一種冶煉高磁感取向硅鋼中鈦含量≤20ppm的控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種高磁感取向娃鋼的冶煉方法，具體地屬于一種冶煉高磁感取向娃 鋼中鈦含量< 20ppm的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 取向硅鋼已被廣泛地應(yīng)于變壓器或馬達(dá)等的鐵芯材料，這種材料的結(jié)晶方位高度 地集積于被稱為高斯方位（GOss方位）的{110}〈001>方位，其特性主要按磁導(dǎo)率或鐵損等 電磁特性來評(píng)價(jià)。
[0003] 取向硅鋼冶煉鋼水中一般要求Ti〈0. 003%，因?yàn)殁仌?huì)形成比BN和AlN更穩(wěn)定的 TiN，不適合用作抑制劑。在熱乳和?；^程中，TiN可作為AlN和MnS析出核心形成粗大 復(fù)合析出物。TiS也使?jié)BN不均勻，二次再結(jié)晶不完善。
[0004] 鋼中的氧化物夾雜一方面影響磁疇結(jié)構(gòu)和磁化行為，另一方面可能會(huì)阻礙二次再 結(jié)晶晶粒長大，因此盡可能的降低鋼中的氧化物夾雜含量，而降低氧化夾雜含量的一個(gè)重 要手段就是控制合適出鋼氧含量和鋼渣成分。鋼水經(jīng)過RH精煉后，大于5_的氧化物夾雜 基本都會(huì)被去除，小于5_的氧化物夾雜不易上浮去除。取向硅鋼中的氧化物夾雜主要是 MnO、Si02、Al2O3等，MnO熔點(diǎn)低（1140°C )，其黏滯性比鋼低，所以熱乳時(shí)沿乳向伸長。SiO 2恪 點(diǎn)高（1723°C )，其黏滯性比鋼高，熱乳沿乳向不伸長，大多時(shí)候鋼中的夾雜物是MnO、Si02、 Al2O3的復(fù)合物。
[0005] 自從1968年日本新日鐵公司制造出了高磁感取向硅鋼以來，人們不斷開發(fā)出新 的工藝和方法來提高鋼水純凈度和降低氧化物夾雜含量。
[0006] 文獻(xiàn)UK. Patent, No. 1450330中，要求轉(zhuǎn)爐控制吹煉終點(diǎn)Mn彡0· 065%，出鋼氧含量 [0] < lOOOppm，N < 35ppm，C=0.0 3-0. 05%，取向硅鋼B8值增高。該文獻(xiàn)要求入爐鐵水錳 含量小于〇. 3%，一次吹煉后錳含量降低，但出鋼和真空處理過程中往往存在回錳現(xiàn)象，對(duì)錳 含量的控制帶來困難。
[0007] 日本公開特許公報(bào)，昭48-61319,1973文獻(xiàn)，要求出鋼時(shí)鋼水中氧含量 最好控制在小于0. 1%，并加入鋁脫氧，鋁加入量大于（〇%X 8) kg/t，鋼中殘余Als 愛0.005%。當(dāng)鋼中氧含量與加鋁量的乘積大于8時(shí)，r(Si02)/V(Al203)明顯下降，即SiO 2 含量降低，B8增高。因?yàn)樾纬纱罅康腁l2O3在以后的真空處理時(shí)更易上浮，并且可作為MnS 析出核心的SiOj^量減少。以SiO2為核心析出的MnS粗大（2-3微米或幾十微米)，難以固 溶。該文獻(xiàn)對(duì)控制鋼中的夾雜物十分有效，但出鋼過程中鋁會(huì)將鋼渣中的有害元素 Ti、V等 還原到鋼水中，最終影響成品磁性能。
[0008] 日本公開的特許公報(bào)，平4-337031，1992文獻(xiàn)，提出以MnS或MnSe作為抑制劑 時(shí)，鋼中Als，Ti和V含量應(yīng)盡量低。最好選用含小于0. 01%Ti和小于0. 05%A1的75%硅 鐵合金以及不使用含TiOjP Al 203的耐火材料。采用低釩鐵水和低釩硅鐵合金，使鋼水中 V〈0. 001%，B8可達(dá)1. 92。該文獻(xiàn)雖然極大地提高了鋼水的純凈度，但要使用專用合金和耐 火材料，冶煉成本過高，無法推廣使用。
