冶炼过程中精炼渣系的硫再次回到钢液中，降低回硫的可能性，同时防止精炼渣系外溢引发事故，此外剩余量的顶渣可提高真空冶炼的效果，进一步提升钢液的纯净度;包晶钢圆坯连铸开始时，通过加入高碱度低硫无碳覆盖剂，可有效降低连续铸钢过程中的回硫问题。
[0009]本发明提供的全废钢电弧炉生产超低硫包晶钢连铸圆坯的方法，通过控制配料、电弧炉冶炼、钢液造渣脱氧、LF精炼、VD真空冶炼和包晶钢圆坯连铸的相应条件，制得了综合性能优异的超低硫包晶钢连铸圆坯，表面无凹陷和裂纹缺陷，缺陷率基本为零。
[0010]优选的，S1中，所述低硫废钢包括低硫压块，所述低硫压块的质量占所述全废钢的35%~40%。
[0011]本发明选用密度较大的低硫压块可以更好地控制钢液中的硫含量，降低电炉压料，为出钢熔炼创造更好的条件。
[0012]优选的，S2中，当熔池温度≤1560℃时，供氧强度为50Nm3/(h·t)~70Nm3/(h·t);当熔池温度为1560℃~1610℃时，供氧强度为80Nm3/(h·t)~110Nm3/(h·t);当熔池温度为1610℃~1650℃时，供氧强度为50Nm3/(h·t)~70Nm3/(h·t)。
[0013]电弧炉冶炼过程中，熔池温度在不断上升，供氧温度根据熔池温度进行相应调整，可以更好地控制碳与氧气的反应速率。熔池温度≤1560℃时，反应温度较低，供氧强度较弱，反应速率较慢;当熔池温度为1560℃~1610℃时，反应温度较高，供氧强度加大，同时进行喷碳，反应速率剧烈;熔池温度为1610℃~1650℃时，为保证出钢时的碳含量，供氧强度减弱。
[0014]优选的，S2中，所述喷碳的速率为0.6kg/(min·t)~0.9kg/(min·t)。
[0015]优选的，S3中，所述铝锭的加入量为3kg/t~3.5kg/t。
[0016]示例的，S3中，铝锭的纯度≥99.9%。
[0017]优选的，S3中，所述预熔精炼渣包括以下质量百分含量的化学成分：CaO 32%~40%、SiO2≤10%、Al2O346%~54%和MgO≤1%。
[0018]优选的，S3中，所述预熔精炼渣的加入量为4kg/t~5kg/t。
[0019]示例的，S3中，萤石包括以下质量百分含量的化学成分：CaF2≥80%、SiO2≤18%和S≤0.03%。
[0020]优选的，S3中，所述萤石的加入量为1.5kg/t~2kg/t。
[0021]示例的，S3和S4中，石灰包括以下质量百分含量的化学成分：CaO≥90%、SiO2≤3%、MgO≤1%和S≤0.03%。
[0022]优选的，S3中，所述石灰的加入量为5.5kg/t~6.5kg/t。
[0023]优选的，S3中，所述铝线的加入量为0.3kg/t~0.5kg/t。
[0024]示例的，S3中，铝线的纯度≥99.9%。
[0025]优选的，S4中，所述氩气的流量为230NL/min~270NL/min。
[0026]优选的，S4中，所述石灰的加入量为5kg/t~5.5kg/t。
[0027]优选的，S4中，所述铝粒的加入量为0.2kg/t~0.3kg/t。
[0028]示例的，S4中，铝粒的纯度≥99.9%。
[0029]优选的，S4中，所述碳化硅的加入量为0.3kg/t~0.5kg/t。
[0030]示例的，S4中，碳化硅包括以下质量百分含量的化学成分：SiC≥75%、SiO2≤10%和C≤10%。
[0031]优选的，S4中，所述白渣精炼过程中，精炼渣系包括以下质量百分含量的化学成分：CaO 59%~62.5%、SiO27%~10%、Al2O327%~29%、MgO 3%~5%、FeO+MnO≤0.5%。
[0032]本发明采用特定的精炼渣系实现了深度脱硫的效果，使钢液的硫含量达到0.0008%以下，且VD真空冶炼不产生回硫问题。
[0033]优选的，S4中，所述造白渣的时间为10min~15min。
