CN112662945B - 一种提高高牌号无取向硅钢硅含量稳定性的控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种提高高牌号无取向硅钢硅含量稳定性的控制方法，属于钢铁冶金技术领域。本发明包括以下步骤：S1：连接钢包底吹氩装置，钢水进RH,钢包吊运至钢包车后，连接钢包底吹氩装置；S2：确定合适的氩气流量，钢包连接钢包底吹氩装置后，打开氩气阀门，开吹氩，调整氩气流量；S3：RH开始抽真空，进行钢水深脱碳；S4：脱碳结束后，加铝前，打开氩气阀门，开吹氩；S5：钢水脱氧及成分粗调；S6：喷粉脱硫；S7：钢水成分精调；S8：关闭氩气阀门，精调合金加入结束并经过一段时间循环后，在RH破空前关闭氩气阀门；S9：RH破空。本发明能显著提高RH冶炼高牌号无取向硅钢硅含量控制稳定性，缩短RH冶炼周期。

Description

一种提高高牌号无取向硅钢硅含量稳定性的控制方法

技术领域

本发明涉及钢铁冶金技术领域，具体为一种提高高牌号无取向硅钢硅含量稳定性的控制方法。

背景技术

无取向硅钢是重要的磁性材料，按照铁损的高低，分为高牌号无取向硅钢与中低牌号无取向硅钢。高牌号无取向硅钢是指铁损P1.5/50≤4.00W/kg的无取向硅钢。主要应用于大型电机、中小型高效电机、节能家电及电动汽车用电机、微特电机、精密仪器仪表等领域。高牌号冷轧无取向硅钢制造工艺复杂、成分控制严格、要求杂质含量极低、制造工序长、影响因素多，其生产质量也是衡量大型钢铁联合企业工艺装备发展水平的标志之一。其钢水成分特点为碳含量低、硅含量高、铝含量高、硫含量低。

RH精炼法是在真空条件下以气泡泵作为推动力使钢液经过真空室循环流动，在真空条件下脱除钢水中的氢、氧、氮的精炼方法，同时具备脱碳、成分调整、温度微调、吹氧、喷粉脱硫等多种功能。RH真空精炼是目前钢铁生产中普遍使用的精炼手段，它可以生产出高纯净度的优质钢种，满足越来越高的使用要求。

国内钢厂冶炼高牌号无取向硅钢主要采用“KR脱硫→转炉→RH精炼炉→板坯连铸”工艺流程生产，由RH精炼炉工序承担钢水深脱碳、深脱硫、精确调整硅含量及铝含量、调整钢水温度、去除夹杂物的冶金功能。

RH冶炼高牌号无取向硅钢时，先进行钢水深脱碳，脱碳结束后，加铝对钢水进行脱氧并调整铝含量。加铝结束并经过一段时间循环后，加入硅铁、锰铁调整钢水硅含量及锰含量，硅铁、锰铁加入结束并经过一段时间循环后，取钢水样分析硅、锰、铝含量，为后续精调成分提供依据。然后根据钢水进站硫含量利用顶枪喷入粉剂对钢水进行深脱硫，喷粉结束后，根据钢水铝、硅、锰含量再次加入铝、硅铁、锰铁对钢水成分进行精调。由于钢水要求硅含量高，粗调硅含量时，加入的硅铁合金量很大，硅铁的熔化以及Si元素在钢水传质需要一定时间，但受制于下一道工序时间节点要求，RH加入硅铁合金后至取钢样的时间间隔又不能无限制的延长。因此，粗调结束后所取钢水样的代表性不强，据此进行成分精调，必然会导致RH终点硅含量波动较大。因此，本工艺存在的不足之处主要是：1)硅含量波动很大，难以精确命中目标范围；2)RH冶炼周期长，影响生产效率。

科技论文《3％Si无取向硅钢高温力学性能》(电工材料2016No.1)提及一种含硅量3.05％的无取向硅钢，采用顶底复吹转炉、RH真空炉冶炼，但未提及如何控制硅含量。

科技论文《化学成分对无取向硅钢热轧组织及织构的影响》(材料热处理学报2016年第4期)研究结果表明：化学成分对无取向硅钢热轧组织有影响。Si和Mn能够推迟回复再结晶的发生，Si和Al促进再结晶晶粒的长大。典型元素的含量对热轧板不同层的织构分布有影响，从而影响产品性能，但论文未提及如何控制硅含量。