[0009] 日本公開特許公報(bào)，平9-279246，1997 ;平10-273715,1998文獻(xiàn)，提出控制轉(zhuǎn)爐 冶煉后，鋼水中Ti和Al分別小于0. 003%，從出鋼開始到RH處理結(jié)束之前加含50%以上SiO2 (硅砂）熔劑形成氧化性爐渣，使?fàn)t渣堿度Ca0/Si02〈l. 2,進(jìn)行氧化精煉，加一些高于1500 °C高熔點(diǎn)熔劑(如MgO、5102等)，使鋼包中爐渣固化或出鋼加硅后扒渣，鑄坯中Ti和Al含 量分別小于lOppm。該方法加310 2熔劑不會(huì)使鋼水中硅含量降低，而且可去除鋁、鈦等氧化 物，但該文獻(xiàn)僅適用于不含鋁的取向硅鋼，若鋼中含有鋁，連鑄澆鋼時(shí)由于爐渣與鋼水的氧 化反應(yīng)，從而使連鑄后期的鋼水中鋁含量降低，產(chǎn)品磁性波動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明在于解決由于鋼渣返Ti和合金增Ti，使最終澆注前鋼水的Ti含量接近 30ppm，影響鋼水的純凈度的問題，通過控制出鋼氧含量及合金加入順序，來降低鋼中氧化 物夾雜及殘余元素 Ti含量在20ppm以下，以提高取向硅鋼產(chǎn)品磁性能。
[0011] 本申請(qǐng)人在研究中發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)爐出鋼時(shí)不同的合金加入順序會(huì)形成不同的鋼渣成 分，而鋼渣成分對(duì)控制鋼水中Ti含量有重要影響。高磁感取向硅鋼精煉渣的基礎(chǔ)成分為 CaO-Al2O3-SiO2三元系，根據(jù)CaO-Al 203-Si02三元系SELF-SreM熱力學(xué)模型，可以估算渣中 SiO2含量對(duì)鋼中[Ti]含量的影響，即隨著渣中SiO2含量的提高，鋼液中與其平衡的[Ti] 含量是下降的。要使鋼中[Ti]含量降到20ppm以下，則渣中的SiO 2含量需要在25%以上。 為此，本發(fā)明采取如下措施予以實(shí)現(xiàn)： 一種冶煉高磁感取向娃鋼中鈦含量< 20ppm的控制方法，其步驟： 1) 經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉結(jié)束后，對(duì)鋼水中的氧含量進(jìn)行檢測； 2) 在出鋼過程中進(jìn)行合金化，在合金化時(shí)，根據(jù)鋼水中氧含量確定合金化中加入合金 的次序，即： 當(dāng)鋼水中的氧含量彡1000 ppm時(shí)，按照設(shè)計(jì)加料量，采取先加鋁鐵，后加硅鐵的方式； 當(dāng)鋼水中的氧含量大于1000 ppm時(shí)，按照設(shè)計(jì)加料量，采取先加硅鐵，后加鋁鐵的方式；并 控制鋼渣中的SiO2含量不低于25wt% ; 3) 進(jìn)行真空處理及后工序。
[0012] 其在于：當(dāng)鋼渣中的SiO2^量低于25wt%時(shí)，則在真空處理中通過添加硅砂使鋼 渣中的SiO 2^量達(dá)到25wt%以上。
