CN113441695A - 一种去除无取向硅钢夹杂物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种去除无取向硅钢夹杂物的方法,在中间包预设脉冲电流装置,将所述脉冲电流装置的正极连接在上挡渣堰处,负极连接在下导流坝处,在钢水浇注过程中,施加电脉冲处理即可。本发明基于中间包钢水流场的研究,在中间包上挡渣堰和下导流坝之间施加脉冲电场,扩大了脉冲电场作用的钢水区域,且随着钢水流场运动,流场与脉冲电场相互作用,使得细小的SiO2和MnS夹杂物在钢水运动过程中更有效的碰撞、聚集、长大,并有充足的时间充分上浮,从而达到有效去除铸坯夹杂物,降低铸坯中S和O含量,大幅提高钢水纯净度,进而提高硅钢成品磁性能。
Description
技术领域
本发明属于钢铁连铸技术领域,涉及一种去除无取向硅钢夹杂物的方法。
背景技术
冷轧无取向硅钢是制造各类电机铁芯的重要功能性磁性材料,广泛应用于各类家电压缩机和工业电机。近年来,随着电机能效不断升级,对无取向硅钢磁性能要求也不断提高,希望得到磁感更高,铁损更低的无取向硅钢。
通过增加无取向硅钢中Si/Al含量,可进一步降低无取向硅钢的铁损,但同时也会降低无取向硅钢磁感应强度,如何在降低铁损的同时,提高无取向硅钢成品磁感应强度,一直是无取向硅钢开发的难点之一。提高钢水纯净度,降低钢水中夹杂物含量,一直是各大无取向硅钢生产企业追求的目标。为了降低钢水中的杂质元素,通常的做法为吹气软搅拌。但对于超低碳无取向硅钢,由于其保护渣的氧化性较强,为防止钢水氧化,RH真空精炼后难以采用吹气软搅拌的方式。特别针对无铝硅钢,由于其采用硅脱氧,钢水中氧含量较高,一般氧含量为50-100ppm。该部分氧主要以SiO2形式存在,尺寸一般为10~50μm。此外,由于钢水中氧含量较高,真空脱硫效果不佳,钢水中S含量较高,一般为30~60ppm,该部分S主要和钢水中的Mn元素,形成MnS夹杂物,该类夹杂物尺寸一般为10μm以下,炼钢过程难以去除。以上SiO2和MnS夹杂物,导致无取向硅钢冷轧再结晶退火过程中,晶粒难以充分长大,严重影响成品磁性能。
研究表明脉冲电流技术可以有效去除夹杂物,其基本原理是在钢液精炼或凝固时通入脉冲电流,使得钢液中的夹杂物在上浮过程中,除了受到浮力、重力和钢水拖曳力外,还会受到“由于钢液和夹杂物的电导率不同而产生的电场-对夹杂物施加的额外上浮动力”,从而促进夹杂物上浮至钢液表面去除。如CN112024864A公开了一种利用脉冲电流去除中间包夹杂物的方法,包括:设置脉冲电源,在钢水浇注过程中,将脉冲电源的正极连接在塞棒上,脉冲电源的负极连接在连铸水口上。但是该种方法对钢水施加的面积较小,不利于夹杂物上浮,且在水口处施加脉冲电场,极易造成水口处夹杂物聚集,进而堵塞水口。
发明内容
针对现有电脉冲方式去除无Al硅钢中夹杂物中存在的问题,本发明的目的是在于提供一种去除无取向硅钢夹杂物的方法,基于中间包钢水流场的研究,在中间包上挡渣堰和下导流坝之间施加脉冲电场,流场与脉冲电场相互作用,有效去除铸坯夹杂物。
为了实现上述发明目的,本发明采用如下技术方案:
一种去除无取向硅钢夹杂物的方法,在中间包预设脉冲电流装置,将所述脉冲电流装置的正极连接在上挡渣堰处,负极连接在下导流坝处,在钢水浇注过程中,施加电脉冲处理即可。
需要说明的是,本发明的脉冲电流装置采用现有常规的装置即可,此处不再赘述。
作为优选,所述无取向硅钢的化学成分质量百分比包括:C≤0.005%、Si0.3-2.0%、Mn 0.25-0.8%、Al≤0.003%、P≤0.02%、S≤0.01%、N≤0.0020%、Nb≤0.0020%、V≤0.0020%、Ti≤0.0020%,其余为Fe以及不可避免的杂质,炼钢过程中Mn/S≥50。
作为优选,所述脉冲电流装置的电极采用耐高温钼丝。
作为优选,电脉冲的脉冲电流为200~400A,脉冲宽度为20~80ms,频率为1~200Hz。
