CN108660294A - 一种硅锰镇静无取向硅钢夹杂物控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种硅锰镇静无取向硅钢夹杂物控制方法，属于钢铁冶炼技术领域。该无取向硅钢化学成分为C≤0.005％，Si：0.4％‑1.0％，Mn：0.20％‑0.80％，P≤0.04％，S≤0.005％，Als≤0.005％，余量为Fe及不可避免的杂质。其工艺流程为：转炉冶炼→RH真空精炼→连铸。转炉出钢严格控制下渣量，加石灰、合成渣、电石调渣；RH真空精炼，采用深脱碳模式，脱碳结束后，先加入金属铝预脱氧，同时向钢包渣面加入SiC对炉渣进行脱氧改质，循环1‑3min后再加入低碳低钛硅铁终脱氧，循环3‑6min后，再加入金属锰、磷铁等进行合金化，合金化后净循环时间大于8min。本发明可以改善钢中非金属夹杂物的组成，来提高无取向硅钢的性能，为开发高性能无取向硅钢奠定基础。

Description

一种硅锰镇静无取向硅钢夹杂物控制方法
技术领域
本发明属于钢铁冶炼技术领域，特别涉及一种硅锰镇静无取向硅钢夹杂物控制方法。
背景技术
W1300无铝无取向硅钢属于冷轧无取向低碳低硅电工钢，其特点是制造工艺简单，制造成本低，主要用于生产家用电机和微电机、小电机、镇流器和小型变压器等。电机造成的电损耗中，电工钢的铁损占10％-30％。为了节能和环保，要求提高电机效率、缩小电机体积和减少噪声，其主要的手段是改进电机铁芯所用电工钢的磁性。也就是说，对低铁损、高磁感的硅钢要求日益强烈。
无取向硅钢在硅钢产品中占有重要地位，其常规的生产工艺流程为：KR脱硫→转炉冶炼→RH真空精炼→连铸。W1300无取向硅钢为硅锰镇静硅钢，采用Si、Mn脱氧合金化，控制钢中酸溶铝含量不大于0.0050％。不同脱氧合金化制度下，钢中夹杂物类型组成有一定的差别。采用Al脱氧，钢中存在单独的Al2O3夹杂，会恶化硅钢磁性能；采用Si-Mn脱氧，钢中夹杂物以SiO2-Al2O3-MnO为主，SiO2-Al2O3-MnO系夹杂中MnO组分偏高，会导致无取向硅钢晶粒尺寸偏小，铁损偏高，恶化硅钢磁性能。所以，合理控制无取向硅钢中非金属夹杂物的组成、类型是改善硅钢磁性能的重要手段之一。
发明内容
为克服现有技术中的不足，本发明的目的在于提供一种工艺简单、利于操作、可提供一种稳定硅锰镇静硅钢磁性能的夹杂物控制技术方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种硅锰镇静无取向硅钢夹杂物的控制方法，硅锰镇静无取向硅钢的生产工艺包括：转炉冶炼→RH真空精炼→连铸，其中：
(1)转炉出钢加石灰、合成渣、电石进行控氧、调渣，然后运至RH处理；
(2)RH真空炉采用深脱碳模式，脱碳结束后，先加入金属铝预脱氧，预脱氧结束钢水中自由氧在0.010-0.025％，同时向钢包渣面加入SiC对炉渣进行脱氧改质，循环1-3min后，再加入低碳低钛硅铁终脱氧，循环3-6min后加入金属锰、磷铁进行合金化，合金化结束后净循环处理，然后破空、出钢。
进一步，所述的硅锰镇静无取向硅钢夹杂物的控制方法中转炉出钢结束后向钢包加入石灰1-3kg/t、合成渣1.5-3.5g/t、电石0.5-2.5kg/t，钢包底吹流量0.6-1.5MPa。
更进一步，所述的硅锰镇静无取向硅钢夹杂物的控制方法，其特征在于，转炉出钢加石灰、合成渣、电石进行控氧、调渣，RH进站钢水中氧含量控制在450-600ppm，渣中T.Fe控制在重量百分比12％以下。
进一步，所述的硅锰镇静无取向硅钢夹杂物的控制方法中RH脱碳结束钢水自由氧含量<0.04％。
更进一步，所述的硅锰镇静无取向硅钢夹杂物的控制方法中RH脱碳结束向钢水中加入金属铝0.10-0.35kg/t预脱氧，同时向钢包渣面加入0.3-1.0kg/t的SiC对炉渣进行改质；循环1-3min后，向钢水中加入低碳低钛硅铁6-14kg/t终脱氧，再循环3-6min后加入金属锰、磷铁合金化。
更进一步，所述的硅锰镇静无取向硅钢夹杂物的控制方法中RH脱氧合金化结束进行净循环处理，净循环时间>8min，成分、温度均命中工艺目标后，破空、出钢。
