CN104017949A

CN104017949A - 一种无铝无取向硅钢的rh精炼方法

Info

Publication number: CN104017949A
Application number: CN201410258660.XA
Authority: CN
Inventors: 金文旭; 张仁波; 林棡; 高振宇; 陈春梅; 马云龙; 张智义; 袁晧; 李亚东; 李文权; 刘文鹏
Original assignee: Angang Steel Co Ltd
Current assignee: Angang Steel Co Ltd
Priority date: 2014-06-12
Filing date: 2014-06-12
Publication date: 2014-09-03
Anticipated expiration: 2034-06-12
Also published as: CN104017949B

Abstract

本发明涉及钢铁冶金领域，特别涉及一种无铝无取向硅钢的RH精炼方法，其特征在于，改变冷轧无铝无取向硅钢的RH精炼过程中合金的加入顺序，首先加入P铁，然后加入脱氧硅铁和成分硅铁，最后加入Mn铁，使合金中的有害残余元素Nb、V、Ti在钢水高氧值条件下形成大颗粒氧化物上浮到钢渣中。与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过精炼过程中合金加入顺序的改变，有效地降低了由于P铁、Si铁中的Nb、V、Ti有害元素在钢水中的含量，Nb、V、Ti含量均降低到10PPm以下，同时提高了硅钢的电磁性能，铁损平均降低P1.5＝0.30W/Kg，磁感值平均提高B5000＝0.010T。

Description

一种无铝无取向硅钢的RH精炼方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金领域，特别涉及一种无铝无取向硅钢的RH精炼方法。

背景技术

硅钢的最关键的技术指标是电磁性能，即要求低铁损和高磁感，钢中的有害残余元素的含量多少对电工钢的电磁性能影响起到关键作用，残余元素的控制主要体现在炼钢的精炼过程中，目前无铝无取向硅钢的合金全部在精炼过程中添加，合金的传统添加顺序是：加入脱氧Al线段→加入Mn铁→加入硅铁→加入P铁，钢水到精炼RH时，钢水中有大量的氧和碳元素，硅钢RH精炼的过程中首先脱碳，然后脱氧，脱氧后加入各种合金元素调整化学成分。

通常Al是最好的脱氧剂，采用Al脱氧可以将钢水中的氧值控制到0PPm，钢水中几乎没有氧分子，这样后续加入的合金就不能被氧化，使钢中的化学成分容易控制准确。但是磷铁和硅铁中都含有一定量的Nb、V、Ti等元素，在钢中没有氧分子的情况下不能形成氧化物而上浮，这些元素形成氮碳化物，这些氮碳化物颗粒小，通常在10～100nm，而且数量多，在冷轧板连续退火过程中阻碍再结晶晶粒的长大，影响硅钢的电磁性能，这种氮碳化物含量越多，硅钢的电磁性能越坏，目前成品化学成分检测显示Nb、V、Ti的含量均在40ppm以上。以50W800为例铁损值达到P1.5＝5.0W/Kg、磁感值B5000＝1.732T，铁损值较高，磁感略低，电磁性能较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种无铝无取向硅钢的RH精炼方法，在精炼过程中，促使合金中的Nb、V、Ti形成大颗粒氧化物上浮，从而达到去除或减少Nb、V、Ti有害元素含量的目的，减少氮碳化物的生成，减少阻碍硅钢冷轧板连退过程再结晶晶粒的长大，使晶粒长大，降低铁损值，提高无铝硅钢电磁性能。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：

一种无铝无取向硅钢的RH精炼方法，改变冷轧无铝无取向硅钢的RH精炼过程中合金的加入顺序，首先加入磷铁，然后加入脱氧硅铁和成分硅铁，最后加入Mn铁，使合金中的有害残余元素Nb、V、Ti在钢水高氧值条件下形成大颗粒氧化物上浮到钢渣中，其具体实现步骤如下：

1)钢水到达RH精炼时，氧值范围在300～1200PPm，钢水温度范围1600～1700℃；

2)当RH真空度达到12～15KPa时，钢水开始循环，然后向钢水中加入磷铁，磷铁的加入量包括钢种设计的成分要求量外加损失量，钢水中氧含量在300～1200PPm之间，磷铁中的有害残余元素Nb、V、Ti与钢水中的氧分子发生化学反应，生成氧化物如氧化铌、氧化钒和氧化钛，这些氧化物颗粒大、比重小，很容易上浮，随着钢水的循环过程上浮到钢渣中；

3)当RH炉脱碳完成15～30分钟后，此时钢水的氧含量为250～500PPm，加入硅铁，硅铁的加入量根据钢水当时检测的氧含量以及钢种设计的成分要求计算，硅铁中的有害残余元素Nb、V、Ti在高氧的作用下大部分被氧化上浮到钢渣中，降低了钢种有害夹杂物的含量，整个过程减少Nb、V、Ti形成有害N化物的数量，Nb、V、Ti含量由40PPm左右降低到10PPm以下，达到纯净钢种的目的；

