CN202111574676.8一种含铝电工钢连铸高效生产的方法

权利要求

1.一种含铝电工钢连铸高效生产的方法，其特征在于，包括以下步骤:KR脱硫、BOF转炉冶炼、RH脱碳、CSP连铸连轧；

其中，CSP连铸连轧包括以下步骤：

步骤1：利用硅铁合金中的残余钙元素进行钙处理，钢水中Al ₂O ₃夹杂物得到球化；

步骤2：转炉终点氧含量加入改质剂；

步骤3：根据连铸拉速设定结晶器电磁制动电流参数，并制定不同拉速条件下的二冷修正系数；

步骤4：采用低粘度低转折温度消耗量为0.30kg/t高拉速结晶器保护渣。

2.根据权利要求1所述的一种含铝电工钢连铸高效生产的方法,其特征在于，在步骤1的钙处理中，中包钙含量达到10ppm以上，钢水中的脱氧产物Al ₂O ₃与钙元素反应得到低熔点的C ₁₂A ₇。

3.根据权利要求1所述的一种含铝电工钢连铸高效生产的方法,其特征在于，在步骤2中，转炉出钢后，渣洗石灰完全熔化，先加入RH顶渣改质剂，后加覆盖剂。

4.根据权利要求3所述的一种含铝电工钢连铸高效生产的方法,其特征在于，吨钢改质剂的使用范围在1.0-1.4kg/t，RH进站渣T.Fe含量控制目标≤10％。

5.根据权利要求1所述的一种含铝电工钢连铸高效生产的方法,其特征在于，在步骤3中，连铸拉速为5.8m/min。

6.根据权利要求1所述的一种含铝电工钢连铸高效生产的方法,其特征在于，在步骤4中，保护渣消耗量为0.3kg/t。

7.根据权利要求1所述的一种含铝电工钢连铸高效生产的方法,其特征在于，转炉钢水冶炼：转炉碳控制在0.035％，氩站碳控制在0.030％；氩站温度1628℃，氩站氧含量650ppm，出钢加入100kgAl ₄₀。

说明书

一种含铝电工钢连铸高效生产的方法

技术领域

本发明涉及钢铁技术领域，具体涉及一种含铝电工钢连铸高效生产的方法。

背景技术

无取向电工钢多应用于电转子、压缩机和发电机等零部件。薄板坯连铸连轧工艺可生产的品种较常规连铸工艺而言相对较少，品种结构较为单一。中低牌号的无取向电工钢是薄板坯连铸工艺较为理想的可生产的品种，大部分钢铁企业厂都能够实现批量化稳定生产，但是成分设计却大相径庭。含铝电工钢因钢中铝含量较高，钢水中Al ₂O ₃及铝酸盐类夹杂物含量高而容易造成连铸浇注过程塞棒上涨、大包死流、带钢表面夹杂等一系列生产质量问题，无法实现薄板坯连铸连轧工艺的稳定生产，同时，因连铸电磁制动工艺、高拉速保护渣合理化选型以及铸坯入炉温度高等原因，导致含铝电工钢50W1300无法实现薄板坯连铸工艺条件下批量稳定高效低耗化的生产，因而成为制约薄板坯连铸连轧产能释放的最大瓶颈。

发明内容

本发明的目的就在于解决上述背景技术的问题，而提出一种含铝电工钢连铸高效生产的方法，本发明将连铸拉速从最高的4.2m/min提高至5.8m/min，提升幅度达到了38％，实现了薄板坯连铸连轧工艺技术条件下含铝电工钢50W1300的高效低耗生产，解决了困扰电工钢高效生产的最大技术瓶颈。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种含铝电工钢连铸高效生产的方法，包括以下步骤:KR脱硫、BOF转炉冶炼、RH脱碳、CSP连铸连轧；