更进一步，所述的硅锰镇静无取向硅钢夹杂物的控制方法中RH脱碳结束钢水自由氧含量<0.04％。
更进一步，所述的硅锰镇静无取向硅钢夹杂物的控制方法中钢水中夹杂物为高SiO2类SiO2-Al2O3-MnO系夹杂，夹杂物中MnO、Al2O3组分均控制在20％以下。
更进一步，所述的硅锰镇静无取向硅钢夹杂物的控制方法中硅锰镇静无取向硅钢的化学组分按照重量百分比计包括：C≤0.005％，Si：0.4-1.0％，Mn：0.20％-0.80％，P≤0.04％，S≤0.0050％，Als≤0.0050％，余量为Fe及不可避免的杂质。
与现有技术相比较，本发明至少具有如下有益效果：
1、本发明中转炉出钢采用电石对炉渣进行脱氧，并配合石灰、合成渣调整炉渣成分，使RH进站钢水、炉渣氧势稳定，减少RH脱氧合金化后对金属的氧化，控制夹杂物组分。
2、本发明中稳定控制RH脱碳结束钢水氧含量，根据钢水氧化量加入金属铝预脱氧，确保脱氧结束钢水中残留Al含量小于0.005％，并净循环一定时间，去除Al2O3夹杂；同时加入SiC对炉渣进行改质，进一步降低炉渣氧势，减少后期对合金的氧化，减小夹杂物成分波动；钢水预脱氧后，采用低碳低钛硅铁终脱氧，循环3-6min后再加入金属锰、磷铁等合金化，利用硅元素将钢水中氧脱除彻底，减少金属锰的氧化量，促使钢水中生成高SiO2类夹杂，夹杂物中MnO、Al2O3组分均控制在20％以下，避免钢水中生成SiO2-Al2O3-MnO、SiO2-MnO类等低熔点夹杂，低熔点夹杂物在轧制过程中易变形、延长，影响硅钢晶粒长大及有利织构的形成。因此，使用该种工艺方法得到的高SiO2类夹杂有利于改善无取向硅钢磁性能。
附图说明
图1为采用本发明技术方案后钢中夹杂物在SiO2-Al2O3-MnO系三元相图中的分布图。
图2为在原工艺下钢中夹杂物在SiO2-Al2O3-MnO系三元相图中的分布图。
具体实施方式
本实施例提供一种硅锰镇静无取向硅钢夹杂物控制方法，通过转炉出钢炉渣脱氧改质控制钢水、炉渣氧势，稳定RH进站条件；RH脱碳结束后，采用钢水分步脱氧工艺，同时对炉渣进行脱氧改质，降低钢水、炉渣氧势，然后再加入金属锰、磷铁进行合金化，再净循环处理，成分、温度达标后，破空、出钢。
实施例
在某钢厂的无取向硅钢的生产线上进行硅锰镇静无取向硅钢的生产。其工艺流程为：转炉冶炼→RH真空精炼→连铸。使用的钢包规格为200t，钢水重量为175-185t，采用本发明工艺处理为例，对本发明进行进一步说明。
(1)转炉终点沸腾出钢，严格控制下渣，根据TSO氧含量往钢包渣面均匀加入电石、石灰、合成渣。其他工艺参数参见下表1。按表1中加料处理后，钢水中氧含量为455-600ppm，渣中T.Fe在7％-12％，转炉出钢结束后，将水运至RH进行处理。
表1转炉冶炼工艺参数
(2)RH到站，先进行深脱碳处理；RH脱碳结束后，自由氧含量小于400ppm；脱碳结束后，首先采用金属铝预脱氧，循环1-3min后，加入低碳低钛硅铁进行终脱氧，然后循环3-6min后加入金属锰、磷铁合金化；合金化结束后，取钢水样测定成分，根据成分结果决定是否补加合金，成本均达标后净循环8min以上，然后破空、出钢。
表2RH真空精炼工艺参数
炉号 脱碳结束[O]/ppm 铝，kg/t 硅铁，kg/t 金属锰，kg/t
1 326 0.23 10.8 4.5
2 395 0.35 13.9 7.3
3 288 0.11 10.3 6.2
4 368 0.28 12.6 5.6
(3)真空精炼结束后，将钢水吊包至连铸回转台，全程采用保护浇注。按照上述方法得到硅锰镇静无取向硅钢的化学组分按照重量百分比计如下：C：0.002％-0.005％，Si：0.42％-0.98％，Mn：0.21％-0.78％，P≤0.04％，，S：0.0021-0.0048％，Als:0.0010％-0.0047％，余量为Fe及不可避免的杂质。
连铸浇注过程取结晶器钢水样分析夹杂物组分，钢中氧化物夹杂主要类型为SiO2-Al2O3-MnO，其在相图中的分布如图1所示。夹杂物主要为高SiO2含量的SiO2-Al2O3-MnO系夹杂，其中MnO组分多数在20％以下，Al2O3组分多数在20％以下。
