CN101871035A - 一种用于无取向硅钢生产的精炼装置及真空精炼工艺 - Google Patents

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王万军
黄福祥
于会香
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Abstract

本发明提供了一种用于无取向硅钢生产的精炼装置及真空精炼工艺，属于炼钢精炼技术领域。所述精炼装置包括：顶部设有钢包盖，底部设有多个透气砖的钢包，VD真空室、真空盖小车、合金加入口、冷却剂加入口、冷却剂料仓、合金料仓和真空泵，其中，真空室顶盖小车两端设有喂线装置，吹氧装置安装在真空室顶盖小车上，其吹氧口直接穿过钢包盖通入钢包内部。该精炼装置能够满足生产无取向硅钢时炉外同时脱碳、脱硫和脱氮的要求，能够降低生产成本，显著提高生产效率。采用该新型炉外精炼装置生产无取向硅钢时，经转炉吹炼后的钢水，先在VD工位真空室进行真空下吹氧脱碳精炼，将[C]降低至25ppm以下，然后再向包内钢水加入铝和渣料，采用强搅拌进行高效脱硫。

Description

一种用于无取向硅钢生产的精炼装置及真空精炼工艺
技术领域
本发明属于炼钢精炼技术领域，涉及无取向硅钢生产工艺及其装置，尤其涉及一种用于无取向硅钢生产的精炼装置及真空精炼工艺。
背景技术
无取向硅钢的铁损主要取决于钢中碳、硅、硫、铝、氧和氮含量、夹杂物以及钢板的微观组织结构。无取向硅钢中的C是有害元素，它可以与Fe形成间隙固溶体，使晶格畸变严重，引起很大的内应力，使磁性明显降低，因此成品中C含量应该控制在0.003以下；硫是仅次于C的有害元素，硫使铁损和矫顽力增大，其原因是硫与锰形成细小的硫化锰质点，阻碍晶粒长大，因此无取向硅钢中的硫含量越低越好。氮可以形成细小的AlN，产生磁时效，因此一般需要控制钢中的N含量小于0.004％(Scandinavian Journal of Metallurgy，1999；[28]：p1)。
目前国内很多钢厂生产无取向硅钢时采用转炉-RH精炼工艺，即在RH真空精炼过程中深脱碳、脱氮(脱氮程度取决于精炼钢水中初始N含量)，而钢中的硫含量的控制主要通过铁水预处理深脱硫(入转炉铁水S小于0.0020％)、控制转炉回硫(严格控制入炉铁水脱硫渣量、采用低硫废钢和石灰)等手段实现。由于采用转炉-RH精炼工艺生产无取向硅钢时不具备炉后精炼脱硫的措施(RH-KTB除外)，导致成品钢材中的硫含量较高，一般在0.0045％左右，从而限制了硅钢产品性能的进一步提高。
目前国外一些钢厂生产无取向硅钢时采用VAD、VOD等真空精炼工艺，可以实现真空脱碳，然后加入Al和石灰对炉渣改性，再采用真空强搅拌实现快速深脱硫，成品钢材中的S含量均小于0.003％。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于无取向硅钢生产的精炼装置及真空精炼工艺。
本发明所述的用于无取向硅钢生产的精炼装置，包括：钢包、VD真空室、真空盖小车、合金加入口、冷却剂加入口、冷却剂料仓、合金料仓和真空泵。
所述钢包顶部设有钢包盖，以增加钢包净空；所述钢包底部设有多个透气砖，可同时多路吹入氩气进行搅拌，以增加钢液搅拌强度。
所述真空室顶盖小车上设有喂线装置，吹氧装置和取样测温口；其中，喂线装置设在真空室顶盖小车的两端，吹氧装置安装在真空室顶盖小车上，其吹氧口直接穿过钢包盖通入钢包内部。
所述喂线装置包括喂CaSi线、Al线和S线等。
所述钢包底部设有3个透气砖，每路氩气流量为600Nl/min，总流量为1800Nl/min。
使用上述精炼装置生产无取向硅钢的真空精炼工艺，包括步骤：转炉出钢时控制钢中的碳含量在0.03～0.04％，钢中的溶解氧大于600ppm，经转炉吹炼后的钢水，在VD真空室进行真空下强制吹氧脱碳精炼，将钢中的碳含量降低至25ppm以下；脱碳结束后，通过喂线装置向钢包内的钢水中加入渣料，调整钢液中的[Si]、[Al]含量，并控制炉渣中的(FeO+MnO)≤1.0％；钢包加盖后，抽取真空，同时由钢包底部的透气砖分多路同时吹入惰性气体进行搅拌高效脱硫。
所述钢包底部的透气砖分三路吹入氩气进行搅拌高效脱硫。
通过采用上述工艺，在VD真空室VD精炼15min内即可将[S]脱除至0.0020％以下，成品钢材中的C≤25ppm，N≤40ppm，达到了低成本、高效率生产高品质无取向硅钢的目的。
本发明的优点在于：
