CN117701829A - 一种取向硅钢的控氮方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于钢铁冶金技术领域，具体为一种取向硅钢的控氮方法，采用RH精炼真空处理过程全程环流氮气和氮化硅锰联合控氮技术，实现了取向硅钢氮含量的分段累积，大大提升了取向硅钢N元素的控制精度，本发明充分利用冶炼系统中的氮气资源，操作简单，而且可大大降低合金损耗和成本和能源，实现取向硅钢稳定连续生产。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金技术领域，具体为一种取向硅钢的控氮方法。
背景技术
取向硅钢要求具有强高斯织构取向的大晶粒，这需要一定量的亚稳定状态的抑制剂，在高温退火阶段抑制其他取向晶粒长大，促进高斯取向晶粒长大，并吞并其他取向的晶粒，形成大尺寸晶粒。亚稳定状态的抑制剂主要为AlN，Al和N是按照一定比例添加的，其中N元素控制难度大，目前绝大部分厂家均以氮化硅锰合金控制N元素含量，一方面操作人员工作强度大，另一方面冶炼过程合金损耗相对高，生产成本高。
发明内容
为解决现有技术存在的问题，本发明的主要目的是提出一种取向硅钢的控氮方法。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种取向硅钢的控氮方法，RH精炼真空处理过程采用全程环流氮气工艺，氮气环流10～12min后分1～2次添加氮化硅锰合金，实现取向硅钢的控氮。
作为本发明所述的一种取向硅钢的控氮方法的优选方案，其中：环流氮气的流量为2995～3000L/(min·t钢水)。
作为本发明所述的一种取向硅钢的控氮方法的优选方案，其中：真空处理的压力小于200mbar。
作为本发明所述的一种取向硅钢的控氮方法的优选方案，其中：氮气环流5～7min后加Al粒、硫化铁、低碳硅铁进行脱氧合金化。
作为本发明所述的一种取向硅钢的控氮方法的优选方案，其中：第1次添加氮化硅锰合金的加入量为0.6～0.65kg/t钢水。
作为本发明所述的一种取向硅钢的控氮方法的优选方案，其中：第2次添加氮化硅锰合金的时机为氮气环流18～22min，第2次添加氮化硅锰合金的加入量为0.2～0.25kg/t钢水。
作为本发明所述的一种取向硅钢的控氮方法的优选方案，其中：第2次添加氮化硅锰合金后，控制炉内压力为45～55mbar。
作为本发明所述的一种取向硅钢的控氮方法的优选方案，其中：转炉冶炼后进行RH精炼，转炉冶炼过程中全程底吹氮气，转炉终点钢水氮含量为0.0020～0.0030wt%，P含量≤0.012wt%。
作为本发明所述的一种取向硅钢的控氮方法的优选方案，其中：转炉冶炼时加入的铁水的钛含量≤0.110wt%，铁水温度为1340～1380℃。
作为本发明所述的一种取向硅钢的控氮方法的优选方案，其中：铁水加入转炉前进行KR脱硫，KR脱硫控制S含量在0.003wt%以下。
为解决上述技术问题，根据本发明的另一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种取向硅钢，采用上述的取向硅钢的控氮方法制备得到，按重量百分比计，其组成为：C≤0.0060wt%、Si：3.0～3.5wt%、Mn：0.09～0.25wt%、P≤0.025wt%、S：0.005～0.012wt%、Als：0.015～0.032wt%、N：0.0070～0.0105wt%、Cr：0.05～0.08wt%、Cu：0.01～0.55wt%、Sn：0.035～0.065wt%、Ti≤0.0020wt%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明的有益效果如下：
本发明提出一种取向硅钢的控氮方法，采用RH精炼真空处理过程全程环流氮气和氮化硅锰联合控氮技术，实现了取向硅钢氮含量的分段累积，大大提升了取向硅钢N元素的控制精度，本发明充分利用冶炼系统中的氮气资源，操作简单，而且可大大降低合金损耗和成本和能源，实现取向硅钢稳定连续生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施例1制备的取向硅钢的TEM图。