表3无取向硅钢磁性能
炉号 铁损(头),W/kg 铁损(尾),W/kg 磁感(头),T 磁感(尾),T
1 5.460 5.246 1.765 1.761
2 5.454 5.441 1.759 1.757
3 5.435 5.097 1.758 1.759
4 5.343 5.385 1.762 1.763
对比实施例
该钢厂无取向硅钢原生产工艺工艺流程为：转炉冶炼→RH真空精炼→连铸。转炉出钢严格控制转炉下渣量，加石灰、萤石以及少量改质剂进行调渣；RH真空精炼，采用深脱碳模式，脱碳结束后，一起加入硅铁、金属锰、磷铁脱氧合金化，合金化后净循环8min以上再上连铸平台进行浇注。钢中氧化物夹杂主要类型为SiO2-Al2O3-MnO，其在相图中的分布如图2所示，其中Al2O3、MnO组分偏高，分别占比达10-55％、5-35％。
表4无取向硅钢磁性能
铁损(头),W/kg 铁损(尾),W/kg 磁感(头),T 磁感(尾),T
区间 5.503-5.725 5.313-5.661 1.742～1.758 1.743～1.758
均值 5.652 5.572 1.749 1.751
最后说明的是，以上优选实施例和对比例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其做出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (8)

1.一种硅锰镇静无取向硅钢夹杂物的控制方法，其特征在于，硅锰镇静无取向硅钢的生产工艺包括：转炉冶炼→RH真空精炼→连铸，其中：
(1)转炉出钢加石灰、合成渣、电石进行控氧、调渣，然后运至RH处理；
(2)RH真空炉采用深脱碳模式，脱碳结束后，先加入金属铝预脱氧，预脱氧结束钢水中自由氧在0.010-0.025％，同时向钢包渣面加入SiC对炉渣进行脱氧改质，循环1-3min后，再加入低碳低钛硅铁终脱氧，循环3-6min后加入金属锰、磷铁进行合金化，合金化结束后净循环处理，然后破空、出钢。
2.根据权利要求1所述的硅锰镇静无取向硅钢夹杂物的控制方法，其特征在于，所述的转炉出钢结束后向钢包加入石灰1-3kg/t、合成渣1.5-3.5g/t、电石0.5-2.5kg/t，钢包底吹流量0.6-1.5MPa。
3.根据权利要求2所述的硅锰镇静无取向硅钢夹杂物的控制方法，其特征在于，转炉出钢加石灰、合成渣、电石进行控氧、调渣，RH进站钢水中氧含量控制在450-600ppm，渣中T.Fe控制在重量百分比12％以下。
4.根据权利要求1所述的硅锰镇静无取向硅钢夹杂物的控制方法，其特征在于，RH脱碳结束钢水自由氧含量<0.04％。
5.根据权利要求4所述的硅锰镇静无取向硅钢夹杂物的控制方法，其特征在于，RH脱碳结束向钢水中加入金属铝0.10-0.35kg/t预脱氧，同时向钢包渣面加入0.3-1.0kg/t的SiC对炉渣进行改质；循环1-3min后，向钢水中加入低碳低钛硅铁6-14kg/t终脱氧，再循环3-6min后加入金属锰、磷铁合金化。
6.根据权利要求5所述的硅锰镇静无取向硅钢夹杂物的控制方法，其特征在于，RH脱氧合金化结束进行净循环处理，净循环时间>8min，成分、温度均命中工艺目标后，破空、出钢。
7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的硅锰镇静无取向硅钢夹杂物的控制方法，其特征在于，钢水中夹杂物为高SiO2类SiO2-Al2O3-MnO系夹杂，夹杂物中MnO、Al2O3组分均控制在20％以下。
8.根据权利要求7所述的硅锰镇静无取向硅钢夹杂物的控制方法，其特征在于，所述的硅锰镇静无取向硅钢的化学组分按照重量百分比计包括：C≤0.005％，Si：0.4-1.0％，Mn：0.20-0.80％，P≤0.04％，S≤0.005％，Als≤0.005％，余量为Fe及不可避免的杂质。
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