一种磁性优良的无取向电工钢钙处理方法与流程

本发明涉电工钢板钙处理方法，尤其涉及磁性优良的无取向电工钢钙处理方法。

背景技术：

钙非常活泼，很容易和氧、硫结合，生成大尺寸的钙和氧、硫化合物。同时，由于采用钙脱氧时可以形成富氧化钙质点，从而将钢液中的固态氧化铝夹杂物变性，以降低夹杂物熔的点，并促进其聚合、长大、上浮，有利于改善钢质纯净度。目前，钢液加钙处理使氧化物、硫化物夹杂变性以改善钢材质量的方法，已经普遍被冶金工作者们所接受。目前，这项技术在管线钢、齿轮钢、耐候钢、易切削钢，以及不锈钢、电工钢等高端产品上被广泛应用，以改善钢材的耐腐蚀性、微观组织、机械性能、可制造性、电磁性能等。

通常，钙需要在大气状态下添加，主要是考虑其蒸汽压较低，容易汽化、挥发。这类钙处理方法主要有：喂线法）、投入法。目前，这类技术基本比较成熟、操作简便，且在工业化生产中占据了比较重要位置，例如，科技论文《rh精炼喂casi线去除无取向硅钢中的非金属夹杂物》，但存在增加冶炼处理周期、处理过程温降大、钢液翻腾造成吸氧、吸氮、卷渣等二次污染问题，对稳定改善钢质纯净度、提高生产效率是不利的。钢中夹杂如图1所示。

这类技术中，比较有代表性的钙处理方法，主要有：日本专利，特原平10-171278，rh精炼过程中，钢液经过脱氧、合金化之后复压，大气压状态下，采用喂线法添加含钙30%的casi线。该专利指出，含钙材料的添加数量，取决于渣的化学成分、钢液中对3-80um夹杂物数量的限制要求。合适的钙处理效果，可以改善成品带钢因夹杂物数量较高造成的钢质缺陷。

日本专利特开2003-320910，大气压状态下，采用喂线方式，向钢液添加含ca、mg的rem线。该方法中，rem线中，ca含量为0.5%-30%，喂线时借助钙气泡的生成，去除大颗粒的夹杂物，从而改善钢质洁净度。通常钙的收得率可以达到10-20%，rem的收得率可以达到30%，但喂线末期，钢液翻腾剧烈，二次污染较大。

为了进一步提高生产效率，减少炼钢生产过程波动，也有科技工作者尝试，在rh精炼过程中，对钢液进行钙处理。主要有：日本专利特开2010-280940，在真空状态下采用投入法，向钢液中添加主成分是cao的氧化钙-氟化钙碱性溶剂混合物，该方法有利于对含al钢液进行脱硫，生成种类较多的钙系复合夹杂物，同时有利于降低经过真空处理后，钢液中的氮含量。需要指出的是，上述材料的添加，对环境污染较大，也不利于rh精炼耐材的保护。

也有专利cn201110326522.7，研究了在真空精炼过程中，通过向钢液中添加重量百分比：cao55-68%、caco310%-18%、ca7%-15%、al2%-7%等熔剂的方法，研究钢液中的夹杂物变化情况。指出采用这种钙处理方法后，利用高温条件下，加入的熔剂分解产生的微小气泡，可以携带走大量的脱氧产物以及其它非金属夹杂物，因此钢中全氧含量有所降低，夹杂物数量有所降低，但平均尺寸有所减小。因此，只能用于di材等特殊钢种。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种磁性优良的无取向电工钢钙处理方法，通过提供一种全新的钙处理原料，以及优化精炼处理模式及钙处理方式，实现了高纯净度的无取向电工钢板生产，具有操作简便、成本低廉、磁性优良的特点。同时，转炉冶炼结束后，不需要对钢包顶渣进行改质处理，也不会对rh精炼以及cc连铸稳定生产造成影响。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：一种磁性优良的无取向电工钢钙处理方法，包括转炉冶炼、rh精炼和连续浇铸步骤，其中，rh精炼步骤依次包括脱碳、脱氧和合金化、钙处理步骤，rh精炼脱氧、合金化结束，对真空室内进行降压操作，在真空度（≥15kpa）且稳定之后添加钙合金，钢液经过充分循环（全部钢液从进入真空室到出真空室，一次为一个循环，充分循环一般在2-4次）后停止处理。钙合金的添加要求为0.3≤a≤2.0，最好为0.8，且

