[发明专利]一种硅钢用高纯度低碳硅铁及其冶炼方法

说明书

一种硅钢用高纯度低碳硅铁及其冶炼方法，硅铁化学成分为C≤0.015％、Si75～80％、Mn≤0.15％、P≤0.02％、S≤0.005％、Nb≤0.0005％、V≤0.0005％、Ti≤0.0005％。将原料硅石、焦炭、钢屑按照100:55:14的比例混匀后装入电炉中，冶炼2h后将炉内的铁合金水放出，每8h放出铁合金水3～5次；将硅铁水排入铁水包中，并浇注在生铁铸成的锭模中，保证硅铁迅速冷却；铁水排出后取样，根据化验结果调整配料比例，将调整后的配料按50～100kg的量装入电炉中，每次排放出硅铁水后加入合金配料。本发明生产的低碳硅铁化学成分稳定，有害夹杂物的含量小于5ppm，利用这种合金生产的无取向硅钢的纯净度有明显的提高，其Nb、V、Ti有害元素含量均小于5ppm。

技术领域

本发明属于冶炼工艺领域，尤其涉及一种硅钢用高纯度低碳硅铁及其冶炼方法。

背景技术

硅钢中硅元素是关键元素，其含量的多少对电磁性能起决定作用，一般硅钢中硅含量在0.2～3.5％，低碳硅铁中硅含量在75～80％。目前硅钢用低碳硅铁中含有Nb、V、Ti等有害夹杂物，不同批次有害夹杂物的含量波动较大，个别批次合金中Ti含量大于0.5％，Nb、V含量大于0.2％，因此在无取向硅钢冶炼后，Ti元素含量在30PPm左右，个别炉罐无取向硅钢的Nb、V、Ti含量大于40PPm，对无取向硅钢电磁性能影响很大。

Nb、V、Ti在钢中以N、C化合物的状态存在，形成细小的第二相粒子，这些细小颗粒一般在几个nm到200nm，弥散分布在钢中，这些细小的颗粒严重阻碍无取向硅钢热轧板晶粒长大及冷轧板连续退火过程中晶粒的再结晶及长大。通常情况下，无取向硅钢的铁损值与晶粒大小成反比，晶粒越大，铁损越小，铁损值越小，电磁性能越好。

目前，市场上无取向硅钢用低碳硅铁的冶炼方法是在电炉中冶炼，其冶炼原材料是含二氧化硅98％以上的硅石、碳素材料和废钢，通过高温烧结二氧化硅将其中的氧还原掉。这种冶炼过程中加入的废钢中含有大量的铌、钒、钛有害元素，其有害化学成分不可控，这些有害元素在钢中形成细小的N、C化物，阻碍无取向硅钢冷轧板连续退火过程中的再结晶与晶粒长大，从而严重影响无取向硅钢的电磁性能。

发明内容

本发明旨在生产不含有Nb、V、Ti有害元素的硅钢用低碳硅铁，提高低碳硅铁纯净度，减少钢中影响冷轧板连续退火过程中阻碍晶粒长大的Nb、V、Ti形成的碳氮化物，从而为降低硅钢铁损值，提高磁感值，提高电磁性能奠定基础。

为此，本发明所采取的技术解决方案是：

一种硅钢用高纯度低碳硅铁，其化学成分wt％为：C≤0.015％、Si75～80％、Mn≤0.15％、P≤0.02％、S≤0.005％、Nb≤0.0005％、V≤0.0005％、Ti≤0.0005％、其余为Fe和杂质。

一种硅钢用高纯度低碳硅铁的冶炼方法为：

原料：冶炼高纯度低碳硅铁的原料为硅石、焦炭及钢屑；

其中：硅石中SiO2＞98wt％、Al2O3＜0.5wt％、(CaO+MgO)＜0.5wt％、P2O5＜0.01wt％，硅石的粒度为25～100mm；

焦炭灰分＜10wt％，粒度1～10mm；

钢屑系采用转炉炼钢－RH精炼－热轧钢卷－破碎加工制成的碳素钢钢屑，碳素钢钢屑中C≤0.10wt％、Si＜0.5wt％、Mn≤0.2wt％、P≤0.02wt％、S≤0.005wt％、Nb≤0.0010wt％、V≤0.0010wt％、Ti≤0.0010wt％；碳素钢钢屑长度≤100mm、厚度≤5mm、宽度≤20mm；

冶炼：