CN113136520A - 一种含磷低钛钢的冶炼方法 - Google Patents

一种含磷低钛钢的冶炼方法 Download PDF

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Abstract

发明涉及一种含磷低钛钢的冶炼方法，铁水控钛：选取低钛铁水进行硅钢冶炼，按质量百分比铁水中Ti≤0.02％；转炉冶炼：开吹氧枪枪位250cm～260cm，加入轻烧白云石；降低氧枪枪位至230cm～250cm，加入生烧白云石；降低氧枪枪位至180cm～220cm；RH精炼：进站后向钢包内加入轻烧白云石，萤石，氧化铈，根据钢种成分进行吹氧脱碳处理，脱碳结束后根据钢种成分加入合金，合金加入顺序为磷铁、硅铁、金属锰，铝线段；将处理后钢液上铸机浇铸。优点是：操作简单，可实施性强；降低了转炉脱磷成本，减少磷铁合金用量，为含磷低钛钢铁产品的冶炼提供一个基础技术平台。

Description

一种含磷低钛钢的冶炼方法
技术领域
本发明属于无取向硅钢生产领域，尤其涉及一种含磷低钛钢的冶炼方法。
背景技术
钢液中的钛能与氮结合形成TiN夹杂，TiN夹杂对于很多钢种而言，是一种有害夹杂，例如TiN夹杂对无取向硅钢的磁性能有重要影响，主要表现在抑制晶粒长大、促使晶格畸变，阻碍磁畴转动和畴壁移动，是劣化无取向硅钢电磁性能的有害夹杂物，各大无取向硅钢生产厂都对钢中的Ti和N含量进行了严格控制；帘线钢冶炼时会产生变形能力差的脆性TiN夹杂，如果对于其不加以控制，会造成后续拉拔和捻股过程中断丝，因此，国际著名的帘线钢生产商贝尔卡特建立了钛夹杂罚分体系，钛夹杂数量越多、尺寸越多罚分越严重，达到一定分数的盘条会降级使用或退货处理；TiN夹杂对钢的疲劳寿命特别有害，轴承钢中Ti含量从40×10-6降低到100×10-6以下，能使寿命提高约2倍，目前，高端轴承钢对Ti含量的要求越来越严，从钢厂客户提出的要求看，部分客户要求Ti含量控制15×10-6以下。
磷是钢中有害元素之一，钢中含有较高磷含量时，会降低材料的冲击韧性，恶化材料的抗裂纹性能。特别是碳含量很低的情况下，冷加工性变换，材料发脆；与此同时，磷也可以作为钢中的有益元素，提高材料的强度、硬度，改善材料的冲片性，因此，中低牌号无取向硅钢中，往往添加一定量的磷。
一般含磷低钛无取向硅钢冶炼工艺路线为：铁水预处理脱硫→转炉冶炼→RH精炼→上铸机浇铸，根据实际生产情况，几个控钛的工艺环节也得到了相应控制，首先是控制铁水含钛量，选取低钛含量铁水进行冶炼无取向硅钢；出转炉时钢水是含钛的最低值阶段，控制下渣，避免渣中氧化钛引起钢液回钛；而在精炼阶段，由于加入了大量含钛合金(磷铁、硅铁、金属锰、铝线段)，难以避免钢液增钛，其中增钛比较显著的为磷铁合金，以某厂200吨钢水罐冶炼一种低牌号含磷低钛无取向硅钢为例，钢种成分见表1：
表1连铸中包样检验结果(质量百分含量％)
C Si Mn P S Al Ti
0.0038 0.48 0.37 0.093 0.0033 0.23 <0.0015
合金化学成分、加入量及对应的增钛量见表2：
表2合金增钛情况分析
Figure BDA0003023536790000021
由表2的计算结果可以看出，对于表1这一类低牌号含磷无取向硅钢，磷铁合金是增钛的主要影响因素，磷铁的加入主要是为了满足钢种成份磷的要求(表1中P:0.093％)，减少磷铁合金的加入量能够显著降低钢液增钛，而某厂铁水中磷含量一般都在0.06％-0.08％之间，转炉冶炼过程中通过白灰等冶金辅料的加入，转炉出钢时降低到0.02％左右，从上述数据中可以看出，保留铁水中磷，保留铁水中磷，可以相应的减少磷铁的加入量，值得深入研究。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种含磷低钛钢的冶炼方法，实现低牌号无取向硅钢中钛含量小于0.001％的目标，降低生产成本，保证无取向硅钢产品质量。
为实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：
一种含磷低钛钢的冶炼方法，冶炼路线为：铁水预处理→转炉→RH精炼→连铸，包括以下步骤：
1)铁水控钛：选取低钛铁水进行硅钢冶炼，按质量百分比铁水中Ti≤0.02％；
2)转炉冶炼：开吹氧枪枪位250cm～260cm，氧气流量54000m3/h～59000m3/h，喷吹时间1min～2min，同时加入轻烧白云石7.6kg/吨钢～15kg/吨钢；降低氧枪枪位至230cm～250cm，氧气流量54000m3/h～57000m3/h，喷吹时间3min～5min，同时加入生烧白云石6kg/吨钢～23kg/吨钢；降低氧枪枪位至180cm～220cm，氧气流量54000m3/h～57000m3/h，喷吹时间4min～6min；出钢钢液[O]：0.045％～0.05％，出钢钢液[P]：0.045％～0.07％，出钢钢液[C]：0.04％～0.05％，出钢温度1620℃～1640℃，控制转炉下渣量≤0.2kg/吨钢；
3)RH精炼：进站后向钢包内加入轻烧白云石1kg/吨钢～2kg/吨钢，萤石0.3kg/吨钢～0.38kg/吨钢，氧化铈0.077kg/吨钢～0.19kg/吨钢，根据钢种成分进行吹氧脱碳处理，脱碳结束后根据钢种成分加入合金，合金加入顺序为Ti<0.6wt％的磷铁、Ti<0.01wt％的硅铁、金属锰，铝线段，并满足出钢温度1560℃～1580℃后进入下一道工序处理；
4)将处理后钢液上铸机进行浇铸，除正常加入中包覆盖剂外，向中包内加入氧化铈0.33kg/吨钢～0.83kg/吨钢。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明操作简单，可实施性强；降低了转炉脱磷成本，减少磷铁合金用量，为含磷低钛钢铁产品的冶炼提供一个基础技术平台。