作为优选,施加电脉冲处理后,钢水中的MnS、SiO2类夹杂物上浮至保护渣中,杂质元素S含量降低至0.0030wt%以下,O含量降低至0.0030wt%以下。
本发明基于中间包钢水流场的研究,在中间包上挡渣堰和下导流坝之间施加脉冲电场,扩大了脉冲电场作用的钢水区域,且随着钢水流场运动,流场与脉冲电场相互作用,使得细小的SiO2和MnS夹杂物在钢水运动过程中更有效的碰撞、聚集、长大,并有充足的时间充分上浮,从而达到有效去除铸坯夹杂物,降低铸坯中S和O含量,大幅提高钢水纯净度,进而提高硅钢成品磁性能。
附图说明
图1为本发明的中间包预设脉冲电流装置连接示意图;
其中1、包体;2、长水口;3、抑湍器;4、上挡渣堰;5、下导流坝;6、塞棒。
图2为中间包流场分布示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合实施例,对本进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
实施例1
无取向硅钢的化学成分质量百分比包括:C:0.003%、Si 0.45%、Mn0.25%、Al0.002%、P 0.012%、S 0.0045%、N 0.0015%、Nb 0.0018%、V0.0012%、Ti 0.0013%,其余为Fe以及不可避免的杂质。
所述脉冲电流装置的电极采用耐高温钼丝。
电脉冲的脉冲电流为200A,脉冲宽度为60ms,频率为150Hz。
施加电脉冲处理后,钢水中的MnS、SiO2类夹杂物上浮至保护渣中,杂质元素S含量降低至0.0018wt%,O含量降低至0.0016wt%。
实施例2
无取向硅钢的化学成分质量百分比包括:C:0.002%、Si 1.8%、Mn0.45%、Al0.0018%、P 0.015%、S 0.0055%、N 0.0018%、Nb 0.0012%、V0.0014%、Ti 0.0017%,其余为Fe以及不可避免的杂质。
所述脉冲电流装置的电极采用耐高温钼丝。
电脉冲的脉冲电流为200A,脉冲宽度为80ms,频率为200Hz。
施加电脉冲处理后,钢水中的MnS、SiO2类夹杂物上浮至保护渣中,杂质元素S含量降低至0.0020wt%,O含量降低至0.0028wt%。
对比例1
无取向硅钢的化学成分质量百分比包括:C:0.002%、Si 1.8%、Mn0.45%、Al0.0018%、P 0.015%、S 0.0065%、N 0.0018%、Nb 0.0012%、V0.0014%、Ti 0.0017%,其余为Fe以及不可避免的杂质。
采用常规浇铸方式(不施加电脉冲),杂质元素S含量为0.0065wt%,O含量降低至0.098wt%。钢坯中含有大量的MnS和SiO2夹杂物,严重影响硅钢成品磁性能。
Claims (5)
1.一种去除无取向硅钢夹杂物的方法,其特征在于:在中间包预设脉冲电流装置,将所述脉冲电流装置的正极连接在上挡渣堰处,负极连接在下导流坝处,在钢水浇注过程中,施加电脉冲处理即可。
2.根据权利要求1所述的一种去除无取向硅钢夹杂物的方法,其特征在于:所述无取向硅钢的化学成分质量百分比包括:C≤0.005%、Si 0.3-2.0%、Mn 0.25-0.8%、Al≤0.003%、P≤0.02%、S≤0.01%、N≤0.0020%、Nb≤0.0020%、V≤0.0020%、Ti≤0.0020%,其余为Fe以及不可避免的杂质,炼钢过程中Mn/S≥50。
3.根据权利要求1所述的一种去除无取向硅钢夹杂物的方法,其特征在于:所述脉冲电流装置的电极采用耐高温钼丝。
4.根据权利要求1所述的一种去除无取向硅钢夹杂物的方法,其特征在于:电脉冲的脉冲电流为200~400A,脉冲宽度为20~80ms,频率为1~200Hz。
5.根据权利要求1所述的一种去除无取向硅钢夹杂物的方法,其特征在于:施加电脉冲处理后,钢水中的MnS、SiO2类夹杂物上浮至保护渣中,杂质元素S含量降低至0.0030wt%以下,O含量降低至0.0030wt%以下。
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