CN101367121A - 电工钢近液相线连铸方法 - Google Patents

电工钢近液相线连铸方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电工钢近液相线连铸方法，包括：(1)采集钢水成分和温度等数据；(2)根据采集的数据计算出钢种平衡状态下的Fe－C－Si三元相图，然后计算出钢水的固－液相变点温度T1；(3)设定中间包内钢水过热度ΔT，再计算出最佳浇注温度T0＝T1+ΔT，使浇入中间包内的钢水过热度ΔT为5～10℃，结晶器内的钢水过热度达到0～5℃。本发明根据不同成分电工钢热力学相图的计算，以及实际相变点的测试，综合得出连铸时恰当的浇铸温度。当钢水温度达到合金的固－液相变点时进行浇铸，可使钢水迅速凝固，防止由于含硅量高的取向硅钢或高牌号无取向硅钢由于边部散热快而产生的横向、纵向、边部以及角部裂纹，从而改善连铸坯的质量。

Description

电工钢近液相线连铸方法
技术领域
本发明属于金属铸造技术领域，尤其涉及一种电工钢的连铸方法。
背景技术
目前电工钢连铸坯的产品缺陷较多，特别是硅含量超过2％的电工钢，连铸坯的横向裂纹、纵向裂纹、边部裂纹、角裂等裂纹是严重影响连铸坯质量的因素。因为采用常规的浇铸方法，过热度设定范围在20～30℃。当钢水的温度降至Ar3以下时，AlN随着较软的铁素体相在奥氏体晶界优先析出，形成局部脆化相，造成塑性下降，而产生横向裂纹；当钢水凝固时，铸坯冷却会伴有体积收缩和坯壳与结晶器间的传热，一旦受阻往往也会导致应力集中而发生纵裂。为了减少和防止连铸坯的这些缺陷，各生产厂家都采取了不同的措施，如电磁搅拌、电脉冲技术，以及保温坑进行保温，缓慢冷却等。但是，由于含硅量较高电工钢的传热导率低，中心部降温较慢；而表面、边部降温非常快，所采取的各种保护措施以降低裂纹的效果均不明显。最后都只能通过对连铸坯缺陷的人工清理来减少和降低后续生产过程中的缺陷和难度。
发明内容
本发明提供了一种能减少连铸坯裂纹的电工钢近液相线连铸方法。
本发明近液相线连铸方法是这样实现的，该方法包括：
(1)采集下列数据：
(a)转炉冶炼终点钢水中的Si含量，
(b)RH真空精炼前C、O含量，
(c)RH真空精炼终点成分及温度；
(2)以RH真空精炼终点成分为输入条件，以转炉终点钢水中的Si含量以及RH终点温度参数为修正条件，计算出钢种平衡状态下的Fe-C-Si三元相图，并参照此相图的垂直截面图，根据钢水成分计算出钢水的固-液相变点温度T1；
(3)设定中间包内钢水过热度ΔT，并根据平衡相变点温度以及所设定的过热度计算出最佳浇注温度T0＝T1+ΔT，在精炼时再对RH真空精炼钢水的温度进行控制，将其控制在T0+(70～90)℃，使浇入中间包内的钢水过热度ΔT为5～10℃，结晶器内的钢水过热度达到0～5℃，即接近液相线温度进行浇注。
本发明在浇注前对所述结晶器的浸入式水口进行预热，预热温度为T1—(10～90)℃；浇注时连铸机的拉速应控制在0.7～1.7m/min。
本发明根据不同成分电工钢热力学相图的计算，以及实际相变点的测试，综合得出连铸时恰当的浇铸温度。当钢水温度达到合金的固-液相变点时进行浇铸，可使钢水迅速凝固，防止由于含硅量高的取向硅钢或高牌号无取向硅钢由于边部散热快而产生的横向、纵向、边部以及角部裂纹，改善连铸坯质量，从而解决硅钢生产过程后工序所产生的一系列问题。通过调整浇注过程中的凝固速度，还可改善铸坯的内部质量，减少铸坯的中心偏析，降低连铸坯组织中的柱状晶比例，从而改善电工钢成品的磁性能。
附图说明
附图1为本发明电工钢近液相线连铸方法的流程示意图。
附图2为采用本发明方法生产的连铸坯表面图。
附图3a为常规浇注方法生产的取向硅钢连铸坯的低倍组织。
附图3b为本发明方法生产的取向硅钢连铸坯的低倍组织。
附图4为采用本发明方法生产的无取向硅钢连铸坯低倍组织。
具体实施方式
下面参照附图通过实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1，以冶炼一罐取向硅钢为例，结合附图1，在冶炼过程中先采集下列数据：转炉冶炼终点钢水中的Si含量为0.8％、RH真空精炼前C和O的含量分别为0.04％、0.001％。钢水经吹氩均匀成分后，采用RH吹炼，RH精炼搬出钢水成分见表1，钢水的温度为1631℃。然后以RH搬出成分为输入条件，以转炉终点钢水的Si含量、RH前C和O含量以及RH终点温度参数为修正条件，计算平衡状态下的Fe-C-Si三元相图，根据钢水成分计算出该成分电工钢钢水的固-液相变点温度T1。通过相图计算所得钢种液相线温度为1545℃，设定钢水的过热度ΔT＝6℃，计算出最佳浇铸温度为T0＝T1+ΔT＝1551℃。本发明采用RH真空脱气对转炉炼硅钢进行精炼，接近吹炼终点时取样检测成分，数据由三级计算机系统传输至连铸操作室，再对精炼钢水温度进行控制，将其控制在T0+78℃。浇注前将结晶器的浸入式水口预热到T1-50℃。将熔炼合格的取向硅钢熔体浇入到中间包，当钢水温度为T0+5℃时通过经预热的浸入式水口连续浇注到结晶器内，将结晶器内电工钢熔体的固液混合物温度控制在T1-钢种的过冷度，同时将连铸机的拉速控制在0.85m/min，以保证连铸的顺利进行，生产出的连铸坯规格为135×1000mm。
表1  实施例钢种RH冶炼终点成分(Wt％)
 