4)在RH精炼的脱氧硅与合金硅加入完成并循环5～10分钟后加入金属Mn，金属Mn的加入量根据钢种设计的化学成分要求计算。

所述合金中：Mn铁为含锰100％的电解Mn、硅铁为含硅70％、含碳C≤0.02％的低碳硅铁、磷铁为含磷25％、含碳C≤0.02％的低碳磷铁，合金的粒度为30～80mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过精炼过程中合金加入顺序的改变，有效地降低了由于P铁、Si铁中的Nb、V、Ti有害元素在钢水中的含量，其中Ti元素由原来的平均40PPm，降低到10PPm以下，Nb由30PPm降低到10PPm以下、V由40PPm降低到10PPm以下，降低了氮碳化物有害第二相的数量，同时提高了硅钢的电磁性能，铁损平均降低P1.5＝0.30W/Kg，磁感值平均提高B5000＝0.010T。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明：

实施例1

以50W800规格，100吨钢水为例，本发明一种无铝无取向硅钢的RH精炼方法，首先加入磷铁，然后加入脱氧硅铁和成分硅铁，最后加入Mn铁，使合金中的有害元素Nb、V、Ti形成大颗粒氧化物上浮，其具体实现步骤如下：

1)钢水到达RH精炼时，氧值800PPm，钢水温度范围1650～1680℃；

2)当RH主阀开启后，真空度达到12～15KPa时，钢水开始循环，然后向钢水中加入P铁80Kg，氧值为600PPm，磷铁中的有害元素Nb、V、Ti与钢水中的氧分子发生化学反应，生成氧化物如氧化铌、氧化钒和氧化钛，这些氧化物颗粒大、比重小，很容易上浮，最终随着钢水的循环过程上浮到钢渣中；

3)当RH炉脱碳完成20分钟后，加入脱氧硅铁和成分硅铁950Kg，氧值为300PPm，在RH精炼过程中硅铁中的有害残余元素Nb、V、Ti在高氧的作用下有部分被氧化上浮到钢渣中，降低了钢种有害夹杂物的含量，整个过程减少Nb、V、Ti形成N化物的数量，Nb、V、Ti均降低到10PPm以下，达到纯净钢种的目的，

4)在RH精炼的脱氧硅与合金硅加入完成循环10分钟后加入金属Mn量260Kg。

对比例1的RH精炼过程按传统顺序添加合金：先加入脱氧Al线段脱氧，然后加入Mn铁，其次加入硅铁，最后加入P铁，钢水到精炼RH时，硅钢RH精炼的过程中首先脱碳，然后脱氧，脱氧后再加入各种合金元素调整化学成分。

实施例1与对比例1熔炼化学成分对比(单位Wt％)见表1。实施例1与对比例1硅钢退火后检验的电磁性能见表2。

表1

	C	Si	Mn	P	S	Nb	Ti	V
									50W800实施例1	0.0021	0.853	0.26	0.08	0.0055	≤0.001	≤0.001	≤0.001
对比例1	0.0024	0.85	0.26	0.08	0.0052	0.0046	0.0035	0.0023

表2

	B5000T	P1.5W/Kg
			50W800实施例1	1.740	4.68
对比例1	1.728	5.00

通过对比可见，实施例1的Nb、V、Ti有害残余元素明显降低。铁损值P1.5降低0.32W/Kg、磁感值B5000提高0.012T，电磁性能有明显提高。

实施例2

以50W1000规格，100吨钢水为例，本发明一种无铝无取向硅钢的RH精炼方法，首先加入P铁，然后加入脱氧硅铁和成分硅铁，最后加入Mn铁，使合金中的有害元素Nb、V、Ti形成大颗粒氧化物上浮，其具体实现步骤如下：

1)钢水到达RH精炼时，氧值1200PPm，钢水温度1620～1650℃；

2)当RH主阀开启后，真空度达到12～15KPa时，钢水开始循环，然后向钢水中加入P铁100Kg，钢水中氧含量在700PPm，磷铁中的有害元素Nb、V、Ti与钢水中的氧分子发生化学反应，生成氧化物如氧化铌、氧化钒和氧化钛，这些氧化物颗粒大、比重小，很容易上浮，最终随着钢水的循环过程上浮到钢渣中；

3)当RH炉脱碳完成30分钟后，加入脱氧硅铁和成分硅铁760Kg，氧值为300PPm，在RH精炼过程中硅铁中的有害残余元素Nb、V、Ti在高氧的作用下有部分被氧化上浮到钢渣中，降低了钢种有害夹杂物的含量，整个过程减少Nb、V、Ti形成N化物的数量，Nb、V、Ti均降低到10PPm以下，达到纯净钢种的目的；