具体实施方式
下面对本发明进行详细地描述，但是应该指出本发明的实施不限于以下的实施方式。
实施例1：
以某厂含磷低钛无取向硅钢生产为例，钢种成分见表3：
表3钢种化学成分要求(质量百分含量％)
Figure BDA0003023536790000031
铁水预处理为KR脱硫，转炉为260吨顶底复吹，RH具备OB功能，合金全部在RH工位加入，连铸坯规格为230mm×1200mm。
(1)铁水进站后，根据要求选取低钛铁水，经过预处理脱硫后铁水成分见表4：
表4预处理前后铁水成分(质量百分含量％)
C Si Mn P S Ti
罐1 4.76 0.42 0.21 0.06 0.035 0.06
罐2 4.52 0.33 0.21 0.086 0.042 0.04
罐3 4.50 0.44 0.12 0.066 0.036 0.018
罐4 4.54 0.46 0.10 0.075 0.038 0.019
由表4中选取罐3、罐4进行含磷无取向硅钢的冶炼；
转炉冶炼环节，罐3、罐4的熔炼记录如下：
罐3：开吹氧枪枪位260cm，氧气流量55000m3/h，喷吹时间2min，同时加入轻烧白云石2t；降低氧枪枪位至230cm，氧气流量54000m3/h，喷吹时间4min，同时加入生烧白云石5t；降低氧枪枪位至200cm，氧气流量55000m3/h，喷吹时间5min；出钢钢液[O]：0.045％，出钢钢液[P]：0.06％，出钢钢液[C]：0.04％，出钢温度1620℃，转炉下渣量30kg；
罐4：开吹氧枪枪位260cm，氧气流量56000m3/h，喷吹时间1.5min，同时加入轻烧白云石3t；降低氧枪枪位至240cm，氧气流量56000m3/h，喷吹时间5min，同时加入生烧白云石4t；降低氧枪枪位至180cm，氧气流量55000m3/h，喷吹时间6min；出钢钢液[O]：0.05％，出钢钢液[P]：0.05％，出钢钢液[C]：0.045％，出钢温度1630℃，转炉下渣量25kg；
RH进站后，罐3进站后向钢包内加入轻烧白云石0.45t，萤石0.09t，氧化铈0.035t，罐4进站后向钢包内加入轻烧白云石0.5t，萤石0.1t，氧化铈0.04t，罐3、罐4合金加料信息见表5：
表5RH合金加入信息
磷铁(kg) 硅铁(kg) 金属锰(kg) 铝线段(kg) 出站温度(℃)
罐3 100 1414 610 120 1569
罐4 127 1426 621 127 1570
将处理后钢液上铸机进行浇铸，除正常加入中包覆盖剂外，罐3、罐4中包内分别加入氧化铈0.02t，大罐剩钢120吨时取中包样进行化学成分检验，结果见表6：
表6中包化学成分(质量百分含量％)
Figure BDA0003023536790000041
由表6结果可以看出，通过本发明方法实现了含磷低钛无取向硅钢的冶炼，钢种成分满足要求。
实施例2：
以某厂含磷低钛无取向硅钢生产为例，钢种成分见表7：
表7钢种化学成分要求(质量百分含量％)
Figure BDA0003023536790000042
铁水预处理为KR脱硫，转炉为260吨顶底复吹，RH具备OB功能，合金全部在RH工位加入，连铸坯规格为230mm×1200mm。
铁水进站后，根据要求选取低钛铁水，经过预处理脱硫后铁水成分见表8：
表8预处理前后铁水成分(质量百分含量％)
C Si Mn P S Ti
罐1 4.67 0.41 0.19 0.07 0.036 0.015
罐2 4.25 0.35 0.19 0.082 0.044 0.016
罐3 4.03 0.46 0.18 0.068 0.037 0.023
罐4 4.55 0.42 0.17 0.078 0.038 0.034
由表8中选取罐1、罐2进行含磷无取向硅钢的冶炼；
转炉冶炼环节，罐1、罐2的熔炼记录如下：
罐1：开吹氧枪枪位255cm，氧气流量55000m3/h，喷吹时间2min，同时加入轻烧白云石2.5t；降低氧枪枪位至235cm，氧气流量55000m3/h，喷吹时间4min，同时加入生烧白云石4t；降低氧枪枪位至200cm，氧气流量55000m3/h，喷吹时间5min；出钢钢液[O]：0.046％，出钢钢液[P]：0.055％，出钢钢液[C]：0.042％，出钢温度1625℃，转炉下渣量35kg；
罐2：开吹氧枪枪位250cm，氧气流量56000m3/h，喷吹时间1.5min，同时加入轻烧白云石4t；降低氧枪枪位至245cm，氧气流量57000m3/h，喷吹时间5min，同时加入生烧白云石4.5t；降低氧枪枪位至190cm，氧气流量55000m3/h，喷吹时间6min；出钢钢液[O]：0.049％，出钢钢液[P]：0.07％，出钢钢液[C]：0.043％，出钢温度1635℃，转炉下渣量26kg；
RH进站后，罐1进站后向钢包内加入轻烧白云石0.4t，萤石0.08t，氧化铈0.02t，罐2进站后向钢包内加入轻烧白云石0.45t，萤石0.08t，氧化铈0.025t，罐1、罐2合金加料信息见表9：
表9RH合金加入信息
磷铁(kg) 硅铁(kg) 金属锰(kg) 铝线段(kg) 出站温度(℃)
罐3 120 1400 600 120 1565
罐4 125 1430 620 120 1570
将处理后钢液上铸机进行浇铸，除正常加入中包覆盖剂外，罐1、罐2中包内分别加入氧化铈0.02t，大罐剩钢120吨时取中包样进行化学成分检验，结果见表4：
表10中包化学成分(质量百分含量％)
Figure BDA0003023536790000051
由表10结果可以看出，通过本发明方法实现了含磷低钛无取向硅钢的冶炼，钢种成分满足要求。