图2为本发明实施例1制备的取向硅钢的析出相的能谱图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合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的一部分实施例，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作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。
为解决现有技术存在的问题，本发明的主要目的是提出一种取向硅钢的控氮方法。根据本发明的一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种取向硅钢的控氮方法，RH精炼真空处理过程采用全程环流氮气工艺，氮气环流10～12min后分1～2次添加氮化硅锰合金，实现取向硅钢的控氮。
优选的，环流氮气的流量为2995～3000L/(min·t钢水)。
优选的，真空处理的压力小于200mbar。
优选的，氮气环流5～7min后加Al粒、硫化铁、低碳硅铁进行脱氧合金化。
优选的，RH进站测温取氧氮样，第1次添加氮化硅锰合金前取氧氮样，检测环流氮气增氮量，根据增氮量，分1～2次添加氮化硅锰合金。
优选的，第1次添加氮化硅锰合金的加入量为0.6～0.65kg/t钢水。
优选的，第2次添加氮化硅锰合金的时机为氮气环流18～22min，第2次添加氮化硅锰合金的加入量为0.2～0.25kg/t钢水。
优选的，第2次添加氮化硅锰合金后，控制真空度为45～55mbar，使脱碳反应进行到新的平衡，降低碳含量；减少钢中夹杂物，均匀钢水温度。
优选的，转炉冶炼后进行RH精炼，转炉冶炼过程中全程底吹氮气，转炉终点钢水氮含量为0.0020～0.0030wt%，P含量≤0.012wt%。
优选的，转炉冶炼时加入的铁水采用内蒙古白云鄂博矿冶炼得到，其钛含量≤0.110wt%，铁水温度为1340～1380℃。
优选的，铁水加入转炉前进行KR脱硫，KR脱硫控制S含量在0.003wt%以下。
根据本发明的另一个方面，本发明提供了如下技术方案：
一种取向硅钢，采用上述的取向硅钢的控氮方法制备得到，按重量百分比计，其组成为：C≤0.0060wt%、Si：3.0～3.5wt%、Mn：0.09～0.25wt%、P≤0.025wt%、S：0.005～0.012wt%、Als：0.015～0.032wt%、N：0.0070～0.0105wt%、Cr：0.05～0.08wt%、Cu：0.01～0.55wt%、Sn：0.035～0.065wt%、Ti≤0.0020wt%，余量为Fe和不可避免的杂质。
以下结合具体实施例对本发明技术方案进行进一步说明。
实施例1
一种取向硅钢的控氮方法，所述取向硅钢的氮含量为0.0084wt%，采用白云鄂博矿冶炼铁水，铁水中Ti含量为0.105wt%，铁水温度为1380℃；铁水加入转炉前进行KR脱硫，KR脱硫控制S含量为0.0028wt%，转炉冶炼过程中全程底吹氮气，转炉终点钢水氮含量为0.0022wt%，P含量为0.010wt%；RH真空处理过程全程环流氮气，环流氮气的流量为3000L/(min·t钢水)，真空处理的压力为186mbar；氮气环流5min后加Al粒、硫化铁、低碳硅铁进行脱氧合金化，氮气环流10min后取氧氮样，钢水增氮量为0.0023wt%；加入0.6kg/t钢水氮化硅锰，10min后取氧氮样，氮含量增加0.0024wt%，再加入0.2kg/t钢水氮化硅锰，同时调整真空度为50mbar左右，RH出站取氧氮样，氮含量增加0.0015wt%，钢水氮含量为0.0084wt%。本发明实施例1制备的取向硅钢的TEM图如图1所示，取向硅钢的析出相的能谱图如图2所示，析出物为弥散分布的AlN，尺寸在50～60nm。
实施例2
一种取向硅钢的控氮方法，所述取向硅钢的氮含量为0.0091wt%，采用白云鄂博矿冶炼铁水，铁水中Ti含量为0.103wt%，铁水温度为1340℃；铁水加入转炉前进行KR脱硫，KR脱硫控制S含量为0.0025wt%，转炉冶炼过程中全程底吹氮气，转炉终点钢水氮含量为0.0025wt%，P含量为0.011wt%；RH真空处理过程全程环流氮气，环流氮气的流量为2995L/(min·t钢水)，真空处理的压力为182mbar；氮气环流7min后加Al粒、硫化铁、低碳硅铁进行脱氧合金化，氮气环流11min后取氧氮样，钢水增氮量为0.0024wt%；加入0.65kg/t钢水氮化硅锰，10min后取氧氮样，氮含量增加0.0023wt%，再加入0.22kg/t钢水氮化硅锰，同时调整真空度为48mbar左右，RH出站取氧氮样，氮含量增加0.0019wt%，钢水氮含量为0.0091wt%。