[0034]优选的，S4中，所述白渣精炼的时间≥20min，进一步优选为30min~40min。
[0035]优选的，S4中，所述LF精炼的时间为50min~55min。
[0036]本发明中，白渣保持的时间越长，脱硫效果越好。
[0037]示例的，S4中，当送电温度≥1560℃时，取光谱样分析，调整各化学成分至目标成分。
[0038]优选的，S5中，所述真空冶炼的时间≥15min，进一步优选为15min~20min。
[0039]优选的，S5中，当真空度>67kPa时，所述氩气的流量为6NL/min~16NL/min;当真空度≤67kPa时，所述氩气的流量为40NL/min~80NL/min。
[0040]本发明通过限定真空度与氩气流量之间的关系，可以更好地实现脱气效果，并有效去除夹杂物，最大程度地提升钢液的纯净度。若氩气流量过大，真空脱气时气泡会快速上浮，而达不到真空脱氢以及吸附夹杂物的作用;若氩气流量过小，则不能充分进行钢渣的混冲反应，同样不能达到脱氢和去除夹杂物的目的。
[0041]优选的，S5中，所述硅钙线的加入量为0.35kg/t~0.5kg/t。
[0042]示例的，S5中，硅钙线包括以下质量百分含量的化学成分：Ca≥30%和Si≥55。
[0043]优选的，S5中，所述软吹的流量为3NL/min~6NL/min，软吹时间≥20min。
[0044]VD真空冶炼后期，通过软吹促进钢液中夹杂物的上浮，提高钢液的洁净度，同时能够降低钢液的过热度，在保证钢液温度可控的前提下，软吹时间越长越好。
[0045]优选的，S6中，所述中间包中钢液的过热度为18℃~28℃。
[0046]优选的，S6中，所述高碱度低硫无碳覆盖剂包括以下质量百分含量的化学成分：CaO 33%~43%、SiO27%~17%、Al2O318%~28%、MgO 3.5%~7.5%和S≤0.2%。
[0047]进一步优选的，S6中，所述高碱度低硫无碳覆盖剂包括以下质量百分含量的化学成分：CaO 38±2%、SiO212±2%、Al2O323±2%、MgO 5.5±1%和S≤0.2%。
[0048]优选的，S6中，所述高碱度低硫无碳覆盖剂的加入量为1.3kg/t~1.5kg/t。
[0049]优选的，S6中，所述连续铸钢的连铸拉速为1.5m/min~1.75m/min。
[0050]优选的，S6中，所述连续铸钢采用连铸结晶器。
[0051]进一步优选的，S6中，所述连铸结晶器的保护渣包括以下质量百分含量的化学成分：CaO 33.8%~39.8%、SiO227.6%~33.6%、Al2O35%~9%、Na2O+K2O 2%~4%。
[0052]更优选的，S6中，所述保护渣的熔点为1170℃~1270℃，所述保护渣的粘度为0.43Pa·s~0.57Pa·s。
[0053]进一步优选的，S6中，所述连铸结晶器的水流量为105Nm3/h~115Nm3/h。
[0054]进一步优选的，S6中，所述连铸结晶器的电磁搅拌电流为350A~370A，末端电磁搅拌电流为380A~400A。
[0055]示例的，S6中，电磁搅拌的频率为4Hz，搅拌模式为连续搅拌;末端电磁搅拌的频率为10H，搅拌模式为10s-2s-10s。
[0056]优选的，S6中，所述连续铸钢过程中，比水量为0.32L/kg~0.36L/kg，二次冷却区中冷却水的质量占比分别为23.5%~34.5%、33%~33.8%、22.5%~23.5%、11.5%~12.5%和7.4%~7.9%。
[0057]进一步优选的，S6中，所述连续铸钢过程中，比水量为0.34L/kg，二次冷却区中冷却水的质量占比分别为23.99%、33.38%、23.04%、11.96%和7.64%。
[0058]优选的，S6中，所述超低硫包晶钢连铸圆坯的直径为180mm~220mm。