成分 C Si Mn P S Als N Cu
含量 0.054 3.15 0.080 0.008 0.020 0.0027 0.0047 0.022
附图 2 为采用本发明方法生产的取向硅钢连铸坯表面情况。从附图中可以看出，铸坯表面无纵、横向裂纹，无组织偏析，组织均匀。附图3为采用常规方法和采用本发明方法浇注的铸坯低倍组织对比图。其中附图3a为常规方法的铸坯组织，附图3b为本发明方法的铸坯组织。通过比较可以看出，采用本发明方法可对铸坯的表面质量有较大的改善，大大的减少了柱状晶比例。
实施例2，以生产一罐无取向硅钢为例，结合附图1，在冶炼过程中先采集到下列数据：转炉冶炼终点钢水中的Si含量为0.8％、RH真空精炼前C和O的含量分别为0.3％、0.001％。经吹氩均匀成分后，采用RH吹炼，吹炼过程中每隔10min取样、测温。RH精炼终点的钢水成分见表2，钢水的温度为1638℃。然后以RH熔炼终点成分为输入条件，以转炉终点钢水中的Si含量、RH前C和O含量以及RH终点温度参数为修正条件，计算该电工钢品种平衡状态下的Fe-C-Si三元相图，相图计算可通过现有的TCCQ相图计算软件来实现。参照此相图的垂直截面图，根据钢水成分计算出该成分电工钢钢水的固-液相变点温度T1。通过相图计算所得钢种液相线温度为1550℃，设定中间包钢水的过热度ΔT＝8℃，计算出最佳浇铸温度为T0＝T1+ΔT＝1558℃。本发明采用RH真空脱气对转炉炼硅钢进行精炼，接近吹炼终点时取样检测成分，数据由三级计算机系统传输至连铸操作室，再对精炼钢水温度进行控制，将其控制在T0+85℃。浇注前将结晶器的浸入式水口预热到T1-45℃。将熔炼合格的电工钢熔体浇入到中间包，当钢水温度为T0+4℃时通过经预热的浸入式水口连续浇注到结晶器内，将结晶器内电工钢熔体的固液混合物温度控制在T1-钢种的过冷度，同时将连铸机的拉速控制在1.25m/min，以保证连铸的顺利进行，生产出的连铸坯规格为135×1000mm。
表2  实施例钢种RH冶炼终点成分(Wt％)
 
成分 C Si Mn P S Als N Cu
含量 0.005 1.48 0.080 0.008 0.009 0.0030 0.0033 0.020
对上述方法生产出的无取向硅钢连铸坯分别进行了组织、表面质量、横向纵向和角部裂纹的检测。附图4为采用本发明方法生产的无取向电工钢连铸坯表面情况。

Claims (4)

1.一种电工钢近液相线连铸方法，其特征在于该方法包括：
(1)采集下列数据：
(a)转炉冶炼终点钢水中的Si含量，
(b)RH真空精炼前C、O含量，
(c)RH真空精炼终点成分及温度；
(2)以RH真空精炼终点成分为输入条件，以转炉终点钢水中的Si含量以及RH终点温度参数为修正条件，计算出钢种平衡状态下的Fe-C-Si三元相图，并参照此相图的垂直截面图，根据钢水成分计算出钢水的固-液相变点温度T1；
(3)设定中间包内钢水过热度ΔT，并根据平衡相变点温度以及所设定的过热度计算出最佳浇注温度T0＝T1+ΔT，再对RH真空精炼钢水的温度进行控制，将其控制在T0+(70～90)℃，使浇入中间包内的钢水过热度ΔT为5～10℃，结晶器内的钢水过热度降低到0～5℃。
2.根据权利要求1所述的电工钢近液相线连铸方法，其特征在于所述电工钢的硅和碳含量分别为1.0％～3.3％和0.007％～0.07％。
3.根据权利要求1所述的电工钢近液相线连铸方法，其特征在于浇注前对所述结晶器的浸入式水口进行预热，预热温度为T0—(10～90℃)。
4.根据权利要求1或2所述的电工钢近液相线连铸方法，其特征在于浇注时连铸机的拉速控制在1.2～1.7m/min。
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