[0013] 本發(fā)明之所以在合金化時(shí)，根據(jù)檢測到的鋼水中氧含量，而改變添加合金的順序， 即采取當(dāng)鋼水中的氧含量彡1000 ppm時(shí)，按照設(shè)計(jì)加料量，采取先加鋁鐵，后加硅鐵的方 式；當(dāng)鋼水中的氧含量大于1000 ppm時(shí)，按照設(shè)計(jì)加料量，采取先加硅鐵，后加鋁鐵的方式， 是因?yàn)樵谘芯吭囼?yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鋼水中的氧含量< 1000 ppm時(shí)，采取先加鋁鐵，后加硅鐵的合 金化方式，生成的Al203、Si0 2等氧化物夾雜在真空處理過程中能夠充分長大上浮進(jìn)入渣中， 使鋼中的氧化物夾雜明顯降低，中間包全氧含量可達(dá)IOppm左右。若通過真空加硅砂使鋼 渣中SiO 2^量大于25%，根據(jù)反應(yīng)平衡（見圖1)，鑄坯中的鈦含量可控制在20ppm以下；當(dāng) 鋼水中的氧含量大于1000 ppm時(shí)，采取先加硅鐵，后加鋁鐵的合金化方式，不加硅砂就可以 使鋼渣中SiO 2^量大于25%，保證鑄坯中鈦含量在20ppm以下。雖然氧化物夾雜略有增加， 中間包全氧含量在15ppm以上，但成品磁性能依然優(yōu)良。
[0014] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明根據(jù)轉(zhuǎn)爐出鋼氧含量確定合金加入順序來控制鋼 渣成分，操作簡單，容易控制，并能穩(wěn)定的生產(chǎn)出磁性能優(yōu)良的高磁感取向硅鋼。
【附圖說明】
[0015] 圖1為鋼渣中SiO2含量對(duì)鋼中[Ti]的影響曲線圖； 圖2為出鋼氧含量與成品P17/50的關(guān)系曲線圖； 注：圖2中的小方框范圍內(nèi)為本發(fā)明先加硅鐵的情況。
【具體實(shí)施方式】
[0016] 下面對(duì)本發(fā)明予以詳細(xì)描述： 本發(fā)明及對(duì)比例總共用兩種不同成分、采用本發(fā)明的冶煉方法在轉(zhuǎn)爐冶煉高磁感取向 硅鋼，具體實(shí)施如下： 第一種：高磁感取向硅鋼的組分及重量百分比含量為：C :0. 03-0. 06%，Si : 3. 00-3. 35%, Mn ：0. 065-0. 120%, S ：0. 003- 0. 015%, N ： 0. 004-0. 007%, Sn ： 0. 03-0. 06%, Cu :0. 025-0. 045%，Als :0. 025-0. 035%等，其余成分為Fe及不可避免的雜質(zhì)； 其冶煉步驟： 1) 經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉結(jié)束后，對(duì)鋼水中的氧含量進(jìn)行檢測； 2) 在出鋼過程中進(jìn)行合金化，在合金化時(shí)，根據(jù)鋼水中氧含量確定合金化中加入合金 的次序，即： 當(dāng)鋼水中的氧含量彡1000 ppm時(shí)，按照設(shè)計(jì)加料量，采取先加鋁鐵，后加硅鐵的方式； 當(dāng)鋼水中的氧含量大于1000 ppm時(shí)，按照設(shè)計(jì)加料量，采取先加硅鐵，后加鋁鐵的方式；并 控制鋼渣中的SiO2含量不低于25wt% ; 3) 進(jìn)行真空處理及后工序。
[0017] 表1為按照第一種設(shè)定成分，在進(jìn)行冶煉時(shí)根據(jù)鋼水中氧含量采取的合金料添加 順序情況及結(jié)果列表。
[0018] 表 1
第二種：高磁感取向硅鋼的組分及重量百分比含量為：C :0. 03-0. 06%，Si : 3. 00-3. 35%, Mn ：0. 065-0. 120%, S ：0. 003- 0. 015%, P ：0. 015-0. 035%, N ： 0. 004-0. 007%, Sn : 0. 03-0. 06%，Cu :0. 025-0. 045%，Als :0. 025-0. 