附图说明
[0059]图1为本发明实施例1中12MnV钢的低倍组织照片，图中12MnV钢的直径为200mm。
具体实施方式
[0060]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。
[0061]未经特殊说明，本发明中的含量均为质量含量。
[0062]实施例1
本实施例提供一种全废钢电弧炉生产超低硫包晶钢连铸圆坯12MnV钢的方法，包括以下步骤：
S1，配料：
全废钢由以下质量百分含量的原料组成：普通废钢48%和低硫废钢52%;低硫废钢包括低硫压块，低硫压块的质量占全废钢的38%。
[0063]其中，普通废钢的硫含量为0.025%，低硫废钢的硫含量为0.008%。
[0064]S2，电弧炉冶炼：
将原料进行电弧炉冶炼，当熔池温度≤1560℃时，供氧强度为60Nm3/(h·t);
当熔池温度为1560℃~1610℃时，供氧强度为95Nm3/(h·t)，同时以0.8kg/(min·t)的速率喷碳;
当熔池温度为1610℃~1650℃时，供氧强度为60Nm3/(h·t)，当钢液的碳含量为0.06%时出钢。
[0065]S3，钢液造渣脱氧：
出钢至钢液总质量的10%时，向钢包中加入3.2kg/t铝锭;
出钢至钢液总质量的40%时，向钢包中加入4.5kg/t预熔精炼渣和1.8kg/t萤石，预熔精炼渣包括以下质量百分含量的化学成分：CaO 36%、SiO27%、Al2O350%和MgO0.7%;并加入硅锰合金和高锰合金进行化学成分调整;
出钢至钢液总质量的50%时，向钢包中加入6.0kg/t石灰;
出钢至钢液总质量的100%时，向钢包中加入0.4kg/t铝线，控制钢液中铝含量为0.055%、溶解氧含量为0.00026%。
[0066]S4，LF精炼：
将钢包中的钢液转移至精炼炉，送电并通入氩气，氩气的流量为250NL/min，加入5.2kg/t石灰、0.25kg/t铝粒和0.4kg/t碳化硅造白渣(12min)，控制精炼渣系的化学成分(包括CaO 59%、SiO27%、Al2O329%、MgO 4%、FeO+MnO=0.4%)，进行白渣精炼35min，控制精炼过程中钢液的铝含量为0.03%~0.04%。
[0067]当送电温度为1560℃时，取光谱样分析，调整各化学成分至目标成分。当钢液的硫含量为0.0008%时，调整钢液的铝含量为0.04%，过热度为130℃，出钢。
[0068]S5，VD真空冶炼：
将LF精炼后的钢液的顶渣倒掉45wt%，转移至真空冶炼炉，通入氩气进行真空冶炼18min，当真空度>67kPa时，所述氩气的流量为11NL/min;当真空度≤67kPa时，所述氩气的流量为60NL/min。破空后喂入0.41kg/t硅钙线，软吹21min(流量为5NL/min)。
[0069]S6，包晶钢圆坯连铸：
将软吹后的钢液转移至中间包(钢液的过热度为23℃)中，加入1.4kg/t高碱度低硫无碳覆盖剂(高碱度低硫无碳覆盖剂包括以下质量百分含量的化学成分：CaO 38%、SiO212%、Al2O323%、MgO 5.5%和S 0.15%)，采用连铸结晶器进行连续铸钢，连铸拉速为1.65m/min，水流量为110Nm3/h，电磁搅拌电流为360A，末端电磁搅拌电流为390A。连铸结晶器的保护渣包括以下质量百分含量的化学成分：CaO 36.8%、SiO230.6%、Al2O37.0%、Na2O+K2O3.0%;熔点为1250℃，粘度为0.5Pa·s。冷却，比水量为0.34L/kg，二次冷却区中冷却水的质量占比分别为23.98%、33.38%、23.04%、11.96%和7.64%，得Φ200mm的超低硫包晶钢连铸圆坯12MnV钢(参见图1，其化学成分见表1)。
[0070]实施例2
本实施例提供一种全废钢电弧炉生产超低硫包晶钢连铸圆坯14Mn的方法，包括以下步骤：
