CN105689691A

CN105689691A - 一种提高低碳高硅钢钢坯等轴晶率的方法

Info

Publication number: CN105689691A
Application number: CN201410695466.8A
Authority: CN
Inventors: 江中块; 陈艳; 苏瑞先; 倪修华; 李志月
Original assignee: Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Shanghai Meishan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2014-11-27
Filing date: 2014-11-27
Publication date: 2016-06-22

Abstract

本发明提供一种提高低碳高硅钢钢坯等轴晶率的方法。本发明的方法包括：浇铸低碳高硅钢时，钢水成分必须满足0.001＜C（质量%）＜0.004，1.10＜Si（质量%）＜1.75，0.010＜P（质量%）＜0.030， 0.15＜Al（质量%）＜0.35，（Ce质量%-5.8×O质量%）×（S质量%）＞1.5×10^-7，并且、（Ce质量%-5.8×O质量%）＞1/34×（Mn质量%）。利用该方法能够避免在后续轧制过程中沿轧制方向出现“瓦楞状缺陷”，提高其等轴晶率到20%以上，并抑制微细MnS的析出，提高低碳高硅钢的磁性。

Description

一种提高低碳高硅钢钢坯等轴晶率的方法

技术领域：

本发明涉及一种提高低碳高硅钢钢坯等轴晶率的方法，属于钢铁生产技术领域。

背景技术：

一般钢水凝固后形成由细小等轴晶、柱状晶和中心粗大等轴晶组成的钢坯低倍结构。目前普遍认为钢坯柱状晶发达会造成组织具有带状特征，力学性能呈各向异性，尤其是横向性能和韧性降低。柱状晶充分发达时，钢坯易形成穿晶结构，造成中心疏松、缩孔和中心偏析。

对于低碳高硅钢，由于其成分特点，凝固过程中易形成穿晶组织结构，低等轴晶率的钢坯在后续轧制过程中易沿轧制方向出现凹凸不平的波纹，即形成“瓦楞状缺陷”。该缺陷能显著降低低碳高硅钢的叠片系数，导致成品带钢磁性变坏和绝缘膜层间电阻降低，进而降低终端产品的使用性能和寿命。经研究发现钢坯等轴晶率大于20%时，可有效避免瓦楞状缺陷。因此希望在低碳高硅钢生产过程中，能通过采用有效措施，尽可能提高钢坯的等轴晶率到20%以上，以有效控制成品缺陷

提高钢坯等轴晶率的方法主要有（1）钢水凝固过程中进行电磁搅拌；（2）低温浇铸钢水；（3）钢水凝固过程中添加形核剂。

采用电磁搅拌方法，主要是依靠电磁搅拌产生的磁力线切割、打碎粗大的柱状晶，从而提高钢坯等轴晶率。如日本专利，昭50-16616所记载的，对凝固过程中的钢水进行电磁搅拌，抑制柱状晶的生长，使凝固后铁素体不锈钢铸坯的等轴晶率在60%以上。应用电磁搅拌时需高过热度，此时若搅拌位置适宜，可使等轴晶率稳定在40~60%。但若过热度低于40℃时，则不容易得到理想的效果。此法的主要缺点是搅拌效果取决于钢中硅含量、电磁搅拌次数。此外对于无电磁搅拌的钢厂来说，其一次性投资较大，生产成本也很高。

采用低温浇铸方法，主要是通过降低浇铸过程中钢水的过热度，从而抑制钢坯柱状晶的生长，提高钢坯等轴晶率，如日本专利，平7-84617所记载的，钢连铸过程中，过热度（实际钢水的温度和钢水相温度差值）控制在40℃以下，凝固后铁素体不锈钢铸坯的等轴晶率在70%以上。此法的缺点是低温浇铸时要求钢水过热度范围很窄，生产过程中难以控制，容易影响浇铸的正常操作。

日本专利，昭53-90129所记载的，向结晶器中的钢水加入Co、B、Mo、V、Ni等氧化物，这些氧化物可成为低碳钢、铁素体不锈钢的有效形核中心，从而增加钢坯等轴晶率。但在浇铸无取向硅钢过程中会生成1μm以下的MnS，这种细小弥散分布的MnS在后续热处理过程中起钉扎作用阻碍晶粒长大，从而恶化无取向硅钢的磁性（铁损）。