(1)本发明所采用的真空精炼工艺，在VD真空室精炼15min内即可将[S]脱除至0.0020％以下，成品钢材中的C≤25ppm，N≤40ppm，达到了低成本、高效率生产高品质无取向硅钢的目的。
(2)与传统生产无取向硅钢的工艺相比，本发明提出的真空精炼工艺能够在炉外精炼进行高效脱硫，可以大大降低生产成本，显著提高生产效率。
(3)本发明所述的精炼装置能够满足生产无取向硅钢时炉外同时脱碳、脱硫和脱氮的要求，能够降低生产成本，显著提高生产效率。
附图说明
图1为本发明用于无取向硅钢生产的精炼装置示意图。
图中
1钢包            7吹氧装置
2VD真空室        8取样测温口
3真空盖小车      9冷却剂料仓
4合金加入口      10合金料仓
5冷却剂加入口    11真空泵
6喂线装置
具体实施方式
下面结合附图1和实施例，对本发明详述如下：
图1是本发明用于无取向硅钢生产的精炼装置示意图，如图所示：
本发明所述的用于无取向硅钢生产的精炼装置，包括：钢包1以及VD真空室2，真空泵11通过管道与VD真空室2相连通，喂线装置6安装在真空盖小车3的两端，吹氧装置7安装在真空室顶盖小车3上，其吹氧装置7的吹氧口直接穿过钢包盖通入钢包1内部，用于强制吹氧脱碳；冷却剂料仓9、合金料仓10分别通过安装在真空盖小车3上的合金加入口4、冷却剂加入口5把合金料和冷却剂送入钢包1内，实现真空加料。
其中，钢包1顶部还设有钢包盖，以增加钢包1净空；底部设有多个透气砖，一般为3个，可同时多路吹入氩气进行搅拌，每路氩气流量为600Nl/min，总流量为1800Nl/min以增加钢液搅拌强度。
设在真空室顶盖小车两端的喂线装置，包括喂CaSi线、Al线和S线等。
实施例1
使用所述用于无取向硅钢生产的精炼装置，采用本发明所述的真空精炼工艺生产无取向硅钢W600
(1)转炉出钢时控制钢中的碳含量在0.03～0.04％，钢中的溶解氧大于600ppm。
(2)VD真空室2采用强制吹氧脱碳，将钢中的碳降至0.0025％以下。
(3)脱碳结束后，通过喂线装置6向钢包1中加入硅铁、Al、石灰等渣料，调整钢液中的[Si]、[Al]含量至目标值，并控制炉渣中的(FeO+MnO)≤1.0％。
(4)钢包加盖后，开始抽取真空，同时由钢包底部的透气砖分三路吹入氩气进行搅拌。每路氩气流量为600Nl/min，总流量可达1800Nl/min。
(5)严格控制钢包、中间包的保护浇铸，防止浇铸过程中钢液的二次氧化。
通过采用上述工艺，VD精炼15min内即可将[S]脱除至0.0020％以下，成品钢材中的C≤25ppm，N≤40ppm，达到了低成本、高效率生产高品质无取向硅钢的目的。
实施例2
使用所述用于无取向硅钢生产的精炼装置，采用本发明所述的真空精炼工艺生产无取向硅钢W800。
(1)转炉出钢时控制钢中的碳含量在0.03-0.04％，钢中的溶解氧大于600ppm。
(2)VD真空室2采用强制吹氧脱碳，将钢中的碳降至0.0020％。
(3)脱碳结束后，通过喂线装置6向钢包1中加入硅铁、Al、石灰等渣料，调整钢液中的[Si]、[Al]含量至目标值，并控制炉渣中的(FeO+MnO)≤0.8％。
(4)钢包加盖后，开始抽取真空，同时由钢包底部透气砖分3路吹入氩气进行搅拌。每路氩气流量为600Nl/min，总流量可达1800Nl/min。
通过采用上述工艺，VD精炼15min内即可将[S]脱除至0.0015％以下，成品钢材中的C≤20ppm，N≤40ppm，达到了低成本、高效率生产高品质无取向硅钢的目的。
实施例3
使用所述用于无取向硅钢生产的精炼装置，采用本发明所述的真空精炼工艺生产无取向硅钢W500
(1)转炉出钢时控制钢中的碳含量在0.04～0.05％，钢中的溶解氧大于600ppm。
(2)VD真空室2采用强制吹氧脱碳，将钢中的碳降至0.0030％以下。
(3)脱碳结束后，通过喂线装置6向钢包1中加入硅铁、Al、石灰等渣料，调整钢液中的[Si]、[Al]含量至目标值，并控制炉渣中的(FeO+MnO)≤1.0％。(4)钢包加盖后，开始抽取真空，同时由钢包底部透气砖分三路吹入氩气进行搅拌。每路氩气流量为600Nl/min，总流量可达1800Nl/min。
(5)严格控制钢包、中间包的保护浇铸，防止浇铸过程中钢液的二次氧化。
通过采用上述工艺，VD精炼15min内即可将[S]脱除至0.0030％以下，成品钢材中的C≤25ppm，N≤40ppm，达到了低成本、高效率生产高品质无取向硅钢的目的。