中国专利(申请公布号：CN 109609734 A)公布了“一种冷轧无取向硅钢的制备方法”，其主要步骤为：1)冶炼并连铸成板坯：其成分组成及重量百分比含量，C≤0.0030％、Si2.90％～3.50％、Mn0.15％～0.30％、Als0.80％～1.5％、P≤0.008％、S≤0.0020％、N≤0.0025％、Ti≤0.0020％、Nb≤0.0020％、V≤0.0020％；2)铸坯加热；3)热轧；4)卷取；5)常化；6)冷轧；7)退火：升温速度v满足20+2.15×(WSi+WAls)≤v≤80-3.85×(WSi+WAls)，但专利内容未提及如何控制钢水硅含量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高高牌号无取向硅钢硅含量稳定性的控制方法，通过采取RH合金化期间开钢包底吹氩对钢水进行搅拌的方法，促进钢包钢水混匀，确保粗调合金后取样代表性，为最终确定精调合金加入量提供依据，可以精确控制钢水硅含量，缩短RH冶炼周期，以解决RH冶炼高牌号无取向硅钢硅含量波动大，难以精确命中目标范围，且RH冶炼周期长的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种提高高牌号无取向硅钢硅含量稳定性的控制方法，所述高牌号无取向硅钢的重量百分比组成为：碳≤0.0050％，硅≥2.00％,锰:0.05-0.50％，磷≤0.030％,硫≤0.006％,酸溶铝:0.70％-1.20％,余量为铁和不可避免的杂质，采用以下步骤：

S1：连接钢包底吹氩装置，钢水进RH,钢包吊运至钢包车后，连接钢包底吹氩装置；

S2：确定合适的氩气流量，钢包连接钢包底吹氩装置后，打开氩气阀门，开吹氩，调整氩气流量，使钢水亮面介于50-100mm之间，记录此时的氩气流量数值，后关闭氩气阀门；

S3：RH开始抽真空，进行钢水深脱碳；

S4：脱碳结束后，加铝前，打开氩气阀门，开吹氩，并设定氩气流量为RH处理前的记录数值；

S5：钢水脱氧及成分粗调，加铝对钢水进行脱氧并粗调铝含量，加铝结束并经过一段时间循环后，加入硅铁、锰铁粗调钢水硅及锰含量，硅铁、锰铁加入结束并经过一段时间循环后，取钢水样，分析粗调钢水后的钢水实际化学成分；粗调合金加入量以命中RH出站目标值的98％为依据；

S6：喷粉脱硫，根据进站钢水硫含量利用顶枪喷入粉剂对钢水进行深脱硫；

S7：钢水成分精调，喷粉结束后，根据前述钢水取样分析结果，再次加入铝、硅铁、锰铁对钢水成分进行精调，精调合金加入量以命中RH出站目标值的100％为依据；

S8：关闭氩气阀门，精调合金加入结束并经过一段时间循环后，在RH破空前关闭氩气阀门；

S9：RH破空。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的一种提高高牌号无取向硅钢硅含量稳定性的控制方法，能显著提高RH冶炼高牌号无取向硅钢硅含量控制稳定性，RH出站实际Si含量与目标值偏差≤0.03％，在相同钢水进站条件下，可缩短RH冶炼周期4分钟。

附图说明

图1为本发明的工艺流程图；

图2为本发明的结构原理图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明实施例中：提供一种提高高牌号无取向硅钢硅含量稳定性的控制方法，所述高牌号无取向硅钢的重量百分比组成为：碳≤0.0050％，硅≥2.00％,锰:0.05-0.50％，磷≤0.030％,硫≤0.006％,酸溶铝:0.70％-1.20％,余量为铁和不可避免的杂质，采用以下步骤：

S1：连接钢包底吹氩装置，钢水进RH,钢包吊运至钢包车后，连接钢包底吹氩装置；

S2：确定合适的氩气流量，钢包连接钢包底吹氩装置后，打开氩气阀门，开吹氩，调整氩气流量，使钢水亮面介于50-100mm之间，记录此时的氩气流量数值，后关闭氩气阀门；

S3：RH开始抽真空，进行钢水深脱碳；

S4：脱碳结束后，加铝前，打开氩气阀门，开吹氩，并设定氩气流量为RH处理前的记录数值；

S5：钢水脱氧及成分粗调，加铝对钢水进行脱氧并粗调铝含量，加铝结束并经过一段时间循环后，加入硅铁、锰铁粗调钢水硅及锰含量，硅铁、锰铁加入结束并经过一段时间循环后，取钢水样，分析粗调钢水后的钢水实际化学成分；粗调合金加入量以命中RH出站目标值的98％为依据；

S6：喷粉脱硫，根据进站钢水硫含量利用顶枪喷入粉剂对钢水进行深脱硫；

S7：钢水成分精调，喷粉结束后，根据前述钢水取样分析结果，再次加入铝、硅铁、锰铁对钢水成分进行精调，精调合金加入量以命中RH出站目标值的100％为依据；

S8：关闭氩气阀门，精调合金加入结束并经过一段时间循环后，在RH破空前关闭氩气阀门；

S9：RH破空。

本发明的技术原理为：钢水在钢包-RH真空槽-钢包之间循环流动，在钢包里面存在一定的弱流动区，在此区域，钢水流动不活跃，不利于钢水混匀，若要确保钢水混匀，则需要延长钢水循环时间。本发明通过在RH合金化期间开启钢包底吹氩，利用氩气的搅拌能促进钢包中钢水循环，缩短钢水混匀时间，提高钢水均匀性，从而提升了粗调化学成分后所取钢样的代表性，为最终确定精调合金加入量提供依据。

