一種冶煉硅鋼的中間試驗(yàn)方法
【專(zhuān)利摘要】一種冶煉硅鋼的中間試驗(yàn)方法，屬于真空感應(yīng)爐煉鋼技術(shù)領(lǐng)域。包括在冶煉的坩堝清潔無(wú)破損修補(bǔ)，合爐抽真空5～8min送電熔化，精煉前期利用真空下C脫氧，向鋼液中加入金屬硅元素，充氬保護(hù)，分兩次加Al，第一次加Al:0.035～0.045wt％預(yù)脫氧，然后合金化，溫度符合出鋼要求，第二次加余Al量,出鋼前傾爐，錠模上部安裝保溫帽，并加入發(fā)熱劑，出鋼后破空。優(yōu)點(diǎn)在于，有效提高了鋼的純凈度，達(dá)到了真空感應(yīng)爐中間試驗(yàn)高牌號(hào)無(wú)取向硅鋼的冶煉目的。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
-種冶煉括鋼的中間試驗(yàn)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于真空感應(yīng)爐煉鋼技術(shù)領(lǐng)域，特別設(shè)及一種冶煉娃鋼的中間試驗(yàn)方法。 尤其設(shè)及一種真空感應(yīng)爐冶煉高牌號(hào)無(wú)取向娃鋼的中間試驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 高級(jí)牌號(hào)無(wú)取向娃鋼的Si含量>2.0%，提高其性能的主要技術(shù)關(guān)鍵就是進(jìn)一步 提高鋼的純凈度，實(shí)現(xiàn)鋼質(zhì)成分的嚴(yán)格控制，因微量元素對(duì)無(wú)取向娃鋼磁性性能的影響極 大。為達(dá)到高級(jí)牌號(hào)無(wú)取向娃鋼的性能要求，必須嚴(yán)格控制41、111爪511、化等的含量，且要 求控制C《0.003%，S《0.003%，Ti《0.003%，Zr《0.003%，[N]《0.002%，[0]《 0.002%。
[0003] 為了掌握高牌號(hào)無(wú)取向娃鋼的各項(xiàng)性能，縮短新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，一般先采用真空 感應(yīng)爐進(jìn)行中間試驗(yàn)。眾所周知，采用真空感應(yīng)爐冶煉最大的優(yōu)點(diǎn)是沒(méi)有空氣和爐渣的污 染，創(chuàng)造了良好的去氣條件，真空下C脫氧等特點(diǎn)。但真空感應(yīng)爐制作相蝸的材質(zhì)一般采用 MgO質(zhì)的，在真空下進(jìn)行無(wú)渣冶煉和誘注，基本上不具備脫S的功能。故對(duì)原材料的要求非常 苛刻，一般采用工業(yè)純鐵作為基料，而工業(yè)純鐵的S含量一般為0.005~0.01 %。現(xiàn)有的工業(yè) 純鐵成分：C: 0.004%，Si : 0.01 %，Mn: 0.04%，P: 0.007 %，S: 0.006 %，[0]: 0.018%，[N]: 0.0048 %，無(wú)法滿(mǎn)足此鋼種試驗(yàn)的要求。
[0004] 由此針對(duì)提高高牌號(hào)無(wú)取向娃鋼的性能，要求控制C、S、Ti、Zr、N、0、H等雜質(zhì)元素 含量極低，并精準(zhǔn)控制51、111、41、511、？、化等合金元素，發(fā)明了一種真空感應(yīng)爐冶煉高牌號(hào) 無(wú)取向娃鋼的中間試驗(yàn)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明目的在于提供一種冶煉娃鋼的中間試驗(yàn)方法，解決了真空感應(yīng)爐無(wú)渣煉鋼 脫硫效果不明顯、夾雜物尺寸大及有效控制化學(xué)成分含量難等問(wèn)題?？蓪?shí)現(xiàn)快速脫硫，操作 簡(jiǎn)便易行，成本低廉。
[0006] -種冶煉娃鋼的中間試驗(yàn)方法，采用高真空、中高溫精煉、合適的精煉時(shí)間、低溫 加料、中溫出鋼、強(qiáng)攬拌、帶電誘注、擋渣誘注、保溫凝固等關(guān)鍵工藝技術(shù)和操作凈化鋼質(zhì)。 具體步驟及參數(shù)如下：
