CN105506220A - 一种含铋高磁感取向硅钢冶炼中加入铋的方法 - Google Patents

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Abstract

一种含铋高磁感取向硅钢冶炼中加入铋的方法：转炉冶炼并出钢；真空处理：在钢水真空处理结束后的钢包下降过程中，在真空管加合金料处，将已装好的盛铋块容器直接放入钢水中；在放入盛铋块容器的同时，自钢包底部吹入氩气；保护浇注及后工序。所述的盛铋块容器由锥形桶体、连接于锥形桶体上端的桶盖、桶盖及锥形桶体上设有的孔径小于10mm的放散孔所组成。本发明铋添加简单，其收得率超过40%，且铸坯长度方向或厚度方向不同部位铋含量偏差在±10ppm左右，能获得B800值超过1.95T，也不涉及设备改造，不影响其他钢种生产。

Description

一种含铋高磁感取向硅钢冶炼中加入铋的方法
技术领域
本发明涉及一种取向硅钢生产方法，具体地属于一种含铋高磁感取向硅钢冶炼中加入铋的方法。
背景技术
铋是一种低熔点高蒸汽压金属，其熔点约271℃，沸点约1560℃，在钢水中的溶解度约20ppm。与Sn、As、Sb等类似，是一种晶界偏聚元素。利用这一特性，在某些合金钢，特别是取向硅钢中添加铋，能显著改善某些特性。
以AlN+MnS抑制剂体系为主的高磁感取向硅钢为例，铋沿初次再结晶的晶界析出，阻碍高温退火时晶界的移动。而且，铋与AlN和MnS等弥散析出型抑制剂共存时，因为铋在高温状态下易于气化，能防止在高温下露点较高的氧化性气氛中AlN和MnS的氧化，以及在氮气分压比较高的还原性气氛中因渗氮而导致的AlN粗大化，使得AlN和MnS的大小和数量保持稳定，因而大幅改善取向硅钢的磁感。
也正是因为铋的熔点较低且易于气化，因而在含铋合金钢的冶炼过程中，铋难以被有效添加到钢水中。为提高铋的收得率，人们在研究含铋的高磁感取向硅钢的过程中，发展出了多种在钢水中添加铋的方法。
如日本专利第3244613号中，在连铸中间包的塞棒部位以C系合金包芯线的方式添加铋，其利用率明显提高。
日本专利特开2001-47194号中，通过控制中间包内钢水温度比液相线稍高10℃的方式可以获得较高的收得率，且采用该方法生产出极低铁损的超高磁感取向硅钢。
日本专利特开2007-144438中也提供了一种方法，通过添加铋或铋合金，可以使B800高于1.94特斯拉。该专利中，通过在连铸中间包添加铋或铋合金包芯线，同时在浸入式水口出钢口上方、结晶器或铸型外设置电磁搅拌，可以使铋收得率高于70%。
以上专利文献中，铋添加装置和方法比较复杂，且由于中间包覆盖剂形成渣壳，在中间包喂线势必会破坏渣壳导致钢水氧化，钢渣继续形成时会粘连包芯线导致喂线不顺利。此外，为了使铋成分均匀，专利特开2007-144438在铸型或结晶器外设置了电磁搅拌装置，该装置设置在浸入式水口上方，离结晶器液面较近，这会破坏结晶器液面稳定，容易导致卷渣或漏钢。
此外，中国专利公开号为CN103667592的文献，公开了一种耐火材料制作的合金加料管，在钢包精炼后，插入钢液面下100~300mm，然后再通过该合金加料管添加粒度30mm以下的铋颗粒。该文献为防止钢水氧化，合金加料管孔径较小，使用一段时间后加料管容易被钢渣堵塞，而且为了便于加料，其长度一般超过2米，不利于搬运和存放。此外，为了防止耐材中水分带入钢水发生喷爆，该加料管在使用前必须进行烘烤。
发明内容
本发明在于克服现有技术存在的不足，提供一种铋添加简单，其收得率超过40%，且铸坯长度方向或厚度方向不同部位铋含量偏差在±10ppm左右，能获得B800值超过1.95T的含铋高磁感取向硅钢冶炼中加入铋的方法。
实现上述目的的措施：
一种含铋高磁感取向硅钢冶炼中加入铋的方法，其步骤：
1）进行转炉冶炼并出钢；
2）进行真空处理：
先将粒度在10~100mm的铋块装入盛铋块容器中并封闭；