对于初生相为高温铁素体（δ-Fe）的低碳高硅钢来说，采用传统方法不易使其钢坯形成等轴晶率较高的凝固组织，不能有效防止钢坯内部生成缺陷。也不能有效解决因微细MnS析出使晶粒细小，从而导致低碳高硅钢铁损低下的问题。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在的问题提供一种提高低碳高硅钢钢坯等轴晶率的方法，避免在后续轧制过程中沿轧制方向出现“瓦楞状缺陷”，提高其等轴晶率到20%以上，并抑制微细MnS的析出，提高低碳高硅钢的磁性。

上述的目的通过以下技术方案实现：

一种提高低碳高硅钢钢坯等轴晶率的方法，该方法包括：浇铸低碳高硅钢时，钢水成分必须满足0.001＜C（质量%）＜0.004，1.10＜Si（质量%）＜1.75，0.010＜P（质量%）＜0.030，0.15＜Al（质量%）＜0.35，（Ce质量%-5.8×O质量%）×（S质量%）＞1.5×10^-7，并且、（Ce质量%-5.8×O质量%）＞1/34×（Mn质量%）。

所述的提高低碳高硅钢钢坯等轴晶率的方法，该方法还包括调整浇铸钢水的过热度在20~40℃，然后浇铸到铜冷却模中，在冷却模周围通冷却水，采用弱冷方式。

有益效果：

本发明除了添加与钢水中O发生反应的Ce之外，另外添加的Ce是为了在MnS开始析出之前使过剩的Ce与钢水中的S发生反应生成CeS。析出的CeS和MnS的晶格畸变（CeS和MnS的晶格常数差值/MnS的晶格常数）差值小，CeS和MnS的晶格整合性良好。所以在凝固冷却到1000~1200℃时，MnS在CeS周围析出。采用此方法，钢水中的O和Ce反应生成Ce₂O₃或含Ce的复杂氧化物分布在钢水中。根据二维点阵错配度计算结果，Ce₂O₃和δ-Fe的点整错配度小于6%，因此钢水凝固时它们成为有效的形核中心，有利于δ-Fe形核生成等轴晶，从而减少轧制时产生“瓦楞状缺陷”。

为防止在母相中析出微细MnS，在浇铸低碳高硅钢时，微细MnS在CeS周围析出，这样减少了钢坯中微细MnS的弥散分布，从而大幅抑制其钉扎作用，促进了晶粒生长。

通过此法，在Ce₂O₃和CeS共同作用下，使钢坯等轴晶率大幅提高，抑制MnS弥散分布，促进晶粒生长，大大减少钢坯内部裂纹、中心偏析和中心疏松等内部缺陷。使低碳高硅钢钢坯的品质得到大幅提高，有效减少在后续轧制工序中出现“瓦楞状缺陷”，也有助于提高成品磁性（低的铁损）。

本发明添加Ce后，调整浇铸钢水的过热度在20~40℃，然后浇铸到铜冷却模中，在冷却模周围通冷却水，采用弱冷方式。在钢水开始凝固前就开始析出Ce2O3和含Ce的复杂氧化物。这些析出的Ce2O3和含Ce的复杂氧化物在钢水凝固之际起形核作用，在它们周围析出δ-Fe从而形成具有较高等轴晶率的钢坯。

具体实施方式

检测凝固后钢坯的内部质量，结果如表1所示。实施例No.1~3钢水中的Ce质量%、O质量%、S质量%、Mn质量%满足本发明中前面所述的关系式。检测结果表明其等轴晶率得到大幅提高。

表1实施例中钢成分及检测结果

No	Mn（质量%）	S（质量%）	O（质量%）	Ce（质量%）	等轴晶率（%）
						1	0.15	0.0026	0.0011	0.011	27
2	0.25	0.0026	0.0010	0.014	37
						3	0.16	0.0023	0.0011	0.012	32
4	0.19	0.0024	0.0010	无添加	几乎为0

Claims

1.一种提高低碳高硅钢钢坯等轴晶率的方法，其特征是：该方法包括：浇铸低碳高硅钢时，钢水成分必须满足0.001＜C（质量%）＜0.004，1.10＜Si（质量%）＜1.75，0.010＜P（质量%）＜0.030，0.15＜Al（质量%）＜0.35，（Ce质量%-5.8×O质量%）×（S质量%）＞1.5×10^-7，并且、（Ce质量%-5.8×O质量%）＞1/34×（Mn质量%）。

2.根据权利要求1所述的提高低碳高硅钢钢坯等轴晶率的方法，其特征是：该方法还包括调整浇铸钢水的过热度在20~40℃，然后浇铸到铜冷却模中，在冷却模周围通冷却水，采用弱冷方式。