[0007] 1、冶煉的相蝸清潔無(wú)破損修補(bǔ)，其壽命為3~20次，同時(shí)注意前后爐次的冶煉鋼 種，防止相蝸等因素對(duì)鋼質(zhì)的影響。依據(jù)相蝸容量、高牌號(hào)無(wú)取向娃鋼的成分要求和合金元 素的收得率，計(jì)算所需基料和各種合金重量并稱(chēng)重取料，在裝爐時(shí)按噸鋼加入2~4Kg小顆 粒的石灰，其化0含量>90wt%，并加入隨爐C:0.02~0.03wt%，對(duì)要求P的鋼種隨爐加入憐 鐵配P，其它合金按加入C-Si-Al-Mn-Al等順序放入不同的合金料倉(cāng)。
[000引2、合爐抽真空5~8min送電烙化，當(dāng)真空度達(dá)到5PaW內(nèi)停止抽真空，滿(mǎn)功率快速 烙化，提前化渣脫氧去氣。等烙清后，分2~3批加入C脫氧，每次加入C: 0.0 Iwt %，C脫氧不僅 減少了鋼液中的氧，同時(shí)使一部分氧化物被還原，減少夾雜物，使鋼液更加純凈。當(dāng)溫度達(dá) 到1600~1620°C，降低功率，繼續(xù)抽真空精煉。采用中高溫精煉，既防止相蝸向鋼液供氧，又 保證鋼液流動(dòng)性好，利于氣體的排出、夾雜物的上浮、有害雜質(zhì)的揮發(fā)，也有利于脫S反應(yīng)和 C-0反應(yīng)的充分進(jìn)行。
[0009] 3、精煉前期利用真空下C脫氧，將C、Ti、[N]含量降至所煉鋼種所需的目標(biāo)成分控 制范圍W內(nèi)。精煉后期加入金屬Si,抽真空能有效去除金屬Si中的C、Ti和H、N、0氣體等含 量，進(jìn)一步降低鋼中[0]。如50Kg真空感應(yīng)爐的精煉時(shí)間一般控制在8~15min，500Kg真空感 應(yīng)爐的精煉時(shí)間一般控制在20~30min，合適的精煉時(shí)間既是保證精煉任務(wù)的完成，又防止 相蝸供氧使鋼中氧量回升。
[0010] 4、停止抽真空，充氣保護(hù)，加 A1:0.035~0.045wt %，進(jìn)一步脫氧，生成的Al2〇3，降 低爐渣的烙點(diǎn)，爐渣主要組分為〔曰0、412〇3、51〇2、1旨0，同時(shí)送電攬拌，且加51、41是放熱反 應(yīng)，為鋼水脫S創(chuàng)造良好熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件，確保了S含量降至0.0005-0.0025wt %，提高 脫S率達(dá)80 % W上。
[0011 ] 5、向鋼液中加入合金元素，如金屬M(fèi)n、Sn等合金化，送電攬拌均勻，為防止Mn等元 素的揮發(fā)，充入保護(hù)氣體氣氣，其爐內(nèi)壓力為8~9K化，然后停電降溫至所煉鋼種的烙點(diǎn)高 30°C，出鋼前加余量侶，A1的收得率達(dá)92%，能精準(zhǔn)地將A1控制在±0.05%范圍內(nèi)。
[0012] 6、對(duì)要求控制Ca含量的鋼種，出鋼前充氣保護(hù)加入CaSi塊合金化，強(qiáng)攬拌，可進(jìn)一 步脫S降低鋼中S含量，準(zhǔn)確控制鋼中Ca含量，Ca的收得率為8~12%，并改善鋼中夾雜物的 形態(tài)和大小。
[0013] 7、出鋼前傾爐，讓爐渣成塊粘在相蝸后壁上，帶電出鋼排渣，誘注時(shí)帶電，保證鋼 液溫度變化不大，有利于鋼錠上下成分均勻一致，將爐渣推至相蝸后壁，防止卷渣。出鋼誘 注時(shí)采取具有擋渣的漏斗，防止?fàn)t渣同鋼水一起進(jìn)入錠模內(nèi)，降低鋼中夾雜物的含量。
[0014] 8、錠模上部安裝保溫帽，并加入發(fā)熱劑，延遲上部鋼液的凝固時(shí)間，有利于夾雜物 的上浮，氣體外溢，降低鋼錠縮孔疏松深度，減少偏析等作用，提高鋼錠內(nèi)在質(zhì)量。
[0015] 9、出鋼后破空，及時(shí)清理爐內(nèi)的殘鋼殘?jiān)?，觀察相蝸狀況，擺放錠模，裝料合爐進(jìn) 行下?tīng)t冶煉。