S1，配料：
全废钢由以下质量百分含量的原料组成：普通废钢40%和低硫废钢60%;低硫废钢包括低硫压块，低硫压块的质量占全废钢的35%。
[0071]其中，普通废钢的硫含量为0.025%，低硫废钢的硫含量为0.008%。
[0072]S2，电弧炉冶炼：
将原料进行电弧炉冶炼，当熔池温度≤1560℃时，供氧强度为50Nm3/(h·t);
当熔池温度为1560℃~1610℃时，供氧强度为110Nm3/(h·t)，同时以0.9kg/(min·t)的速率喷碳;
当熔池温度为1610℃~1650℃时，供氧强度为50Nm3/(h·t)，当钢液的碳含量为0.07%时出钢。
[0073]S3，钢液造渣脱氧：
出钢至钢液总质量的5%时，向钢包中加入3kg/t铝锭;
出钢至钢液总质量的35%时，向钢包中加入4kg/t预熔精炼渣和2kg/t萤石，预熔精炼渣包括以下质量百分含量的化学成分：CaO 40%、SiO28%、Al2O346%和MgO0.9%;并加入硅锰合金和高锰合金进行化学成分调整;
出钢至钢液总质量的45%时，向钢包中加入5.5kg/t石灰;
出钢至钢液总质量的100%时，向钢包中加入0.3kg/t铝线，控制钢液中铝含量为0.06%、溶解氧含量为0.00025%。
[0074]S4，LF精炼：
将钢包中的钢液转移至精炼炉，送电并通入氩气，氩气的流量为270NL/min，加入5.5kg/t石灰、0.2kg/t铝粒和0.5kg/t碳化硅造白渣(12min)，控制精炼渣系的化学成分(包括CaO 62.5%、SiO27%、Al2O327%、MgO 3%、FeO+MnO=0.3%)，进行白渣精炼30min，控制精炼过程中钢液的铝含量为0.03%~0.04%。
[0075]当送电温度为1560℃时，取光谱样分析，调整各化学成分至目标成分。当钢液的硫含量为0.0008%时，调整钢液的铝含量为0.05%，过热度为120℃，出钢。
[0076]S5，VD真空冶炼：
将LF精炼后的钢液的顶渣倒掉40wt%，转移至真空冶炼炉，通入氩气进行真空冶炼19min，当真空度>67kPa时，所述氩气的流量为6NL/min;当真空度≤67kPa时，所述氩气的流量为40NL/min。破空后喂入0.35kg/t硅钙线，软吹23min(流量为3NL/min)。
[0077]S6，包晶钢圆坯连铸：
将软吹后的钢液转移至中间包(钢液的过热度为18℃)中，加入1.3kg/t高碱度低硫无碳覆盖剂(高碱度低硫无碳覆盖剂包括以下质量百分含量的化学成分：CaO 40%、SiO210%、Al2O325%、MgO 4.5%和S 0.15%)，采用连铸结晶器进行连续铸钢，连铸拉速为1.5m/min，水流量为105Nm3/h，电磁搅拌电流为350A，末端电磁搅拌电流为380A。连铸结晶器的保护渣包括以下质量百分含量的化学成分：CaO 34%、SiO231%、Al2O39%、Na2O+K2O 2%;熔点为1200℃，粘度为0.45Pa·s。冷却，比水量为0.36L/kg，二次冷却区中冷却水的质量占比分别为23.98%、33.38%、23.04%、11.96%和7.64%，得Φ200mm的超低硫包晶钢连铸圆坯14Mn(其化学成分见表1)。
[0078]实施例3
本实施例提供一种全废钢电弧炉生产超低硫包晶钢连铸圆坯L245NCS的方法，包括以下步骤：
S1，配料：
全废钢由以下质量百分含量的原料组成：普通废钢55%和低硫废钢45%;低硫废钢包括低硫压块，低硫压块的质量占全废钢的40%。
[0079]其中，普通废钢的硫含量为0.025%，低硫废钢的硫含量为0.008%。
[0080]S2，电弧炉冶炼：
将原料进行电弧炉冶炼，当熔池温度≤1560℃时，供氧强度为70Nm3/(h·t);
