[發(fā)明專利]極低Ti含量的無(wú)取向電工鋼板及其冶煉方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110141481.4
• 申請(qǐng)日: 2011-05-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102796948A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張峰;馬長(zhǎng)松;呂學(xué)鈞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號(hào): C22C38/06
• 分類號(hào): C22C38/06;C22C38/04;C21C5/28;C21C7/10;C21C7/068
• 代理公司: 上海開(kāi)祺知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31114
• 代理人: 竺明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)取向電工鋼板及其冶煉方法，尤其涉及磁性優(yōu)良的、極低Ti含量的無(wú)取向電工鋼板及其冶煉方法。

背景技術(shù)

Ti是電工鋼中的有害元素。冶煉過(guò)程中，極少量的Ti、O、N元素便能結(jié)合，形成微細(xì)夾雜物TiO_x和TiN等。這些夾雜物會(huì)顯著降低鋼質(zhì)純凈度，抑制熱處理過(guò)程中帶鋼的晶粒成長(zhǎng)，從而大幅降低成品帶鋼的各類磁性。基于此，越來(lái)越多的生產(chǎn)廠家對(duì)電工鋼中的Ti含量提出了苛刻要求，目標(biāo)是小于或等于30ppm，甚至10ppm。

鋼中的Ti主要來(lái)源于鐵水、爐渣以及硅鐵合金。三者與鋼中的Ti含量的相互作用關(guān)系可以解釋如下：

粗煉過(guò)程中，由于Ti具有很強(qiáng)的還原性，因此氧化性氛圍中，鋼中的Ti幾乎全部被氧化并形成TiO_x進(jìn)入爐渣；精煉過(guò)程中，隨著脫氧、合金化的進(jìn)行，鋼液氧化性不斷降低，爐渣Al₂O₃含量不斷升高，這些都不利于提高渣-鋼間Ti的分配比，也就不利于降低鋼中的Ti含量。此時(shí)，爐渣中的TiO_x開(kāi)始被還原，再次形成Ti進(jìn)入鋼中。

此外，脫氧、合金化過(guò)程中，硅鐵合金中的Ti也不會(huì)被氧化，而是溶解后直接進(jìn)入鋼中，增加鋼中的Ti含量。硅鐵合金的添加數(shù)量越多，鋼中的Ti含量的控制難度就越大。

理論上講，最佳的Ti控措施是，盡可能的降低硅鐵、鋁鐵、磷鐵等鐵合金中的Ti含量，或者盡可能的降低硅鐵、鋁鐵、磷鐵等鐵合金的添加數(shù)量，以最大限度的減少外界Ti的帶入。例如，日本專利特開(kāi)2002-322508，對(duì)鋼液脫氧、合金化過(guò)程中還原材料的添加數(shù)量提出了嚴(yán)格要求，硅鐵所占比例不能高于0.05％，鋁鐵所占比例不能高于0.002％。因此，為滿足該工藝的控制要求，必須采用超高純度的鐵合金，但這會(huì)大幅增加鋼的制造成本，同時(shí)，也很難通過(guò)工業(yè)化的方式，穩(wěn)定、批量獲得這些高純度的鐵合金。

還有，通過(guò)盡可能的降低鐵水Ti含量，以降低成品鋼中的Ti含量。例如，日本專利特開(kāi)2004-307942提出將鐵水Ti含量嚴(yán)格限制在500ppm以內(nèi)，這樣可以將鋼中的Ti含量控制在20ppm以內(nèi)。然而，由于高爐煉鐵過(guò)程為還原氣氛，本身不具備脫除Ti的條件，因此嚴(yán)格限制鐵水Ti含量的苛刻要求，最終只能通過(guò)提高冶煉鐵水用原、輔材料的品質(zhì)級(jí)別予以實(shí)現(xiàn)，這樣也會(huì)大幅增加成品鋼的制造成本，不利于改善或提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。此外，由于對(duì)鐵礦石、熔劑等原、輔材料的品質(zhì)級(jí)別提出了苛刻要求，不利于高爐爐況的保養(yǎng)和維護(hù)。

再有，目前廣泛采用的通過(guò)降低爐渣中的TiO_x含量，或者調(diào)整爐渣的化學(xué)成分，或者減少爐渣中TiO_x的還原的方式，以降低成品鋼中的Ti含量。例如，為有效減少爐渣中的TiO_x含量，避免脫氧、合金化之后，爐渣中的TiO_x被還原，日本專利特開(kāi)2002-180123提出在粗煉結(jié)束后、精煉開(kāi)始前，通過(guò)扒渣、除渣的方式，降低爐渣數(shù)量。在此基礎(chǔ)之上，日本專利特開(kāi)2002-105578提出在粗煉結(jié)束后、精煉開(kāi)始前，通過(guò)先行扒渣、除渣，然后添加鋁鐵進(jìn)行終脫氧、合金化；同樣，在此基礎(chǔ)之上，日本專利特開(kāi)2004-307942提出在粗煉結(jié)束后、精煉開(kāi)始前，通過(guò)先行扒渣、除渣，控制爐渣的堿度、FeO含量，然后采用硅鐵預(yù)脫氧、鋁鐵終脫氧的方式，調(diào)整最終爐渣的堿度，要求脫氧、合金化之后，爐渣的堿度限制在0.3～1.5；為準(zhǔn)確控制爐渣化學(xué)成分，日本專利特開(kāi)平5-86413提出在粗煉結(jié)束之后，通過(guò)進(jìn)行鋼包頂渣改質(zhì)，添加FeSi和SiO₂改質(zhì)劑的方式控制爐渣的堿度，也提高了渣-鋼間Ti的分配比。上述方法的共同缺點(diǎn)是，需要預(yù)留出扒渣、除渣時(shí)間，從而延長(zhǎng)了冶煉周期。此外，為達(dá)到爐渣的改質(zhì)效果，冶煉過(guò)程添加的改質(zhì)劑價(jià)格昂貴，操作過(guò)程也比較復(fù)雜。

還有，為有效避免爐渣中的TiO_x被還原，以及確保成品帶鋼的各類性能，日本專利特開(kāi)2002-105578提出將機(jī)械用鋼的Al含量控制在0.01～0.1％之間；日本專利特開(kāi)2003-73726提出將軸承鋼的P含量控制在0.025％以下；為避免脫氧、合金化之后，添加磷鐵造成額外增Ti，日本專利特開(kāi)平7-173519提出含P鋼種添加磷鐵時(shí)，鋼液的游離氧含量需要大于100ppm。

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