[0016] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于:打破了真空感應(yīng)爐無(wú)渣煉鋼的常規(guī)，采取添加適量化0渣料和 脫氧劑進(jìn)行聯(lián)合脫硫，脫硫效果明顯，脫硫率可達(dá)到80% W上，滿(mǎn)足其苛刻的S含量要求。并 且采用兩步加 A1法，保證A1脫氧夾雜物的充分上浮，保證Si、Mn等元素的收得率和A1含量窄 化圍的穩(wěn)定巧制，降低鋼中氣體和夾雜物的含量，問(wèn)時(shí)對(duì)要求Ca含量的鋼種出鋼自U充氣保 護(hù)加入Ca-Si塊合金化，可進(jìn)一步脫S，準(zhǔn)確控制鋼中化含量，并改善夾雜物的形態(tài)與大小， 提高了鋼的純凈度，確保雜質(zhì)元素含量極低要求，如成分C《0.003 %，S《0.003 %，Ti《 0.003%，Zr《0.003%，[N]《0.002%，[0]《0.0015%，[H]《0.00005%，同時(shí)成分Si、Mn、 八1、511、口、化等合金元素也均控制在目標(biāo)范圍內(nèi)，達(dá)到了真空感應(yīng)爐中間試驗(yàn)高牌號(hào)無(wú)取向 娃鋼的冶煉目的。
【具體實(shí)施方式】 [0017]實(shí)施例1
[0018] W下實(shí)施例采用50Kg真空感應(yīng)爐冶煉高牌號(hào)無(wú)取向娃鋼的實(shí)驗(yàn)方法。
[0019]實(shí)例:高牌號(hào)無(wú)取向娃鋼的成分要求和試驗(yàn)爐數(shù)的成品成分(wt%)
[0020]
[0021] 注：1、殘余元素要求：Cr《0.08%，Ni《0.10%，Cu《0.10%，V《0.08%，Nb《 0.01%。
[0022] 2、W上殘余元素的含量最終結(jié)果與使用的基料工業(yè)純鐵基本一致，滿(mǎn)足其要求。
[0023] 3、C、S元素分析用超低CS分析儀，其它元素分析用直讀光譜儀。
[0024] 1、基料為工業(yè)純鐵，其成分：C:0.004%，Si:0.01%，Mn:0.04%，P:0.007%，S: 0.006%，Cr:0.012%，Ni:0.006%，Cu:0.004%，Al:0.008%，V:0.002%，Nb:0.004%，[0]: 0.018%，[N] :0.0048%。金屬娃含Si :95.8%;金屬儘含Mn:99.9%。
[0025] 2、相蝸爐齡12次，總裝入量50Kg，C隨爐12g，化0小顆粒150g。合爐啟機(jī)械累抽真空 3~5min送電烙化，真空度達(dá)1200化自動(dòng)啟動(dòng)羅茨累抽真空，功率從40KW每隔5min上調(diào) 10KW，功率達(dá)70KW時(shí)關(guān)閥停止抽真空，此時(shí)真空度達(dá)3.2Pa，5min后開(kāi)始滿(mǎn)功率100KW送電烙 化。
[00%] 3、烙清后5gC分S批加入脫氧，運(yùn)時(shí)爐內(nèi)真空度為2300化。待溫度達(dá)到1600~1620 °C，鋼液面平靜，降低功率，開(kāi)閥繼續(xù)抽真空精煉，精煉時(shí)間控制12min，真空度為2.8Pa，精 煉后期加入金屬娃1180g，繼續(xù)抽真空，真空度為2.3Pa。
[0027] 4、停電Imin后，停止抽真空，充入氣氣保護(hù)，充氣壓力為9K化，加 A1塊2?脫氧。然 后向鋼液中加入Sn塊50g，金屬儘285g，送電攬拌均勻。
[00%] 5、傾爐降溫讓爐渣成塊粘在相蝸后壁上，當(dāng)溫度合適，加入侶塊230g，送電攬拌， 功率為60KW排渣，然后降功率為30KW開(kāi)始帶電誘注。