当熔池温度为1560℃~1610℃时，供氧强度为82Nm3/(h·t)，同时以0.6kg/(min·t)的速率喷碳;
当熔池温度为1610℃~1650℃时，供氧强度为70Nm3/(h·t)，当钢液的碳含量为0.05%时出钢。
[0081]S3，钢液造渣脱氧：
出钢至钢液总质量的15%时，向钢包中加入3.5kg/t铝锭;
出钢至钢液总质量的45%时，向钢包中加入5kg/t预熔精炼渣和1.5kg/t萤石，预熔精炼渣包括以下质量百分含量的化学成分：CaO 32%、SiO28%、Al2O354%和MgO0.7%;并加入硅锰合金和高锰合金进行化学成分调整;
出钢至钢液总质量的55%时，向钢包中加入6.5kg/t石灰;
出钢至钢液总质量的100%时，向钢包中加入0.5kg/t铝线，控制钢液中铝含量为0.058%、溶解氧含量为0.00027%。
[0082]S4，LF精炼：
将钢包中的钢液转移至精炼炉，送电并通入氩气，氩气的流量为230NL/min，加入5kg/t石灰、0.3kg/t铝粒和0.3kg/t碳化硅造白渣(15min)，控制精炼渣系的化学成分(包括CaO 59.2%、SiO210%、Al2O327%、MgO 3%、FeO+MnO=0.3%)，进行白渣精炼40min，控制精炼过程中钢液的铝含量为0.03%~0.04%。
[0083]当送电温度为1570℃时，取光谱样分析，调整各化学成分至目标成分。当钢液的硫含量为0.0007%时，调整钢液的铝含量为0.04%，过热度为140℃，出钢。
[0084]S5，VD真空冶炼：
将LF精炼后的钢液的顶渣倒掉50wt%，转移至真空冶炼炉，通入氩气进行真空冶炼20min，当真空度>67kPa时，所述氩气的流量为16NL/min;当真空度≤67kPa时，所述氩气的流量为80NL/min。破空后喂入0.5kg/t硅钙线，软吹24min(流量为6NL/min)。
[0085]S6，包晶钢圆坯连铸：
将软吹后的钢液转移至中间包(钢液的过热度为28℃)中，加入1.5kg/t高碱度低硫无碳覆盖剂(高碱度低硫无碳覆盖剂包括以下质量百分含量的化学成分：CaO 36%、SiO214%、Al2O321%、MgO 6.5%和S 0.15%)，采用连铸结晶器进行连续铸钢，连铸拉速为1.75m/min，水流量为115Nm3/h，电磁搅拌电流为370A，末端电磁搅拌电流为400A。连铸结晶器的保护渣包括以下质量百分含量的化学成分：CaO 39%、SiO228%、Al2O35%、Na2O+K2O 4%;熔点为1250℃，粘度为0.55Pa·s。冷却，比水量为0.32L/kg，二次冷却区中冷却水的质量占比分别为23.98%、33.38%、23.04%、11.96%和7.64%，得Φ200mm的超低硫包晶钢连铸圆坯L245NCS(其化学成分见表1)。
[0086]对比例1
本对比例提供一种全废钢电弧炉生产超低硫包晶钢连铸圆坯12MnV(其化学成分见表1)的方法，与实施例1相似，不同之处在于：S1中，全废钢为低硫废钢。其余条件与实施例1相同，不再赘述。
[0087]对比例2
本对比例提供一种全废钢电弧炉生产超低硫包晶钢连铸圆坯14Mn(其化学成分见表1)的方法，与实施例2相似，不同之处在于：S1中，全废钢由普通废钢65%和低硫压块35%组成。具体包括以下步骤：
S1，配料：
全废钢由以下质量百分含量的原料组成：普通废钢65%和低硫压块35%。
[0088]其中，普通废钢的硫含量为0.025%，低硫废钢的硫含量为0.008%。
[0089]S2~S3，与实施例2相同，不再赘述。
[0090]S4，LF精炼：
将钢包中的钢液转移至精炼炉，送电并通入氩气，氩气的流量为270NL/min，加入5.5kg/t石灰、0.2kg/t铝粒和0.5kg/t碳化硅造白渣(12min)，控制精炼渣系的化学成分(包括CaO 62.1%、SiO27.2%、Al2O327%、MgO 3.1%、FeO+MnO=0.35%)，进行白渣精炼30min，控制精炼过程中钢液的铝含量为0.03%~0.04%。