实施例3
一种取向硅钢的控氮方法，所述取向硅钢的氮含量为0.0090wt%，采用白云鄂博矿冶炼铁水，铁水中Ti含量为0.101wt%，铁水温度为1350℃；铁水加入转炉前进行KR脱硫，KR脱硫控制S含量为0.0026wt%，转炉冶炼过程中全程底吹氮气，转炉终点钢水氮含量为0.0020wt%，P含量为0.010wt%；RH真空处理过程全程环流氮气，环流氮气的流量为2996L/(min·t钢水)，真空处理的压力为184mbar；氮气环流6min后加Al粒、硫化铁、低碳硅铁进行脱氧合金化，氮气环流12min后取氧氮样，钢水增氮量为0.0024wt%；加入0.63kg/t钢水氮化硅锰，10min后取氧氮样，氮含量增加0.0023wt%，再加入0.25kg/t钢水氮化硅锰，同时调整真空度为50mbar左右，RH出站取氧氮样，氮含量增加0.0023wt%，钢水氮含量为0.0090wt%。
对比例1
与实施例1的不同之处在于，RH真空处理过程全程环流氩气。
本对比例RH精炼出站钢水的氮含量为0.0057wt%。
对比例2
与实施例1的不同之处在于，RH真空处理过程不加入氮化硅锰。
本对比例RH精炼出站钢水的氮含量为0.0041wt%。
对比例3
与实施例1的不同之处在于，转炉冶炼过程中全程底吹氩气。
本对比例RH精炼出站钢水的氮含量为0.0063wt%。
对比例4
与实施例1的不同之处在于，氮气环流5min加入0.6kg/t钢水氮化硅锰。
本对比例RH精炼出站钢水的氮含量为0.0066wt%。
由以上实施例和对比例可以看出，本发明采用RH精炼真空处理过程全程环流氮气和氮化硅锰联合控氮技术，实现了取向硅钢氮含量的分段累积，大大提升了取向硅钢N元素的控制精度，本发明充分利用冶炼系统中的氮气资源，操作简单，而且可大大降低合金损耗和成本和能源，实现取向硅钢稳定连续生产。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种取向硅钢的控氮方法，其特征在于，RH精炼真空处理过程采用全程环流氮气工艺，氮气环流10～12min后分1～2次添加氮化硅锰合金，实现取向硅钢的控氮。
2.根据权利要求1所述的取向硅钢的控氮方法，其特征在于，环流氮气的流量为2995～3000L/(min·t钢水)。
3.根据权利要求1所述的取向硅钢的控氮方法，其特征在于，真空处理的压力小于200mbar。
4.根据权利要求1所述的取向硅钢的控氮方法，其特征在于，第1次添加氮化硅锰合金的加入量为0.6～0.65kg/t钢水。
5.根据权利要求1所述的取向硅钢的控氮方法，其特征在于，第2次添加氮化硅锰合金的时机为氮气环流18～22min，第2次添加氮化硅锰合金的加入量为0.2～0.25kg/t钢水。
6.根据权利要求5所述的取向硅钢的控氮方法，其特征在于，第2次添加氮化硅锰合金后，控制炉内压力为45～55mbar。
7.根据权利要求1所述的取向硅钢的控氮方法，其特征在于，转炉冶炼后进行RH精炼，转炉冶炼过程中全程底吹氮气，转炉终点钢水氮含量为0.0020～0.0030wt%，P含量≤0.012wt%。
8.根据权利要求1所述的取向硅钢的控氮方法，其特征在于，转炉冶炼时加入的铁水的钛含量≤0.110wt%，铁水温度为1340～1380℃。
9.根据权利要求1所述的取向硅钢的控氮方法，其特征在于，铁水加入转炉前进行KR脱硫，KR脱硫控制S含量在0.003wt%以下。
10.一种取向硅钢，其特征在于，采用权利要求1-9任一项所述的取向硅钢的控氮方法制备得到，按重量百分比计，其组成为：C≤0.0060wt%、Si：3.0～3.5wt%、Mn：0.09～0.25wt%、P≤0.025wt%、S：0.005～0.012wt%、Als：0.015～0.032wt%、N：0.0070～0.0105wt%、Cr：0.05～0.08wt%、Cu：0.01～0.55wt%、Sn：0.035～0.065wt%、Ti≤0.0020wt%，余量为Fe和不可避免的杂质。
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| CN117701829B (zh) | 2024-04-26 |
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