[0029] 6、冶煉時(shí)間86min。取樣分析氣體化]:0.化pm, [0] :9ppm，[N]: 1化pm。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種冶煉硅鋼的中間試驗(yàn)方法，其特征在于，具體步驟及參數(shù)如下： 1) 冶煉的坩堝清潔無(wú)破損修補(bǔ)，其壽命為3~20次，同時(shí)注意前后爐次的冶煉鋼種；依 據(jù)坩堝容量、高牌號(hào)無(wú)取向硅鋼的成分要求和合金元素的收得率，計(jì)算所需基料和各種合 金重量并稱(chēng)重取料，在裝爐時(shí)按噸鋼加入2~4Kg小顆粒的石灰，并加入隨爐C :0.02~ 0.03wt %，對(duì)要求P的鋼種隨爐加入磷鐵配P，其它合金按加入C-Si-Al-Mn-Al順序放入不同 的合金料倉(cāng)； 2) 合爐抽真空5~8min送電熔化，當(dāng)真空度達(dá)5Pa以?xún)?nèi)停止抽真空，滿(mǎn)功率熔化，提前化 渣脫氧去氣;恪清后，分2~3批加入C脫氧，每次加入C:0.01wt%;溫度達(dá)到1600~1620 °C， 降低功率，繼續(xù)抽真空采用中高溫精煉； 3) 精煉前期真空下C脫氧，將C、Ti、[N]含量降至所煉鋼種的目標(biāo)成分控制范圍以?xún)?nèi)；精 煉后期加入金屬Si ; 4) 停止抽真空，充氬保護(hù)，加 A1:0.035~0.045wt %，進(jìn)一步脫氧，生成Al2〇3，降低爐渣 的熔點(diǎn)；同時(shí)送電攪拌，且加 Si、Al放熱反應(yīng)，為鋼水脫S創(chuàng)造熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)條件； 5) 向鋼液中加入合金元素合金化，送電攪拌均勻，為防止Μη等元素的揮發(fā)，充入保護(hù)氣 體氬氣，其爐內(nèi)壓力為8~9KPa，然后停電降溫至所煉鋼種的熔點(diǎn)高30°C，出鋼前加余量鋁， A1的收得率達(dá)92%，將A1控制在±0.05%范圍內(nèi)； 6) 對(duì)要求控制Ca含量的鋼種，出鋼前充氬保護(hù)加入CaSi塊合金化，強(qiáng)攪拌，進(jìn)一步脫S 降低鋼中S含量，控制鋼中Ca含量； 7) 出鋼前傾爐，讓爐渣成塊粘在坩堝后壁上，帶電出鋼排渣，澆注時(shí)帶電，利于鋼錠上 下成分均勻一致，將爐渣推至坩堝后壁，防止卷渣；出鋼澆注時(shí)采取具有擋渣的漏斗，防止 爐渣同鋼水一起進(jìn)入錠模內(nèi)，降低鋼中夾雜物的含量； 8) 錠模上部安裝保溫帽，并加入發(fā)熱劑，延遲上部鋼液的凝固時(shí)間，有利于夾雜物的上 浮，氣體外溢，降低鋼錠縮孔疏松深度，減少偏析的作用； 9) 出鋼后破空，清理爐內(nèi)的殘鋼殘?jiān)?，觀察坩堝狀況，擺放錠模，裝料合爐進(jìn)行下?tīng)t冶 煉。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟1)中的石灰，其CaO含量多 90wt% 〇3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟3)中的精煉，50Kg真空感應(yīng)爐的 精煉時(shí)間控制在8~15min，500Kg真空感應(yīng)爐的精煉時(shí)間控制在20~30min。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟4)中的脫硫，S含量降至0.0005_ 0 · 0025wt %，脫S率達(dá)80 %以上。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟5)中的合金元素為金屬M(fèi)n、Sn等。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟6)中的Ca的收得率為8~12%，改 善鋼中夾雜物的形態(tài)和大小。
【文檔編號(hào)】C21C5/52GK106048134SQ201610539753
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月8日
【發(fā)明人】楊衛(wèi)中, 李濤, 盧偉, 白京磊, 王超
【申請(qǐng)人】首鋼總公司