一种含铝无取向硅钢中残余元素的控制方法转让专利
申请号 : CN202110199739.X
文献号 : CN113025868B
文献日 : 2022-03-29
发明人 : 周彦召 , 赵家七 , 张连兵 , 马建超
申请人 : 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 , 张家港宏昌钢板有限公司 , 张家港扬子江冷轧板有限公司
摘要 :
本发明公开了一种含铝无取向硅钢中残余元素的控制方法。工艺流程包括KR脱硫‑转炉冶炼‑RH处理‑连铸。转炉控制合理的炉料结构，采用多渣吹炼，挡渣出钢。所用废钢中Ti、V、Nb等残余元素的质量分数之和≤0.005％，废钢和铁水的比例为0.2‑0.3。转炉吹炼终点炉渣成分中Ti、V、Nb等残余元素的氧化物含量之和为0.1‑0.5％，出钢后钢包顶渣厚度为50‑60mm；RH脱碳、脱氧、合金化后，净循环时间≤5min。通过本发明的实施，含铝无取向硅钢成品中Ti、V的含量≤0.002％，Nb含量≤0.001％，硅钢的磁性能显著提高。
权利要求 :
1.一种含铝无取向硅钢中残余元素的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：S1 KR脱硫；
S2 转炉吹炼：所用废钢中Ti、V、Nb残余元素的质量分数之和≤0.005%，废钢与铁水的比例为0.2‑0.3；转炉采用多渣吹炼，挡渣出钢，吹炼终点炉渣成分中Ti、V、Nb残余元素的氧化物含量之和为0.1‑0.5%，出钢后钢包顶渣厚度为50‑60mm；
S3 RH真空处理：合金化后净循环时间≤5min；
S4 保护浇注，钢样中Ti、V的含量≤0.002%，Nb含量≤0.001%，铝含量：0.15%‑0.47%。
2.根据权利要求1所述一种含铝无取向硅钢中残余元素的控制方法，其特征在于，转炉出钢过程中加入300‑500kg石灰。
3.根据权利要求1所述一种含铝无取向硅钢中残余元素的控制方法，其特征在于，RH用合金的Nb、V、Ti残余元素的质量分数之和≤0.07%。
4.根据权利要求1所述一种含铝无取向硅钢中残余元素的控制方法，其特征在于，RH真空处理过程中禁止采用废钢降温。
5.根据权利要求1所述一种含铝无取向硅钢中残余元素的控制方法，其特征在于，转炉冶炼用铁水中Nb≤0.01%，V≤0.05%，Ti≤0.05%。
说明书 :
一种含铝无取向硅钢中残余元素的控制方法
技术领域
[0001] 本发明属于钢铁冶金领域，具体涉及一种含铝无取向硅钢中残余元素的控制方法。
背景技术
[0002] Nb、V、Ti是无取向硅钢生产中的有害元素。对于无取向硅钢，TiN、VN、NbN等的形成和在晶界的析出将在退火过程中阻碍晶粒的长大，影响钢中抑制剂的数量，最终都会对硅
钢产品磁性能产生不利影响。因此Nb、V、Ti等残余元素在硅钢生产中需要严格控制含量，一
般要求Nb、V、Ti含量均小于0.0020％。
钢产品磁性能产生不利影响。因此Nb、V、Ti等残余元素在硅钢生产中需要严格控制含量，一
般要求Nb、V、Ti含量均小于0.0020％。
[0003] 硅钢中Nb、V、Ti的来源主要是高炉铁水中的Nb、V、Ti元素以及冶炼过程中硅铁等合金中含有的Nb、V、Ti元素。因高炉护炉的需要，在炼铁过程中加入钒钛矿，导致铁水中Nb、
V、Ti元素的含量较高。为了控制硅钢成品中Nb、V、Ti的含量，各大企业在生产硅钢时都对铁
水中钛含量做了明确规定，有的钢厂要求铁水Nb、V、Ti含量都小于0.03％。
V、Ti元素的含量较高。为了控制硅钢成品中Nb、V、Ti的含量，各大企业在生产硅钢时都对铁
水中钛含量做了明确规定，有的钢厂要求铁水Nb、V、Ti含量都小于0.03％。
[0004] 现有技术主要通过严格控制高炉铁水含钛量，或采用转炉滑板挡渣设备减少下渣量的方式减少成品中Nb、V、Ti等残余元素的含量，用以满足硅钢生产。专利号CN109797264A
公开了一种硅钢钛含量的控制方法和硅钢生产办法，主要是通过转炉出钢过程中红外滑板
挡渣设备，减少出钢下渣量，控制Nb、V、Ti等元素的含量。专利号CN105441638A公开一种在
RH进行合金化的取向硅钢的冶炼方法，其通过控制转炉下渣、残余碳脱氧后合金化等技术，
控制Nb、V、Ti等残余元素的含量。专利号CN104988424A公开一种使用含钒钛铁水冶炼无取
向硅钢的方法，主要通过转炉提钒、脱硫、转炉冶炼、RH精炼等实现无取向硅钢的生产。专利
号CN102864274A公开一种转炉生产硅钢的方法，主要通过两次转炉吹炼处理和RH真空处理
实现Ti含量的有效控制。专利号CN102796948B公开一种极低Ti含量的无取向电工钢板及其
冶炼方法，主要通过转炉出钢挡渣、RH脱氧控制等实现无铝无取向硅钢的极低Ti含量的控
制。目前公开的方法主要是通过转炉出钢挡渣和RH脱氧等控制实现Nb、V、Ti等残余元素的