其中，CSP连铸连轧包括以下步骤：

步骤1：利用普通硅铁合金中的残余钙元素进行钙处理，钢水中Al2O3夹杂物得到球化；

步骤2：转炉终点氧含量加入改质剂；

步骤3：根据连铸拉速设定结晶器电磁制动电流参数，并制定不同拉速条件下的二冷修正系数；

步骤4：采用低粘度低转折温度消耗量为0.30kg/t高拉速结晶器保护渣。

作为本发明进一步的方案：在步骤1的钙处理中，中包钙含量可以达到10ppm以上，钢水中的脱氧产物Al ₂O ₃与钙元素反应得到了低熔点的C ₁₂A ₇。

作为本发明进一步的方案：在步骤2中，转炉出钢后，渣洗石灰完全熔化，先加入RH顶渣改质剂，后加覆盖剂。

作为本发明进一步的方案：吨钢改质剂的使用范围在1.0-1.4kg/t，RH进站渣T.Fe含量控制目标≤10％。

作为本发明进一步的方案：在步骤3中，连铸拉速为5.8m/min。

作为本发明进一步的方案：在步骤4中，保护渣消耗量为0.3kg/t。

作为本发明进一步的方案：转炉钢水冶炼：转炉碳控制在0.035％，氩站碳控制在0.030％；氩站温度1628℃，氩站氧含量650ppm，出钢加入100kgAl ₄₀。

作为本发明进一步的方案：RH真空脱碳处理：钢水进站温度1604℃，进站氧含量606ppm，脱碳终点氧354ppm，加铝硅时间间隔4min，合金化后钢水净循环时间10min，钢水处理周期27min，RH出站温度1590℃。

作为本发明进一步的方案：CSP连铸：中包温度为1558℃，电磁制动电流260A，二冷修正系数1.75，过热度修正系数1.45。

本发明的有益效果：

本发明针对薄板坯连铸连轧技术生产含铝电工钢过程中存在的生产和质量问题，通过铝脱氧工艺，RH含钙硅铁的合金化操作基本上实现了钙处理工艺，中包有效钙含量可达到10ppm，比硅脱氧工艺的中包有效钙增加8ppm以上，钢中的钙有效的改善了钢水的流动性，从而保证了来钢条件的稳定。优化钢包顶渣的改质工艺，降低了渣中氧化性对钢水的进一步污染，间接改善了钢水洁净度。对连铸电磁制动工艺参数进行了优化，不同拉速条件匹配不同的电流参数，稳定结晶器内的液面扰动，减少液位波动引起的大面积卷渣缺陷。采用低粘度低转折温度高析晶速度的保护渣，保护渣消耗量从0.18升高到0.3kg/t，改善了结晶器的润滑状况，减少的表面裂纹缺陷的发生概率。强化二次冷却强度，降低板坯入炉温度，减少了因鼓肚引起的液面波动，保证了析出物的析出和粗化。通过采取以上5种控制手段以后，连铸拉速从最高的4.2m/min提高至5.8m/min，提升幅度达到了38％，实现了薄板坯连铸连轧工艺技术条件下含铝电工钢50W1300的高效低耗生产，解决了困扰电工钢高效生产的最大技术瓶颈，为其它品种钢的稳定高效化生产提供了可借鉴的成功模板。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1是本发明含铝电工钢50W1300精炼进站渣中全铁含量的直方图；

图2是本发明两种不同类型保护渣实际消耗量的直方图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种含铝电工钢50W1300，以质量百分数计组成元素包括：C 0.001％，Si 0.30％，Mn 0.25％，Al 0.15％，P 0.05％，S 0.001％，N 0.0010％，Ti 0.0010％，其余为铁和不可避免的杂质元素。

实施例2

一种含铝电工钢50W1300，以质量百分数计组成元素包括：C 0.003％，Si 0.45％，Mn 0.35％，Al 0.25％，P 0.06％，S 0.004％，N 0.0020％，Ti 0.0020％，其余为铁和不可避免的杂质元素。

实施例3

一种含铝电工钢50W1300，以质量百分数计组成元素包括：C 0.005％，Si 0.60％，Mn 0.40％，Al 0.35％，P 0.07％，S 0.006％，N 0.0030％，Ti 0.0030％，其余为铁和不可避免的杂质元素。

实施例4

一种含铝电工钢连铸高效生产的方法，包括以下步骤：将上述实施例1-3组成元素的钢坯在KR脱硫、BOF转炉冶炼、RH真空脱碳、CSP连铸连轧而实现含铝电工钢50W1300连铸高效化生产；

其中，在CSP连铸连轧工艺中，包括以下步骤：改善钢水流动性，提高可浇性，降低钢包顶渣的氧化性，优化结晶器电磁制动的工艺参数，增加高拉速条件下保护渣的消耗量，以改善润滑性能，提高二冷强度降低入炉温度；以实现CSP连铸工艺含铝电工钢50W1300的连铸高效化生产；