在钢水真空处理结束后的钢包下降过程中，在真空管加合金料处，将已装好的盛铋块容器直接放入钢水中；在放入盛铋块容器的同时，自钢包底部吹入氩气，其吹入量按照不超过20L/min进行，吹入时间不超过5min；
3）进行保护浇注及后工序。
其在于：所述的盛铋块容器由锥形桶体、连接于锥形桶体上端的桶盖、桶盖及锥形桶体上设有的孔径小于10mm的放散孔所组成。
其在于：在锥形桶体底部设有稳固架。
其在于：桶盖及锥形桶体采用含铁不低于70wt%的铁质板，厚度不少于0.2mm。
本发明通过采用盛铋块容器在经真空处理结束后的钢水中添加铋，由于在盛铋块容器为锥形，在其入钢水后，钢水首先接触并熔化盛铋块容器，再因铋的密度比钢水高，盛铋块容器在钢水中逐渐下降并熔化，从而保证所盛装的合金铋可以达到钢水内部。同时由于盛铋块容器的熔化，使钢水局部温度降低，使所添加的铋收得率能够提高。此外，由于钢水对盛铋块容器的浮力作用，在一定程度上避免了所添加铋快速下沉到钢包底部导致成分不均匀的问题；同时进行底吹氩气，可以进一步提高所添加合金在钢水中的均匀性。
本发明与现有技术相比，铋添加简单，其收得率超过40%，且铸坯长度方向或厚度方向不同部位铋含量偏差在±10ppm左右，能获得B800值超过1.95T，也不涉及设备改造，不影响其他钢种生产。
附图说明
图1为本发明中盛铋块容器结构示意图；
图中：1—锥形桶体，2—桶盖，3—放散孔，4—稳固架。
具体实施方式
下面对本发明予以详细描述：
先结合附图对本发明中所使用的盛铋块容器进行具体描书：
盛铋块容器由锥形桶体1、扣接于锥形桶体1上端的桶盖2、在桶盖2及锥形桶体1上加工的的孔径小于10mm的放散孔3所组成。为使盛铋块容器放置稳定，在锥形桶体1的下端焊接或螺栓连接有像爪式或呈三角形的稳固架4。桶盖2及锥形桶体1采用含铁不低于70wt%的铁质板，厚度不少于0.2mm即可。
以下各实施例所述的盛铋块容器均采用此容器。
表1为本发明各实施例的主要工艺参数取值列表；
表2为本发明各实施例的最终成品磁性能检测结果列表。
以下各实施例在冶炼中均按照以下加入铋的步骤进行：
1）进行转炉冶炼并出钢；
2）进行真空处理：
先将粒度在10~100mm的铋块装入盛铋块容器中并封闭；
在钢水真空处理结束后的钢包下降过程中，在真空管加合金料处，将已装好的盛铋块容器直接放入钢水中；在放入盛铋块容器的同时，自钢包底部吹入氩气，其吹入量按照不超过20L/min进行，吹入时间不超过5min；
3）进行保护浇注及后工序。
表1：本发明各实施例的主要工艺参数取值列表
表2本发明各实施例的最终成品磁性能检测结果列表
从表2可以看出，用本专利所生产的高磁感取向硅钢，Bi含量可控，而且添加Bi含量后，铁损（P1.7/50）与现有高磁感取向硅钢性能相当，但磁感（B800）明显提高。
本具体实施方式仅为最佳例举，并非对本发明技术方案的限制性实施。

Claims (4)

1.一种含铋高磁感取向硅钢冶炼中加入铋的方法，其步骤：
1）进行转炉冶炼并出钢；
2）进行真空处理：
先将粒度在10~100mm的铋块装入盛铋块容器中并封闭；
在钢水真空处理结束后的钢包下降过程中，在真空管加合金料处，将已装好的盛铋块容器直接放入钢水中；在放入盛铋块容器的同时，自钢包底部吹入氩气，其吹入量按照不超过20L/min进行，吹入时间不超过5min；
3）进行保护浇注及后工序。
2.如权利要求1所述的一种含铋高磁感取向硅钢冶炼中加入铋的方法，其特征在于：所述的盛铋块容器由锥形桶体、连接于锥形桶体上端的桶盖、桶盖及锥形桶体上设有的孔径小于10mm的放散孔所组成。
3.如权利要求2所述的一种含铋高磁感取向硅钢冶炼中加入铋的方法，其特征在于：在锥形桶体底部设有稳固架。
4.如权利要求2所述的一种含铋高磁感取向硅钢冶炼中加入铋的方法，其特征在于：桶盖及锥形桶体采用含铁不低于70wt%的铁质板，厚度不少于0.2mm。
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