薄板坯与传统板坯的冷却和凝固速度存在着较大的差异,薄板坯冷却和凝固速度快,钢液的快速凝固增加了形成晶核的过冷度,临界晶核尺寸、形核率和长大速度都随着过冷度的增大而增大,但是形核率增长更快,快速凝固过程由于更多的晶体核心而细化晶粒,利于无取向电工钢减小铁损和磁时效,唐钢在现有工艺装备条件下,选择了预处理脱硫—转炉脱碳、脱磷—RH 深脱碳—薄板坯连铸连轧生产无取向电工钢工艺,生产过程主要存在薄板坯连铸浇注过程钢水可浇性差的问题。
1 工艺流程
高炉铁水(鱼雷罐车)—铁水脱硫站—转炉冶炼(150t 顶底复吹转炉)—RH 真空处理—薄板坯连铸连轧—冷连轧—检验包装—发货。
2 唐钢一钢轧厂工艺装备
唐钢一钢轧厂有一座双工位铁水预处理站,应用了乌克兰单吹颗粒镁铁水脱硫技术,3 座150 t 顶底复吹转炉,1 座双工位RH 精炼炉,1 座双工位LF精炼炉,2座单工位LF 精炼炉,2 台85 mm 厚度薄板坯连铸机和2 台180 mm 厚度中薄板坯连铸机。
3 唐钢生产无取向电工钢工艺实践
目前,唐钢开发的无取向电工钢牌号主要有tgw1300、tgw1000 和tgw800。化学成分如表1。
3.1 转炉冶炼工艺
电工钢要求低硫含量,一般要求在0.008%以下,有些高牌号需要在0.006%以下,因此首先选取S 含量在0.025%以下铁水,铁水经预处理喷镁粉深脱硫处理,脱硫后铁水S 含量≤0.003%以下,并且扒渣干净,减少铁水渣中硫造成转炉回S,并且生产前使用的钢包及转炉炉衬用低硫铁水进行涮洗,减少粘渣造成的S 含量超标。
转炉工序终点碳≤0.055%,终点氧位500~800ppm,降低钢水氧化性及终渣FeO 含量,为减少RH冶炼过程因温度低造成大量吹氧,转炉终点温度1685~1700 ℃。出钢过程加入顶渣石灰2 kg/t,出钢完毕加入顶渣改质剂0.6~1.3 kg/t。
3.2 RH 精炼工艺
RH 精炼工序采用深脱碳模式,深脱碳真空度要求在100 Pa 以下,真空时间30~45 min,脱碳期间环流量90~120 NM3/h,纯脱气期间环流量72~90 NM3/h。为保证钢水可浇性,选用两种不同钙含量的硅铁,低钙硅铁含钙量≤0.5%,高钙硅铁含钙量0.5%~5.0%。合金加入顺序及时机要求:铝(加入完1 min 后)→低钙硅铁(加入完1 min 后)→金属锰及高钙硅铁,硅铁分为两批次加入,第一批加入低碳硅铁,第二批加入高钙硅铁,高钙硅铁中钙合金起到对钢水钙处理的作用,通过调整第二批高钙硅铁加入量,达到RH 出站钢中钙含量15~35ppm 目的,开机炉次相应增加高钙硅铁加入量,每炉钢RH 破空过程加入改质剂100kg,RH 出站渣样中FeO 含量10%以下。
3.3 连铸工艺
连铸工序主要是保证浇铸末期减少钢包渣下渣量,加入足量无碳中包覆盖剂,保证中包保护浇铸效果,连铸浇铸过程主要问题为结晶器热流不稳定的问题,通过调整结晶器水量、保护渣碱度等措施,能够保证热流值在安全可控范围,结晶器水量使用宽面5500 L/min、窄面200 L/min,结晶器宽面热流2000~2300 kW·h/m2,窄面热流1600~1700kW·h/m2,目前连铸可以实现长周期浇铸,中包寿命达到16 h时,浇铸过程连铸塞杆、结晶器液位稳定。
4 结语
(1)唐钢薄板坯连铸连轧生产线生产无取向电工钢完全具有可行性。
(2)生产过程主要存在的问题为浇铸过程钢水可浇性差,通过调整加入硅铁时机及高钙硅铁不同加入量,起到了对钢水钙处理的作用,大大改善了钢水可浇性,能够保证连铸机长周期稳定连续生产。
来源:《冶金与材料》李军明等