Claims (1)

1.一种含磷低钛钢的冶炼方法，冶炼路线为：铁水预处理→转炉→RH精炼→连铸，其特征在于，包括以下步骤：
1)铁水控钛：选取低钛铁水进行硅钢冶炼，按质量百分比铁水中Ti≤0.02％；
2)转炉冶炼：开吹氧枪枪位250cm～260cm，氧气流量54000m3/h～59000m3/h，喷吹时间1min～2min，同时加入轻烧白云石7.6kg/吨钢～15kg/吨钢；降低氧枪枪位至230cm～250cm，氧气流量54000m3/h～57000m3/h，喷吹时间3min～5min，同时加入生烧白云石6kg/吨钢～23kg/吨钢；降低氧枪枪位至180cm～220cm，氧气流量54000m3/h～57000m3/h，喷吹时间4min～6min；出钢钢液[O]：0.045％～0.05％，出钢钢液[P]：0.045％～0.07％，出钢钢液[C]：0.04％～0.05％，出钢温度1620℃～1640℃，控制转炉下渣量≤0.2kg/吨钢；
3)RH精炼：进站后向钢包内加入轻烧白云石1kg/吨钢～2kg/吨钢，萤石0.3kg/吨钢～0.38kg/吨钢，氧化铈0.077kg/吨钢～0.19kg/吨钢，根据钢种成分进行吹氧脱碳处理，脱碳结束后根据钢种成分加入合金，合金加入顺序为Ti<0.6wt％的磷铁、Ti<0.01wt％的硅铁、金属锰，铝线段，并满足出钢温度1560℃～1580℃后进入下一道工序处理；
4)将处理后钢液上铸机进行浇铸，除正常加入中包覆盖剂外，向中包内加入氧化铈0.33kg/吨钢～0.83kg/吨钢。
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