控制。无论何种转炉出钢挡渣方式，转炉出钢下渣不可避免，仍然会在后续的脱氧合金化阶
段不同程度增加钢液中Nb、V、Ti等残余元素。对于含铝无取向硅钢，RH脱氧合金化阶段后，
钢液自由氧含量难以有效控制。本发明主要通过转炉炉渣成分和RH过程Nb、V、Ti等残余元
素的传质等控制技术，实现Nb、V、Ti等残余元素含量有效控制。
公开了一种硅钢钛含量的控制方法和硅钢生产办法，主要是通过转炉出钢过程中红外滑板
挡渣设备，减少出钢下渣量，控制Nb、V、Ti等元素的含量。专利号CN105441638A公开一种在
RH进行合金化的取向硅钢的冶炼方法，其通过控制转炉下渣、残余碳脱氧后合金化等技术，
控制Nb、V、Ti等残余元素的含量。专利号CN104988424A公开一种使用含钒钛铁水冶炼无取
向硅钢的方法，主要通过转炉提钒、脱硫、转炉冶炼、RH精炼等实现无取向硅钢的生产。专利
号CN102864274A公开一种转炉生产硅钢的方法，主要通过两次转炉吹炼处理和RH真空处理
实现Ti含量的有效控制。专利号CN102796948B公开一种极低Ti含量的无取向电工钢板及其
冶炼方法，主要通过转炉出钢挡渣、RH脱氧控制等实现无铝无取向硅钢的极低Ti含量的控
制。目前公开的方法主要是通过转炉出钢挡渣和RH脱氧等控制实现Nb、V、Ti等残余元素的
控制。无论何种转炉出钢挡渣方式，转炉出钢下渣不可避免，仍然会在后续的脱氧合金化阶
段不同程度增加钢液中Nb、V、Ti等残余元素。对于含铝无取向硅钢，RH脱氧合金化阶段后，
钢液自由氧含量难以有效控制。本发明主要通过转炉炉渣成分和RH过程Nb、V、Ti等残余元
素的传质等控制技术，实现Nb、V、Ti等残余元素含量有效控制。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于提供一种控制含铝无取向硅钢中Nb、V、Ti等残余元素的方法，以克服现有技术中的不足。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种含铝无取向硅钢中残余元素的控制方法，工艺流程为KR脱硫‑转炉冶炼‑RH处理‑连续浇注。转炉用废钢中Ti、V、Nb等残余
元素的质量分数之和≤0.005％，废钢与铁水的比例为0.2‑0.3，转炉采用多渣冶炼，挡渣出
钢，吹炼终点炉渣成分中Ti、V、Nb等残余元素的氧化物含量之和为0.1‑0.5％，出钢后钢包
顶渣厚度为50‑60mm；RH真空脱氧合金化后，净循环时间≤5min。连铸钢样中Ti、V的含量≤
0.002％，Nb含量≤0.001％，铝含量≥0.15％。
元素的质量分数之和≤0.005％，废钢与铁水的比例为0.2‑0.3，转炉采用多渣冶炼，挡渣出
钢，吹炼终点炉渣成分中Ti、V、Nb等残余元素的氧化物含量之和为0.1‑0.5％，出钢后钢包
顶渣厚度为50‑60mm；RH真空脱氧合金化后，净循环时间≤5min。连铸钢样中Ti、V的含量≤
0.002％，Nb含量≤0.001％，铝含量≥0.15％。
[0007] 进一步，转炉出钢过程中加入300kg‑500kg石灰；
[0008] 进一步，RH用合金的Ti、V、Nb等残余元素的质量分数之和≤0.07％。
[0009] 更进一步，RH真空处理过程中禁止采用废钢降温，转炉冶炼用铁水中Nb≤0.01％，V≤0.05％，Ti≤0.05％。
[0010] 与现有技术相比，本发明至少具有如下有益效益：
[0011] 本发明通过对转炉终点炉渣成分和RH处理过程的残余元素传质的有效控制，降低对高炉铁水中Ti、V、Nb等残余元素的要求，降低转炉出钢挡渣控制难度；实现了含铝无取向
硅钢成品中Ti、V的含量≤0.002％，Nb含量≤0.001％；显著提高了硅钢的磁性能达标率，磁
感最高可提高0.005T，铁损最大可降低0.01W/kg。
硅钢成品中Ti、V的含量≤0.002％，Nb含量≤0.001％；显著提高了硅钢的磁性能达标率，磁
感最高可提高0.005T，铁损最大可降低0.01W/kg。
具体实施方式
[0012] 下面对本发明实施例中的技术方案进行详细的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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
员在没有做出创造性劳动的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。
员在没有做出创造性劳动的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。
[0013] 实施例1
[0014] 通过一种含铝无取向硅钢中残余元素的控制方法，实现铝含量为0.47％的无取向硅钢成品中Nb含量为0.0007％、V含量为0.0013％、Ti含量为0.0017％，磁感最高可提高
0.005T，铁损最大可降低0.01W/kg。其具体实施方案如下：