下面以300TRH精炼炉冶炼高牌号无取向硅钢为例，对本发明做进一步说明。

1、高牌号无取向硅钢RH出站成分要求：

2、实施例RH操作过程：

钢水进RH,钢包吊运至钢包车后，连接钢包底吹氩装置；钢包车开至RH处理位后，打开氩气阀门，开吹氩，调整氩气流量，使钢水亮面介于50-100mm之间，记录此时的氩气流量数值；后关闭氩气阀门；RH开始抽真空，进行钢水深脱碳。判断脱碳结束后，准备加铝前，打开氩气阀门，开吹氩，并设定氩气流量为RH处理前的记录数值。加铝对钢水进行脱氧并调整铝含量。加铝结束并循环3分钟后，加入硅铁、锰铁粗调钢水硅及锰含量，其中，铝、硅铁、锰铁加入量以命中RH出站目标值的98％为依据。硅铁、锰铁加入结束并循环4分钟后，取钢水样，分析粗调钢水后的钢水实际化学成分。根据进站钢水硫含量利用顶枪喷入粉剂对钢水进行深脱硫，喷粉结束后，根据前述钢水取样分析结果，再次加入铝、硅铁、锰铁对钢水成分进行精调，合金加入量以命中RH出站目标值的100％为依据。精调合金加入结束并并循环4分钟后，关闭钢包底吹氩气阀门。后RH破空。

3、对比例RH操作过程：

钢水进RH,钢包吊运至钢包车后，钢包车开至RH处理位后，RH开始抽真空，进行钢水深脱碳。脱碳结束后，加铝对钢水进行脱氧并调整铝含量。加铝结束并循环3分钟后，加入硅铁、锰铁粗调钢水硅及锰含量，其中，铝、硅铁、锰铁加入量以命中RH出站目标值的98％为依据。硅铁、锰铁加入结束并循环6分钟后，取钢水样，分析粗调钢水后的钢水实际化学成分。根据进站钢水硫含量利用顶枪喷入粉剂对钢水进行深脱硫，喷粉结束后，根据前述钢水取样分析结果，再次加入铝、硅铁、锰铁对钢水成分进行精调，合金加入量以命中RH出站目标值的100％为依据。精调合金加入结束并并循环6分钟后，RH破空。

4、实施例及对比例相关炉次工艺数据见表1：

表1实施例、对比例相应炉次工艺参数对比表

接上表：

接上表：

备注：如精调铝、精调硅铁、精调锰铁加入量计算结果为负值时，则不加相应合金。若不加任何一种精调合金，RH喷粉结束后循环8分钟破空。

从上表中可以看出，将实施例1、2分别与对比例1、2比较可见，实施例1、2RH出站实际Si含量与目标值偏差≤0.03％，在相同钢水进站条件下，可缩短RH冶炼周期4分钟。

综上所述：本发明提供的一种提高高牌号无取向硅钢硅含量稳定性的控制方法，通过采取RH合金化期间开钢包底吹氩对钢水进行搅拌的方法，促进钢包钢水混匀，确保粗调合金后取样代表性，为最终确定精调合金加入量提供依据，可以精确控制钢水硅含量，缩短RH冶炼周期。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种提高高牌号无取向硅钢硅含量稳定性的控制方法，其特征在于，所述高牌号无取向硅钢的重量百分比组成为：碳≤0.0050％，硅≥2.00％,锰:0.05-0.50％，磷≤0.030％,硫≤0.006％,酸溶铝:0.70％-1.20％,余量为铁和不可避免的杂质，采用以下步骤：

S1：连接钢包底吹氩装置，钢水进RH,钢包吊运至钢包车后，连接钢包底吹氩装置；

S2：确定合适的氩气流量，钢包连接钢包底吹氩装置后，打开氩气阀门，开吹氩，调整氩气流量，使钢水亮面介于50-100mm之间，记录此时的氩气流量数值，后关闭氩气阀门；

S3：RH开始抽真空，进行钢水深脱碳；

S4：脱碳结束后，加铝前，打开氩气阀门，开吹氩，并设定氩气流量为RH处理前的记录数值；

S5：钢水脱氧及成分粗调，加铝对钢水进行脱氧并粗调铝含量，加铝结束并经过一段时间循环后，加入硅铁、锰铁粗调钢水硅及锰含量，硅铁、锰铁加入结束并经过一段时间循环后，取钢水样，分析粗调钢水后的钢水实际化学成分；粗调合金加入量以命中RH出站目标值的98％为依据；

S6：喷粉脱硫，根据进站钢水硫含量利用顶枪喷入粉剂对钢水进行深脱硫；

S7：钢水成分精调，喷粉结束后，根据前述钢水取样分析结果，再次加入铝、硅铁、锰铁对钢水成分进行精调，精调合金加入量以命中RH出站目标值的100％为依据；

S8：关闭氩气阀门，精调合金加入结束并经过一段时间循环后，在RH破空前关闭氩气阀门；

S9：RH破空。

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