4)在RH精炼的脱氧硅与合金硅加入完成循环10分钟后加入金属Mn量350Kg。

对比例2的RH精炼过程同实施例1。

实施例2与对比例2熔炼化学成分对比(单位Wt％)见表3。实施例2与对比例2硅钢退火后检验的电磁性能见表4。

表3

化学成分	C	Si	Mn	P	S	Nb	Ti	V
									50W1000实施例2	0.0021	0.65	0.35	0.10	0.0055	≤0.001	≤0.001	≤0.001
对比例2	0.0024	0.65	0.35	0.10	0.0052	0.0052	0.004	0.0028

表4

	B5000T	P1.5W/Kg
			50W1000实施例2	1.752	5.19
对比例2	1.740	5.50

通过对比可见，实施例2的Nb、V、Ti有害残余元素明显降低。铁损值P1.5降低0.31W/Kg、磁感值B5000提高0.012T，电磁性能有明显提高。

实施例3

以50W1300规格，100吨钢水为例，本发明一种无铝无取向硅钢的RH精炼方法，首先加入磷铁，然后加入脱氧硅铁和成分硅铁，最后加入Mn铁，使合金中的有害元素Nb、V、Ti形成大颗粒氧化物上浮，其具体实现步骤如下：

1)钢水到达RH精炼时，氧值900PPm，钢水温度1605～1630℃；

2)当RH主阀开启后，真空度达到12～15KPa时，钢水开始循环，然后向钢水中加入磷铁100Kg，钢水中氧含量在600PPm之间，磷铁中的有害元素Nb、V、Ti与钢水中的氧分子发生化学反应，生成氧化物如氧化铌、氧化钒和氧化钛，这些氧化物颗粒大、比重小，很容易上浮，最终随着钢水的循环过程上浮到钢渣中；

3)当RH炉脱碳完成30分钟后，加入脱氧硅铁和成分硅铁510Kg，氧值为300PPm，在RH精炼过程中硅铁中的有害残余元素Nb、V、Ti在高氧的作用下有部分被氧化上浮到钢渣中，降低了钢种有害夹杂物的含量，整个过程减少Nb、V、Ti形成N化物的数量，Nb、V、Ti均降低到10PPm以下，达到纯净钢种的目的；

4)在RH精炼的脱氧硅与合金硅加入完成循环10分钟后加入金属Mn量300Kg。

对比例3的RH精炼过程同实施例1。

实施例3与对比例3熔炼化学成分对比(单位Wt％)见表5。实施例3与对比例3硅钢退火后检验的电磁性能见表6。

表5

	C	Si	Mn	P	S	Nb	Ti	V
									50W1300实施例3	0.0021	0.425	0.30	0.10	0.0055	≤0.001	≤0.001	≤0.001
对比例3	0.0024	0.420	0.30	0.10	0.0052	0.0048	0.0048	0.0022

表6

	B5000T	P1.5W/Kg
			50W1300实施例3	1.765	5.71
对比例3	1.754	6.00

通过对比可见，实施例3的Nb、V、Ti有害残余元素明显降低。铁损值P1.5降低0.29W/Kg、磁感值B5000提高0.011T，电磁性能有明显提高。

上述实施例中添加的合金中，Mn铁为含锰100％的电解Mn、硅铁为含硅70％、含碳C≤0.02％的低碳硅铁、磷铁为含磷25％、含碳C≤0.02％的低碳磷铁，合金的粒度为30～80mm。

Claims

1.一种无铝无取向硅钢的RH精炼方法，其特征在于，改变冷轧无铝无取向硅钢的RH精炼过程中合金的加入顺序，首先加入磷铁，然后加入脱氧硅铁和成分硅铁，最后加入Mn铁，使合金中的有害残余元素Nb、V、Ti在钢水高氧值条件下形成大颗粒氧化物上浮到钢渣中，其具体实现步骤如下：

2)当RH真空度达到12～15KPa时，钢水开始循环，然后向钢水中加入磷铁，磷铁的加入量包括钢种设计的成分要求量外加损失量，钢水中氧含量在300～1200PPm之间，磷铁中的有害残余元素Nb、V、Ti生成氧化物随着钢水的循环过程上浮到钢渣中；

3)当RH炉脱碳完成15～30分钟后，钢中氧含量为250～500PPm，加入硅铁，硅铁的加入量根据钢水当时检测的氧含量以及钢种设计的成分要求计算，硅铁中的有害残余元素Nb、V、Ti在氧的作用下被氧化上浮到钢渣中；

4)在RH精炼的脱氧硅铁与成分硅铁加入完成并循环5～10分钟后加入Mn铁，Mn铁的加入量根据钢种设计的化学成分要求计算。

2.根据权利要求1所述的一种无铝无取向硅钢的RH精炼方法，其特征在于，所述合金中：Mn铁为含锰100％的电解Mn、硅铁为含硅70％、含碳C≤0.02％的低碳硅铁、磷铁为含磷25％、含碳C≤0.02％的低碳磷铁，合金的粒度为30～80mm。