Claims (4)

1.一种用于无取向硅钢生产的精炼装置，包括：钢包(1)、VD真空室(2)、真空盖小车(3)、合金加入口(4)、冷却剂加入口(5)、冷却剂料仓(9)、合金料仓(10)和真空泵(11)，其特征在于：
所述钢包(1)顶部设有钢包盖，以增加钢包净空；所述钢包底部设有多个透气砖，可同时吹入氩气进行搅拌，以增加钢液搅拌强度；
所述真空室顶盖小车(3)上设有喂线装置(6)，吹氧装置(7)和取样测温口(8)；其中，喂线装置(6)设在真空室顶盖小车(3)的两端，吹氧装置(7)安装在真空室顶盖小车(3)上，其吹氧口直接穿过钢包盖通入钢包(1)内部。
2.根据权利要求1所述的用于无取向硅钢生产的精炼装置，其特征在于，所述钢包(1)底部设有3个透气砖，每路氩气流量为600Nl/min，总流量可达1800Nl/min。
3.根据权利要求1～2所述的一种用于无取向硅钢生产的真空精炼工艺，其特征在于，利用所述的精炼装置进行真空精炼工艺，包括以下步骤：转炉出钢时控制钢中的碳含量在0.03～0.04％，钢中的溶解氧大于600ppm；经转炉吹炼后的钢水，在VD真空室(2)进行真空下强制吹氧脱碳精炼，将钢中的碳含量降低至25ppm以下；脱碳结束后，通过喂线装置(6)向钢包(1)内的钢水中加入渣料，调整钢液中的[Si]、[Al]含量，并控制炉渣中的(FeO+MnO)≤1.0％；钢包加盖后，抽取真空，由钢包(1)底部的透气砖分多路同时吹入惰性气体进行搅拌高效脱硫。
4.根据权利要求3所述的一种用于无取向硅钢生产的真空精炼工艺，其特征在于，所述钢包(1)底部的透气砖分3路同时吹入氩气进行搅拌高效脱硫。
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