[0091]当送电温度为1560℃时，取光谱样分析，调整各化学成分至目标成分。当钢液的硫含量为0.0012%时，调整钢液的铝含量为0.05%，过热度为120℃，出钢。
[0092]S5~S6，同实施例2，不再赘述。
[0093]对比例3
本对比例提供一种全废钢电弧炉生产超低硫包晶钢连铸圆坯12MnV(其化学成分见表1)的方法，与实施例1相似，不同之处在于：S2中，当熔池温度为1560℃~1610℃时，不喷碳。具体包括以下步骤：
S1，配料：同实施例1，不再赘述。
[0094]S2，电弧炉冶炼：
将原料进行电弧炉冶炼，当熔池温度≤1560℃时，供氧强度为60Nm3/(h·t);
当熔池温度为1560℃~1610℃时，供氧强度为95Nm3/(h·t);
当熔池温度为1610℃~1650℃时，供氧强度为60Nm3/(h·t);出钢时，钢液的碳含量为0.03%。
[0095]S3，钢液造渣脱氧：
出钢至钢液总质量的10%时，向钢包中加入3.2kg/t铝锭;
出钢至钢液总质量的40%时，向钢包中加入4.5kg/t预熔精炼渣和1.8kg/t萤石，预熔精炼渣包括以下质量百分含量的化学成分：CaO 36%、SiO27%、Al2O350%和MgO0.7%;并加入硅锰合金和高锰合金进行化学成分调整;
出钢至钢液总质量的50%时，向钢包中加入6.0kg/t石灰;
出钢至钢液总质量的100%时，向钢包中加入0.4kg/t铝线，控制钢液中铝含量为0.055%(此时，溶解氧含量为0.00045%)。
[0096]S4，LF精炼：
将钢包中的钢液转移至精炼炉，送电并通入氩气，氩气的流量为250NL/min，加入5.2kg/t石灰、0.25kg/t铝粒和0.4kg/t碳化硅造白渣(12min)，控制精炼渣系的化学成分(包括CaO 59.3%、SiO27%、Al2O328.4%、MgO 4.1%、FeO+MnO=0.4%)，进行白渣精炼35min，控制精炼过程中钢液的铝含量为0.03%~0.04%。
[0097]当送电温度为1560℃时，取光谱样分析，调整各化学成分至目标成分。当钢液的硫含量为0.0010%(钢液的硫含量无法达到0.0008%以下)时，调整钢液的铝含量为0.04%，过热度为130℃，出钢。
[0098]S5~S6，同实施例1，不再赘述。
[0099]对比例4
本对比例提供一种全废钢电弧炉生产超低硫包晶钢连铸圆坯L245NCS(其化学成分见表1)的方法，与实施例3相似，不同之处在于：S2中，供氧强度为40Nm3/(h·t)。具体包括以下步骤：
S1，配料：同实施例3，不再赘述。
[0100]S2，电弧炉冶炼：
将原料进行电弧炉冶炼，当熔池温度≤1560℃时，供氧强度为40Nm3/(h·t);
当熔池温度为1560℃~1610℃时，供氧强度为40Nm3/(h·t)，同时以0.6kg/(min·t)的速率喷碳;
当熔池温度为1610℃~1650℃时，供氧强度为40Nm3/(h·t)，当钢液的碳含量为0.045%(钢液的碳含量无法达到0.05%以上)时出钢。
[0101]S3，钢液造渣脱氧：
出钢至钢液总质量的15%时，向钢包中加入3.5kg/t铝锭;
出钢至钢液总质量的45%时，向钢包中加入5kg/t预熔精炼渣和1.5kg/t萤石，预熔精炼渣包括以下质量百分含量的化学成分：CaO 32%、SiO28%、Al2O354%和MgO0.7%;并加入硅锰合金和高锰合金进行化学成分调整;
出钢至钢液总质量的55%时，向钢包中加入6.5kg/t石灰;
出钢至钢液总质量的100%时，向钢包中加入0.5kg/t铝线，控制钢液中铝含量为0.058%(此时，溶解氧含量为0.00035%)。
