唐钢无取向硅钢的生产与实践

刘曙光，陆晓旭，张大勇，孙晓娟

(唐山钢铁集团股份有限公司第一钢轧厂，河北 唐山 063000)

摘 要：本文简要介绍了唐钢BOF→RH→FTSR(薄板坯连铸连轧)生产冷轧无取向硅钢的情况。论述了钢中主要成分碳、硫、氮及酸溶铝的控制措施及效果。 关键词：硅钢；薄板坯连铸连轧；生产实践

Practice of Producing Non-oriented Silicon Steel in FTSR of Tangshan Iron and Steel Company

Liu Shuguang，Lu Xiaoxu，Zhang Dayong，Sun Xiaojuan

(No.1 steeling and rolling plant of Tangshan Iron & Steel Company, Tangshan, China 063000) Abstract：The paper describes that Benxi Iron & Steel Company produced the cold rolled non-oriented silicon steel from BOF to RH, to FTSR. The meassures and the effects of controlling the main compositions such as carbon, sulphur, nitrogen and acid-soluble aluminium are also set forth.

Key words：silicon steel; FTSR; production practice

1引言

电工钢是一种国内市场紧缺、生产技术难度大的功能性金属材料。日本和欧洲在传统工艺生产线上生产电工钢有较成熟的生产技术。国内目前有宝钢、武钢、鞍钢等企业采用传统流程工艺生产电工钢产品。无取向硅钢的生产采用低温加热、低温轧制、终轧温度低、卷取温度高的三低一高的工艺制度。而传统工艺要达到理想的三低一高的工艺参数是困难的。薄板坯连铸连轧可实现这种工艺制度要求。薄板坯连铸连轧有生产时间短，成材率高、生产成本低的优点。为了充分利用短线流程的工艺特点与生产无取向硅钢技术的互利性，唐钢在薄板坯连铸连轧生产线试验生产无取向硅钢，产品定位为中低牌号的无取向

硅钢，试验取得了初步效果。

2 试验硅钢成分及生产工艺的设计与控制 2.1内控成分

元素 含量 C

≤0.015 表1 硅钢内控成分，% Mn S

0.20～0.30 ≤0.008 P Si

0.020～0.060 0.30～0.40 2.2工艺流程

根据设定的成分及产品最终要达到的磁性性能要求，设定硅钢生产的工艺流程：

铁水预处理脱硫→顶底复吹转炉冶炼→RH精炼→薄板坯铸连轧

3转炉冶炼 3.1铁水预处理

为了保证钢中杂质元素[S] 尽量低，采用单吹颗粒镁铁水预处理脱硫，保证入炉铁水[S]≤0.003 %。

3.2 [C]的控制

3.2.1转炉出钢碳含量的控制

目前，唐钢第一钢轧厂装备有三座公称容量150吨的顶底复吹转炉，顶吹氧量40000m3/h，采用≥0.06 M3/t.min的氩气底吹。从冶炼角度来讲，转炉的终点[C]控制水平可以到0.04%以下，但是终点[C]控制太低，势必造成钢水的氧化性增强，即钢中的氧含量过高。这样不仅造成吹损增大，而且使钢中夹杂物增加，影响钢的质量。

另外，在冶炼后期如果终点[C]控制过低，冶炼后期炉内碳氧反应减弱，

甚至停滞，就会造成炉内产生的废气量减少，炉内形成负压，造成钢水增氮。所以终点[C] 不宜控制过低。同时为了满足RH精练对氧位的要求，终点[C] 不宜控制过高。针对这一情况，将终点[C]控制在0.03～0.04%.

3.2.2 RH精练

钢水中的碳和氧经过RH真空处理时，发生如下反应

COCO ………………(1)

并且在1600C下碳氧之间有这样的关系

%C%O2.5PCO式中：

……

.. ....(2)

%C——钢水中碳浓度，%； %O——钢水中氧浓度，%；

PCO——CO气体分压与标准大气压的比值。

图1 碳氧之间的平衡关系

碳氧之间的平衡关系可见图1。当真空室压力降低时，反应向右进行生成

CO，成分变化如图中箭头方向所示，从而达到脱碳的目的。

在RH处理过程中，最高真空度达到了49Pa，脱碳时间平均为25min，最终使钢中的[C]一般可以脱至100ppm以下，满足了硅钢的生产要求。

3.3 硫的控制

对于无取向硅钢，硫是有害元素。硫对磁性的有害影响与基质中存在硫化锰的微细质点以及晶界上存在的自由硫有关。由于工艺流程中不经过LF精练炉脱硫，所以要求转炉终点硫控制十分严格，必须≤0.008%。

为了降低终点硫含量，严格采用精料方针。使用全废钢冶炼，严抓石灰等质量，减少入炉硫含量。同时提高炉渣碱度，从而增大硫在渣中的分配系数，提高脱硫率。最终使终点硫含量满足生产要求。

3.4 [N]的控制

氮是一种有害元素。氮通过生成有害的AlN沉淀对硅钢的磁性造成危害。所以要严格控制钢中的[N]含量。为此：

（1） 修正N/Ar切换时间，加强出钢前的氩气底吹效果

由于钢水冶炼后期，脱碳反应基本完成，钢水温度高，流动性好，氮容易溶解。另外，冶炼后期倒炉次数多，炉内废气量减少容易形成负压，空气进入炉内[N]极易回升。为了避免增氮，必须加强底吹氩的效果，尽可能的把钢中氮控制在最低水平。

（2） 严禁出钢过程中加入铝锭强脱氧，采用带氧出钢

氧是钢水中表面活性元素，大量氧原子占据钢水表面自由表面，就阻止氮向钢液中溶解和扩散。

（3） 严格控制吹氩站底吹效果，控制底吹氩流量，避免钢液裸露，与空气接触吸氮。

（4） 加强连铸保护浇铸操作

表2为硅钢生产过程中[O]的实际控制和过程[N]的控制情况。

表2 各工艺流程[O],[N]的控制

工序 范围 平均 出钢后钢包中[O] /ppm 450～620 4 出钢后钢包中[N] /ppm 20～32 27

RH处理结束后钢中[N] /ppm 21～34 28 成品[N] /ppm 26～35 30 4 结论

电工硅钢生产工艺复杂，成分要求严格，是反映一个企业质量管理水平的重要标志。同时硅钢市场潜力巨大，蕴藏的利润可观。唐钢充分利用设备装备和人力资源优势，顺利完成无取向硅钢的试生产，并取得了一定的效果，对大幅提升唐钢核心竞争力具有十分重要的战略意义。

参考文献：

[1] 刘光穆 刘继申 谌晓文等，电工钢的生产开发现状和发展趋势，特殊钢，2005，26（1）：38～41

[2] 郭艳永 柳向春 蔡开科，BOF_RH_CC工艺生产无取向硅钢过程中夹杂物行为的研究，钢铁，2006，40：24～27

[3] 金自力 王玉峰 任慧平，冷轧无取向硅钢的实验研究，包头钢铁学院学报，2003，22（3）：252～2