035% 等，其余成分為 Fe 及不可避免的 雜質(zhì)； 其冶煉步驟： 1)經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉結(jié)束后，對(duì)鋼水中的含氧量進(jìn)行檢測； 2 )在出鋼中進(jìn)行合金化，在合金化時(shí)，根據(jù)鋼水中氧量確定合金化中加入合金的次序， 即： 當(dāng)鋼水中的氧含量彡1000 ppm時(shí)，按照設(shè)計(jì)加料量，采取先加鋁鐵，后加硅鐵的方式； 當(dāng)鋼水中的氧含量大于1000 ppm時(shí)，按照設(shè)計(jì)加料量，采取先加硅鐵，后加鋁鐵的方式；并 控制鋼渣中的SiO2含量不低于25wt% ; 3)進(jìn)行真空處理及后工序。
[0019] 表2為按照第二種設(shè)定成分，在進(jìn)行冶煉時(shí)根據(jù)鋼水中氧含量采取的合金料添加 順序情況及結(jié)果列表。
[0020] 表 2
從表1及表2可以看出，根據(jù)轉(zhuǎn)爐出鋼氧含量選擇不同的添加合金化次序，可以有效控 制1?磁感取向娃鋼中的欽含量< 20ppm，最終成品磁性能優(yōu)異D
[0021] 本【具體實(shí)施方式】僅為最佳例舉，并非對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制性實(shí)施。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種冶煉高磁感取向娃鋼中鈦含量< 20ppm的控制方法，其步驟： 1) 經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉結(jié)束后，對(duì)鋼水中的氧含量進(jìn)行檢測； 2) 在出鋼過程中進(jìn)行合金化，在合金化時(shí)，根據(jù)鋼水中氧含量確定合金化中加入合金 的次序，即： 當(dāng)鋼水中的氧含量彡lOOOppm時(shí)，按照設(shè)計(jì)加料量，采取先加鋁鐵，后加硅鐵的方式； 當(dāng)鋼水中的氧含量大于lOOOppm時(shí)，按照設(shè)計(jì)加料量，采取先加硅鐵，后加鋁鐵的方式；并 控制鋼渣中的Si02含量不低于25wt% ; 3) 進(jìn)行真空處理及后工序。2. 如權(quán)利要求1所述的一種冶煉高磁感取向硅鋼中鈦含量< 20ppm的控制方法，其 特征在于：當(dāng)鋼渣中的Si(V#量低于25wt%時(shí)，則在真空處理中通過添加硅砂使鋼渣中的 Si〇2#量達(dá)到25wt%以上。
【專利摘要】一種冶煉高磁感取向硅鋼中鈦含量≤20ppm的控制方法：經(jīng)轉(zhuǎn)爐冶煉結(jié)束后，對(duì)鋼水中的氧含量進(jìn)行檢測；在出鋼中進(jìn)行合金化，并根據(jù)鋼水中氧含量確定合金化中加入合金的次序，即：當(dāng)鋼水中的氧含量≤1000ppm時(shí)，采取先加鋁鐵，后加硅鐵的方式；當(dāng)鋼水中的氧含量大于1000ppm時(shí)，采取先加硅鐵，后加鋁鐵的方式；并控制鋼渣中的SiO2含量不低于25wt%；真空處理及后工序。本發(fā)明根據(jù)轉(zhuǎn)爐出鋼氧含量確定合金加入順序來控制鋼渣成分，操作簡單，容易控制，并能穩(wěn)定的生產(chǎn)出磁性能優(yōu)良的高磁感取向硅鋼。
【IPC分類】C21C7/06, C21C7/10
【公開號(hào)】CN105385808
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510764086
【發(fā)明人】申明輝, 郭小龍, 黎世德, 王若平, 楊佳欣, 高洋
【申請(qǐng)人】武漢鋼鐵(集團(tuán))公司
【公開日】2016年3月9日
【申請(qǐng)日】2015年11月11日