[0102]S4，LF精炼：
将钢包中的钢液转移至精炼炉，送电并通入氩气，氩气的流量为230NL/min，加入5kg/t石灰、0.3kg/t铝粒和0.3kg/t碳化硅造白渣(15min)，控制精炼渣系的化学成分(包括CaO 59.1%、SiO27.6%、Al2O327.3%、MgO 5%、FeO+MnO=0.3%)，进行白渣精炼40min，控制精炼过程中钢液的铝含量为0.03%~0.04%。
[0103]当送电温度为1570℃时，取光谱样分析，调整各化学成分至目标成分。当钢液的硫含量为0.0010%(钢液的硫含量无法达到0.0008%以下)时，调整钢液的铝含量为0.04%，过热度为140℃，出钢。
[0104]S5~S6，同实施例3，不再赘述。
[0105]对比例5
本对比例提供一种全废钢电弧炉生产超低硫包晶钢连铸圆坯12MnV(其化学成分见表1)的方法，与实施例1相似，不同之处在于：S3中，铝锭的加入时机为出钢至钢液总质量的20%时。具体包括以下步骤：
S1~S2，同实施例1，不再赘述。
[0106]S3，钢液造渣脱氧：
出钢至钢液总质量的20%时，向钢包中加入3.2kg/t铝锭;
出钢至钢液总质量的40%时，向钢包中加入4.5kg/t预熔精炼渣和1.8kg/t萤石，预熔精炼渣包括以下质量百分含量的化学成分：CaO 36%、SiO27%、Al2O350%和MgO0.7%;并加入硅锰合金和高锰合金进行化学成分调整;
出钢至钢液总质量的50%时，向钢包中加入6.0kg/t石灰;
出钢至钢液总质量的100%时，向钢包中加入0.4kg/t铝线，控制钢液中铝含量为0.05%(此时，溶解氧含量为0.00045%)。
[0107]S4，LF精炼：
将钢包中的钢液转移至精炼炉，送电并通入氩气，氩气的流量为250NL/min，加入5.2kg/t石灰、0.25kg/t铝粒和0.4kg/t碳化硅造白渣(12min)，控制精炼渣系的化学成分(包括CaO 60%、SiO27.8%、Al2O327.9%、MgO 3.4%、FeO+MnO=0.4%)，进行白渣精炼35min，控制精炼过程中钢液的铝含量为0.03%~0.04%。
[0108]当送电温度为1560℃时，取光谱样分析，调整各化学成分至目标成分。当钢液的硫含量为0.0012%(钢液的硫含量无法达到0.0008%以下)时，调整钢液的铝含量为0.04%，过热度为130℃，出钢。
[0109]S5~S6，同实施例1，不再赘述。
[0110]对比例6
本对比例提供一种全废钢电弧炉生产超低硫包晶钢连铸圆坯12MnV(其化学成分见表1)的方法，与实施例1相似，不同之处在于：S3中，预熔精炼渣的加入时机为出钢至钢液总质量的25%时。具体包括以下步骤：
S1~S2，同实施例1，不再赘述。
[0111]S3，钢液造渣脱氧：
出钢至钢液总质量的10%时，向钢包中加入3.2kg/t铝锭;
出钢至钢液总质量的25%时，向钢包中加入4.5kg/t预熔精炼渣，预熔精炼渣包括以下质量百分含量的化学成分：CaO 36%、SiO27%、Al2O350%和MgO0.7%;
出钢至钢液总质量的40%时，向钢包中加入1.8kg/t萤石;并加入硅锰合金和高锰合金进行化学成分调整;
出钢至钢液总质量的50%时，向钢包中加入6.0kg/t石灰;
出钢至钢液总质量的100%时，向钢包中加入0.4kg/t铝线，控制钢液中铝含量0.055%、溶解氧含量0.00026%。
[0112]S4，LF精炼：
将钢包中的钢液转移至精炼炉，送电并通入氩气，氩气的流量为250NL/min，加入5.2kg/t石灰、0.25kg/t铝粒和0.4kg/t碳化硅造白渣(12min)，控制精炼渣系的化学成分(包括CaO 59.1%、SiO27.2%、Al2O328.5%、MgO 4.3%、FeO+MnO=0.5%)，进行白渣精炼35min，控制精炼过程中钢液的铝含量为0.03%~0.04%。