0.005T，铁损最大可降低0.01W/kg。其具体实施方案如下：
[0015] 1)KR脱硫：处理后硫含量0.0008％，铁水表面无明显肉眼可见残渣；
[0016] 2)转炉冶炼：转炉加料，所用废钢中Ti、V、Nb等残余元素的质量分数之和为0.003％，废钢与铁水的比例为0.23；转炉采用三渣吹炼，出钢采用挡渣塞挡渣，出钢时间
4.5min。吹炼终点炉渣成分中Ti、V、Nb等残余元素的氧化物含量之和为0.3％，出钢后钢包
顶渣厚度为53mm；转炉出钢过程中加入342kg石灰，转炉冶炼用铁水中Nb含量为0.008％，V
含量为0.03％，Ti含量为0.042％。
4.5min。吹炼终点炉渣成分中Ti、V、Nb等残余元素的氧化物含量之和为0.3％，出钢后钢包
顶渣厚度为53mm；转炉出钢过程中加入342kg石灰，转炉冶炼用铁水中Nb含量为0.008％，V
含量为0.03％，Ti含量为0.042％。
[0017] 3)RH真空处理：RH脱碳17min后，测温定氧。根据测温定氧数据，进行RH真空脱氧合金化，然后净循环时间2min；RH用合金的Ti、V、Nb等残余元素的质量分数之和为0.063％；RH
真空处理过程中未采用废钢降温
真空处理过程中未采用废钢降温
[0018] 4)连铸：保护浇注，钢样中Ti的含量0.0017％，V的含量0.0013％，Nb含量0.0007％，铝的含量0.47％。
[0019] 实施例2
[0020] 通过一种含铝无取向硅钢中残余元素的控制方法，实现铝含量为0.33％的硅钢成品中Nb含量为0.0005％、V含量为0.0009％、Ti含量为0.0012，磁感最高可提高0.005T，铁损
最大可降低0.01W/kg。其具体实施方案如下：
最大可降低0.01W/kg。其具体实施方案如下：
[0021] 1)KR脱硫：处理后硫含量0.0006％，铁水表面无明显肉眼可见残渣；
[0022] 2)转炉冶炼：转炉加料，所用废钢中Ti、V、Nb等残余元素的质量分数之和为0.0043％，废钢和铁水的比例为0.27。转炉采用双渣吹炼，挡渣出钢，出钢时间3.3min。吹炼
终点炉渣成分中Ti、V、Nb等残余元素的氧化物含量之和为0.15％，出钢后钢包顶渣厚度为
57mm；转炉出钢过程中加入456kg石灰，转炉冶炼用铁水中Nb含量为0.002％，V含量为
0.023％，Ti含量为0.038％。
终点炉渣成分中Ti、V、Nb等残余元素的氧化物含量之和为0.15％，出钢后钢包顶渣厚度为
57mm；转炉出钢过程中加入456kg石灰，转炉冶炼用铁水中Nb含量为0.002％，V含量为
0.023％，Ti含量为0.038％。
[0023] 3)RH真空处理：RH脱碳15min后，测温定氧。根据测温定氧数据，进行RH真空脱氧合金化，然后净循环时间4min；RH用合金的Ti、V、Nb等残余元素的质量分数之和为0.032％；RH
真空处理过程中未采用废钢降温。
真空处理过程中未采用废钢降温。
[0024] 4)连铸：保护浇注，钢样中Ti的含量0.0012％，V的含量0.0009％，Nb含量0.0005％，铝的含量0.33％。
[0025] 综上以上实施例可知，通过本发明技术方法可实现硅钢成品中Ti、V的含量≤0.002％，Nb含量≤0.001％，磁性能显著提高，磁感最高可提高0.005T，铁损最大可降低
0.01W/kg。
0.01W/kg。
[0026] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存
在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖
非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要
素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备
所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在
包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖
非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要
素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备
所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在
包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0027] 以上仅是本申请的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为
本申请的保护范围。
本申请的保护范围。