[发明专利]超低碳硅镇静钢在RH真空处理时控制Cr含量的生产工艺

说明书

一种超低碳硅镇静钢在RH真空处理时控制Cr含量的生产工艺，属于冶金行业炼钢精炼技术领域；制备方法：1)LF炉加热升温后，钢包吊往RH真空精炼炉；2)当钢包到达RH处理位后，底吹氩气开始真空处理；加入铝粒深脱碳处理，使氧含量控制在300～400ppm，之后再次加入铝粒脱氧，使氧含量达到50～100ppm；3)当氧含量达到50～100ppm后，加入硅铁，开始纯脱气过程并进行脱氧合金化；当达到内控标准，将钢水送到连铸工序。本发明工艺冶炼的钢水含量如下，其中C≤0.005％，Si：0.15～0.25％，Mn≤0.05％，P≤0.015％，S≤0.005％，Cr≤0.02％，Alt≤0.005％，O≤0.01％，余量为Fe和不可避免的杂质元素。

技术领域

本发明属于冶金行业炼钢精炼技术领域，具体涉及超低碳硅镇静钢在RH真空处理时控制Cr含量的生产工艺。

背景技术

随着社会发展，超低碳钢的应用领域越来越广泛，包括电工用钢、电机制造、航空航天、家电制造等多种行业，与之同时下游行业对超低碳钢的性能要求越来越高。这要求在钢材的冶炼过程中要严格控制钢水的成分，尽可能减少有害元素的含量，尤其是Cr元素。Cr元素与钢中的N、O等元素具有一定的亲和力，容易生成CrN、Cr₂O₃等夹杂物。这些夹杂物在退火过程中会抑制带钢中的晶粒长大，进而提高钢的电阻率，降低钢的磁导率，升高钢的铁损，最终损失超低碳钢的软磁性能，增加能耗。

一般生产超低碳硅镇静钢的冶炼工序为：KR→BOF→LF→RH→CC。其中RH真空处理是冶炼超低碳硅镇静钢的重要环节，是钢液脱气、脱碳、合金化和去除夹杂物的主要手段。但是传统的RH精炼工艺冶炼超低碳硅镇静钢时，会出现钢液中Cr元素大幅增加，不能满足成分要求的情况。RH真空精炼炉一般使用镁铬质(MgO·Cr₂O₃)耐火材料，其中含有20％以上的Cr₂O₃，这是钢中Cr元素增加的最主要来源。具体的反应过程与传统工艺中使用硅脱氧有关，使用硅脱氧会在钢液中生成SiO₂。在1600℃以上时SiO₂容易和MgO·Cr₂O₃反应生成低熔点的MgO·SiO₂，反应如式(1)所示。

SiO₂+MgO·Cr₂O₃→MgO·SiO₂+Cr₂O₃ (1)

这样会导致镁铬砖被钢液侵蚀溶解，产生大量的Cr₂O₃夹杂物进入钢液中。在RH精炼过程中还需要加入硅铁进行脱氧合金化，钢中的Si会达到0.2％左右。结合氧势图中Si和Cr的氧化反应可知，Si和O的亲和力大于Cr，钢中的Si可以将部分Cr₂O₃夹杂物还原成单质Cr，反应方程式如式(2)所示。

在RH精炼过程中，单质Cr溶于钢中，导致钢中的Cr含量大幅增加，增加量在300ppm以上，对钢材性能造成危害。Cr元素超过0.03wt％就会损伤硅钢的电磁性能，含0.045％硅钢的铁损显著高于含0.025％Cr的硅钢，两者相差约为0.3W/kg。

所以在RH真空处理超低碳硅镇静钢时利用硅脱氧无法避免钢液Cr含量大幅增加的问题。

发明内容