[0113]当送电温度为1560℃时，取光谱样分析，调整各化学成分至目标成分。当钢液的硫含量为0.0013%(钢液的硫含量无法达到0.0008%以下)时，调整钢液的铝含量为0.04%，过热度为130℃，出钢。
[0114]S5~S6，同实施例1，不再赘述。
[0115]对比例7
本对比例提供一种全废钢电弧炉生产超低硫包晶钢连铸圆坯12MnV(其化学成分见表1)的方法，与实施例1相似，不同之处仅在于：S4中，控制精炼过程中钢液的铝含量为0.07%。具体包括以下步骤：
S1~S3，同实施例1，不再赘述。
[0116]S4，LF精炼：
将钢包中的钢液转移至精炼炉，送电并通入氩气，氩气的流量为250NL/min，加入5.2kg/t石灰、0.25kg/t铝粒和0.4kg/t碳化硅造白渣(12min)，控制精炼渣系的化学成分(包括CaO 59.9%、SiO27.6%、Al2O327.9%、MgO 4%、FeO+MnO=0.4%)，进行白渣精炼35min，控制精炼过程中钢液的铝含量为0.02%。
[0117]当送电温度为1560℃时，取光谱样分析，调整各化学成分至目标成分。当钢液的硫含量为0.0008%时，调整钢液的铝含量为0.07%，过热度为130℃，出钢。
[0118]S5~S6，同实施例1，不再赘述。
[0119]对比例8
本对比例提供一种全废钢电弧炉生产超低硫包晶钢连铸圆坯12MnV(其化学成分见表1)的方法，与实施例1相似，不同之处在于：S5中，LF精炼后的钢液的顶渣不做处理。具体包括以下步骤：
S1~S4，同实施例1，不再赘述。
[0120]S5，VD真空冶炼：
将LF精炼后的钢液转移至真空冶炼炉，通入氩气进行真空冶炼18min，当真空度>67kPa时，所述氩气的流量为11NL/min;当真空度≤67kPa时，所述氩气的流量为60NL/min。破空后喂入0.41kg/t硅钙线，软吹21min(流量为5NL/min)。
[0121]S6，包晶钢圆坯连铸：同实施例1，不再赘述。
[0122]对比例9
本对比例提供一种全废钢电弧炉生产超低硫包晶钢连铸圆坯12MnV(其化学成分见表1)的方法，与实施例1相似，不同之处在于：S5中，将LF精炼后的钢液的顶渣倒掉60wt%。具体包括以下步骤：
S1~S4，同实施例1，不再赘述。
[0123]S5，VD真空冶炼：
将LF精炼后的钢液的顶渣倒掉60wt%，转移至真空冶炼炉，通入氩气进行真空冶炼18min，当真空度>67kPa时，所述氩气的流量为11NL/min;当真空度≤67kPa时，所述氩气的流量为60NL/min。破空后喂入0.41kg/t硅钙线，软吹21min(流量为5NL/min)。
[0124]S6，包晶钢圆坯连铸：同实施例1，不再赘述。
[0125]对比例10
本对比例提供一种全废钢电弧炉生产超低硫包晶钢连铸圆坯12MnV(其化学成分见表1)的方法，与实施例1相似，不同之处仅在于：S6中，不添加高碱度低硫无碳覆盖剂。其余条件同实施例1，不再赘述。
[0126]表1实施例和对比例中超低硫包晶钢连铸圆坯的化学成分(%)
[0127]验证试验
分别参照GB/T 10561-2023和YB/T 4149-2018对实施例1~4、对比例1~10提供的超低硫包晶钢连铸圆坯的夹杂物情况和低倍质量情况进行测试，测试结果如表2~3所示。
[0128]表2实施例和对比例的超低硫包晶钢连铸圆坯的夹杂物情况
[0129]表3实施例和对比例的超低硫包晶钢连铸圆坯的低倍组织评级结果
[0130]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、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
说明书附图(1)