其中，k1：钙合金中的有效钙含量，%；

k2：钙的利用系数，%；

m1：钙合金添加数量，kg；

m2：钢液重量，t；

[o]、[s]：o、s百分含量，%；

k1通过钙合金的原料配比确定，一般为25%-75%；k2取决于钙合金的加工方式，视钙处理钢种、精炼工艺等不同略有区别，一般为10%-85%。

钙合金成分及加工：添加钙合金经过钝化处理，然后，进行不同程度密封包装。包装材料为钢板，厚度分为三个种类，为0-0.2mm，0.21-0.6mm，0.61-1.0mm，三个种类的包装材料在分别对钙合金进行密封后，进行混合配比，配比要求为，

其中，m1、m3、m4、m5：钙合金添加数量、种类1、2、3对应的钙合金添加数量（不含包装材料），kg；k3、k4、k5：种类1、2、3对应的钙合金材料折算系数，一般为0-0.3；钙合金的化学成分进行了限制，要求如下：ca：5～45%、mg：2～6%、si：20～35%、al：1～9%、zr：1～5%，余量为fe及不可避免的夹杂。

本发明的有益效果是：一是实现了在真空状态下，以添加钙合金方式进行钙处理，且成品钢中含有一定数量的钙；二是钢液纯净度高，夹杂物改善效果稳定，且细小夹杂物数量明显减少。采用该方法，不需要采用特殊设备，或者提高制造难度；而是在现有生产工艺条件下，通过生产工艺微调，以及选择在特定的真空度环境下，通过添加钙合金方式进行钙处理，从而确保了钢质纯净度，成品带钢具有优良的电磁性能。采用这种钙处理方式的目的是，利用不同厚度的包装材料熔化时间差异，可以确保添加钙合金的连续、溶解效果，钙处理效果连续、持久，收得率高，钢质净化效果好，后续大气压下，钢中残留钙可以继续去除氧化铝夹杂物，生成熔点较低的铝酸钙，同时，抑制微细、弥散分布的小颗粒夹杂物。试验发现，进行钙处理时，钢中含有较高的硫含量时，会优先生成cas夹杂，避免形成微细mns的生成，钢中的夹杂物改善效果明显，有利于提高成品磁性能，如图2所示。由图3可以看出，本发明的钙添加方式与常规该处理方式相比，在相同硫含量的条件下，本发明钢铁损更小。

附图说明

图1为常规钙处理方式下的夹杂物电镜照片（观察倍率为5000倍）。

图2为本发明钙处理方式下的夹杂物电镜照片（观察倍率为5000倍）。

图3为常规钙处理方法与本发明硫含量与成品磁性能的关系图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步说明。铁水、废钢按照比例进行搭配，经300吨转炉冶炼，rh精炼脱碳、脱氧、合金化，添加钙合金方式进行钙处理，之后进行连铸浇铸，最终得到170～250mm厚、800～1450mm宽的连铸坯。钢的化学成分及相关工艺参数、磁性能数据，分别列于表1、表2。

表1

表2

表1、表2中的相关数据可以解释如下,必须严格控制化学成分中的硫含量、钙合金的添加量，以及钙处理工艺要求a。例如，实施例1中，钙合金数量为0.53kg/tsteel，a值为0.32，o、s含量分别为0.0015%、0.0022%，且采用合适的k1、k2为0.25、0.62，对应的成品钢磁性能分别为5.33w/kg、1.764t；而对比例1中，钙合金数量为0.47kg/tsteel，a值0.16，o、s含量分别为0.0021%、0.0102%，对应的成品钢磁性能分别为5.87w/kg、1.752t。