可选地，利用普通硅铁合金中的残余钙元素进行钙处理，钢水中Al ₂O ₃夹杂物得到球化。

在RH脱氧工艺中采取铝脱氧工艺，在RH合金化过程中充分利用硅铁中的钙元素，充分循环、溶解、反应，中包钙含量可以达到10ppm以上，钢水中的脱氧产物Al ₂O ₃与钙元素反应得到了低熔点的C ₁₂A ₇，降低了钢水的粘度，从而有效地改善了钢水的流动性，减少的大包死流的比例。

可选地，根据转炉终点氧含量加入改质剂，吨钢改质剂的使用范围在1.0-1.4kg/t，保证RH进站渣T.Fe含量目标≤10％。

全铁含量10％以内的比率提高到90％左右，整体上降低了渣中的全铁含量，减少了钢水浇注过程中的二次氧化，提高了钢水的洁净度。

表1为连铸拉速设定结晶器电磁制动电流参数

可选地，采用低粘度低转折温度消耗量为0.30kg/t高拉速结晶器保护渣。

采用低粘度低转折温度的高拉速保护渣，不但增加了保护渣渣耗，改善了结晶器内的润滑，减少了摩擦力，而且，通过配合电磁制动工艺，带钢的表面夹杂缺陷并没有增加，质量基本可控。

表2为制定不同拉速条件下的二冷修正系数

可选地，所述钢坯依次高炉铁水冶炼、脱硫站处理、转炉钢水冶炼、RH钢水精炼处理、板坯连铸制得；

其中，出钢碳控制在0.030％～0.050％，氩站碳控制在0.025％～0.050％，氩站温度1620℃-1650℃。

可选地，脱硫站处理中出站硫含量≤0.0015％，出站温度为1250-1400℃。

可选地，所述板坯连铸的步骤中连浇中包温度为1550～1570℃，中包使用碱性覆盖剂以及电工钢保护渣，铸坯拉速控制范围为≥4.0m/min。

本申请提供含铝电工钢50W1300连铸高效生产的方法有益效果在于：本申请通过采取改善钢水流动性，提高可浇性，降低钢包顶渣的氧化性，优化结晶器电磁制动的工艺参数，增加高拉速条件下保护渣的消耗量，以改善润滑性能，提高二冷强度降低入炉温度等措施，实现了CSP连铸工艺含铝电工钢50W1300的连铸高效化生产；

其中，钢水流动性和可浇性的改善：钢水流动性和可浇性好是连铸能够稳定浇注生产的关键。薄板坯连铸工艺浇注的钢水，基本上都要进行钙处理工艺，才能稳顺浇注。但是含铝电工钢属于超低碳钢系列的范畴，并不具备钙处理的条件，因此无法钙处理。如此，势必会造成含铝电工钢连铸堵死水口，无法生产。利用电工钢用普通硅铁合金中的残余钙元素(实测钙含量预计在1.1％左右)，在RH脱氧工艺中采取铝脱氧工艺，在RH合金化过程中充分利用硅铁中的钙元素，充分循环、溶解、反应，从而起到了钙处理的作用，中包钙含量可以达到10ppm以上，钢水中的脱氧产物Al ₂O ₃与钙元素反应得到了低熔点的C ₁₂A ₇，降低了钢水的粘度，从而有效地改善了钢水的流动性，减少的大包死流的比例。

降低钢包顶渣的氧化性：转炉出钢后，渣洗石灰完全熔化，在此基础上先加入适量的RH顶渣改质剂，后加覆盖剂。根据转炉终点氧含量加入改质剂，吨钢改质剂的使用范围在1.0-1.4kg/t，RH进站渣T.Fe含量控制目标≤10％，下图中全铁含量10％以内的比率降近在90％左右。整体上降低了渣中的全铁含量，减少了钢水浇注过程中的二次氧化，提高了钢水的洁净度，见图1；

经无法满足高效化的生产要求，因此对高拉速条件下的电磁制动工艺进行针对性的优化。由于前期连铸拉速升不起，因此在高拉速条件下的电流无任何数据，优化以后，电磁制动电流参数依据连铸拉速实施动态调整，有效保证了高拉速条件下结晶器液面的稳定，减轻了结晶器高频振动引起的驻波，而且不至于减少高拉速条件下结晶器的液面波动。在薄板坯连铸技术条件下的高拉速工艺中，结晶器电磁制动是不可或缺的关键技术，其对于控制结晶器卷渣，提高表面质量至关重要。鉴于含铝电工钢50W1300钢水可浇性的改善，连铸的浇次炉数也相应的提高，低拉速已晶器内液面钢水过于过死，提高了结晶器内上下部的热量交换。

