[发明专利]一种中低牌号冷轧无取向硅钢钢水的脱硫方法

说明书

技术领域

本发明涉及中低牌号冷轧无取向硅钢冶炼过程中的脱硫方法。

背景技术

冷轧无取向硅钢，要求成品中S≤0.0050％。硫含量降低，铁损明显下降，铁损下降，既可节省大量电能，又可延长电机和变压器工作运转时间，并可简化冷却装置，每年各国电工钢板的铁损所造成的电量损失约占其全年发电量的2.5-4.5％，所以铁损值是考核冷轧无取向硅钢产品磁性的最重要指标，同时也以此为依据对产品进行牌号划分。

冷轧无取向硅钢一般冶炼的工艺为：

铁水预处理深脱硫--扒渣--转炉冶炼--RH脱碳、脱氧、合金化、深脱硫-连铸。

高炉铁水通过预处理，将铁水中硫处理至≤0.0030％，但在转炉冶炼过程中，随造渣料的熔化，钢水中的硫含量增加，到出钢时钢水中硫已达到0.0040-0.0060％。表明废钢、石灰等原辅材料中的硫导致钢中硫含量增加，这样需要在RH脱硫。

转炉吹炼将钢中终点C控制到0.03-0.05％，以沸腾钢的形式出钢到钢包，运至RH真空装置脱碳，将碳脱至极限后再将钢中残余氧去除，而后进行合金化和脱硫。RH真空精炼过程深脱硫工艺的特点：第一，在RH脱硫前，应对钢水进行深度脱氧，即钢水加铝脱氧后，使钢中氧含量降低到一定量。否则，有可能发生所谓“回硫”现象，即渣中的CaS会被钢中氧还原((CaS)+[O]＝(CaO)+[S])。同时，脱硫剂的加入时间还应考虑钢种精炼任务完成与否。过早加入延长脱硫剂与真空室炉衬的接触时间，加剧对真空罐底部和插入管的侵蚀。因此，时机应选择在完成脱氧和合金化后进行。第二，搅拌时间。脱硫剂经合金溜槽加入到RH真空室内，与乳化了的钢液相混合后经下降管流到钢包内。脱硫反应就在这样的混合搅拌过程中进行，其搅拌效果强，使脱硫剂迅速撒开，并增加了脱硫剂与钢液的混合。

目前国内采取的均是该工艺，RH脱碳合金化后，若经LF脱硫，会造成钢水增碳。若先去LF脱硫，必先对钢水进行脱氧，脱氧后的钢水再经RH脱碳又增加了其难度。

LF增碳主要是石墨电极引起的，LF炉与钢水表面距离较近，由于底吹氩的作用，液面波动导致电极与钢水直接接触，使钢水发生渗碳反应，导致钢水增碳，而电极与炉渣接触也可以使钢水产生间接增碳。另一种就是电弧的高温使前端部石墨升华，或因热应力使其剥落，升华的气体碳在电弧的电离作用下也很容易使钢水增碳，而电极端部的热剥落直接使石墨碎片进入炉渣而使钢水增碳，碳高会导致产品最终磁性能恶化。

若转炉出钢即去LF炉脱硫，必须先对钢水进行脱氧，LF炉脱氧的基本方法有沉淀脱氧和扩散脱氧，沉淀脱氧就是直接向钢液中加入与氧亲和力比铁与氧亲和力大的元素(脱氧剂)，使它夺取溶解于钢中的氧，生成不溶于钢液的氧比物，上浮进人炉渣，从而降低钢中的氧含量。扩散脱氧是以氧在金属液与炉渣间的分配定律作为基础。根据这个定律，当温度一定时，氧在金属液与炉渣间的分配比为一常数，即：

L0＝(∑FeO)/[O]＝常数                (1)

式中L0——氧的分配系数。

因此，只要人为降低渣中(FeO)的含量，必将引起氧自金属液向炉渣的扩散转移，从而达到脱除金属液中氧的目的。

扩散脱氧法，生产中依靠粉状炭粉、硅铁粉、硅钙粉或铝粉等脱氧剂加入渣中，对炉渣还原，使渣中(FeO)含量降低，从而达到降低钢液中[O]的目的，其脱氧反应可表示为：

[O]+[Fe]＝(FeO)                      (2)

y(FeO)+x(M)＝(MxOy)+y[Fe]            (3)

其中y与x分别是表示反应的平衡系数，扩散脱氧的优点是，由于脱氧反应在炉渣中进行，脱氧产物不易进入钢液中，故钢液较纯净。

硫是钢中一个很敏感的元素，它完全溶解于钢液中。LF炉的脱硫工艺是白渣脱硫法，即利用钢-渣界面反应和渣系脱硫，其反应机理如下：

3[S]+2[Al]+3(CaO)＝(Al₂O₃)+3(CaS)            (4)

目前工艺存在的问题

(1)、对原材料有严格要求，入炉废钢、造渣辅料含硫量要求低。

(2)、RH脱硫，造成RH插入管寿命大幅下降。

(3)、冷轧硅钢成品S仍较高，影响冷轧硅钢的成品性能。

发明内容

为了克服现有的中低牌号冷轧无取向硅钢钢水的脱硫方法的上述不足，本发明提供一种脱硫后钢水中硫含量较低的中低牌号冷轧无取向硅钢钢水的脱硫方法。