增加高拉速条件下保护渣的消耗量：要实现薄板坯连铸高拉速生产，高拉速保护渣也是重中之重。国内大部分厂家对薄板坯高拉速保护渣还不具备设计能力。电工钢连铸拉速提升以后，采用高粘度高转折温度的A型防卷渣保护渣消耗量仅有0.18kg/t，严重低于安全值0.3kg/t，而且因结晶器润滑不良所导致的带钢烂边缺陷经常发生，结晶器保护渣消耗量低成了技术难点和限制瓶颈。基于此，采用低粘度低转折温度的进口B型高拉速保护渣，不但增加了保护渣渣耗至0.30kg/t，改善了结晶器内的润滑，减少了摩擦力，而且，通过配合电磁制动工艺，带钢的表面夹杂缺陷并没有增加，质量基本可控。见图2。

提高冷却强度降低入炉温度。随着连铸拉速的提高，二冷强度相对变弱。为了提供结晶器凝固坯壳足够的强度，以保证高拉速条件下凝固坯壳足以支撑钢水的静压力，故必须强化冷却强度，同时也是进一步降低板坯的入炉温度，增加电工钢第二相的析出热力学状态，促进析出物的析出粗化，改善电工钢的磁性能。经过大量的现场测试验证，制定了不同拉速条件下的二冷修正系数，以满足电工钢冷却和生产的需要，塞棒液位并无波动情况，板坯入炉温度可以满足最高拉速条件下920℃以下的范围，保证了高拉速连铸工艺的有效执行。图2是连铸拉速与二冷和过热度修正系数的关系；

针对薄板坯连铸连轧技术生产含铝电工钢过程中存在的生产和质量问题，通过铝脱氧工艺，RH含钙硅铁的合金化操作基本上实现了钙处理工艺，中包有效钙含量可达到10ppm，比硅脱氧工艺的中包有效钙增加8ppm以上，钢中的钙有效的改善了钢水的流动性，从而保证了来钢条件的稳定。优化钢包顶渣的改质工艺，降低了渣中氧化性对钢水的进一步污染，间接改善了钢水洁净度。对连铸电磁制动工艺参数进行了优化，不同拉速条件匹配不同的电流参数，稳定结晶器内的液面扰动，减少液位波动引起的大面积卷渣缺陷。采用低粘度低转折温度高析晶速度的保护渣，保护渣消耗量从0.18升高到0.3kg/t，改善了结晶器的润滑状况，减少的表面裂纹缺陷的发生概率。强化二次冷却强度，降低板坯入炉温度，减少了因鼓肚引起的液面波动，保证了析出物的析出和粗化。通过采取以上5种控制手段以后，连铸拉速从最高的4.2m/min提高至5.8m/min，提升幅度达到了38％，实现了薄板坯连铸连轧工艺技术条件下含铝电工钢50W1300的高效低耗生产，解决了困扰电工钢高效生产的最大技术瓶颈，为其它品种钢的稳定高效化生产提供了可借鉴的成功模板。

实施例5

下面以具体数据为例，进行说明

工艺路径：KR脱硫站→BOF转炉→RH脱碳→CSP连铸连轧

化学成分(炉号21114567)

C：0.0020Wt％；Si：0.358Wt％；Mn：0.257Wt％；P：0.062Wt％；S：0.0046Wt％；Als：0.21Wt％；N：0.0015％；Ti：0.0015％；其余为铁和不可避免的微量元素。

工艺参数

转炉钢水冶炼：转炉碳控制在0.035％，氩站碳控制在0.030％；氩站温度1628℃，氩站【O】含量650ppm，出钢加入100kgAl ₄₀；

RH钢水精炼处理：钢水进站温度1604℃，进站【O】含量606ppm，脱碳终点【O】354ppm，加铝硅时间间隔4min，合金化后钢水净循环时间10min，钢水处理周期27min，RH出站温度1590℃。

CSP连铸：中包温度为1558℃，电磁制动电流260A，二冷修正系数1.75，过热度修正系数1.45；拉速5.6m/min。

连铸拉速从最高的4.2m/min提高至5.6m/min，提升幅度达到了36％，实现了薄板坯连铸连轧工艺技术条件下含铝电工钢50W1300的高效低耗生产，解决了困扰电工钢高效生产的最大技术瓶颈，为其它品种钢的稳定高效化生产提供了可借鉴的成功模板。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。