本發(fā)明屬于冶金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于硅鋼的低鈦雙層覆蓋劑及其使用方法。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)初煉-精煉-連鑄三位一體冶煉工藝的日趨成熟，中間包覆蓋劑作為重要組成部分之一，主要用于連鑄過(guò)程中覆蓋于中間包鋼液表面，其基本要求是：不與鋼水發(fā)生不良反應(yīng)，避免污染鋼水；不侵蝕堿性中間包包襯。其主要功能是：鋼水保溫，避免中間包鋼水在澆注過(guò)程中溫降過(guò)大和鋼液表面結(jié)冷鋼，形成液渣層覆蓋于鋼水表面以隔絕空氣，防止鋼水二次氧化；吸附鋼水中上浮的夾雜物，清潔鋼水。
鋼水中的鈦極易形成細(xì)小穩(wěn)定的TiC和TiN，這些強(qiáng)烈阻礙晶粒長(zhǎng)大，對(duì)硅鋼，尤其是高牌號(hào)硅鋼的磁性能有很壞的影響。隨著鋼中鈦含量的增加，鋼材的磁感呈明顯下降趨勢(shì)。為保證最終成品磁性能可以穩(wěn)定的滿足用戶的需求，必須將硅鋼鈦含量穩(wěn)定控制在較低值。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，覆蓋劑中鈦含量對(duì)澆鑄過(guò)程中鋼水中鈦成分影響顯著，但因高牌號(hào)硅鋼鋼水中硅、鋁含量高，導(dǎo)致在澆鑄過(guò)程中鋼水中的硅、鋁元素將中包渣中的二氧化鈦還原，導(dǎo)致鋼水增鈦。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于硅鋼的低鈦雙層覆蓋劑及其使用方法，能有效降低硅鋼鋼液中的鈦含量。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種用于硅鋼的低鈦雙層覆蓋劑，包括上層覆蓋劑及下層覆蓋劑，所述下層覆蓋劑與鋼水接觸，所述上層覆蓋劑位于所述下層覆蓋劑上方；所述上層覆蓋劑包括如下重量百分比的原料：
SiO2 44％-62％；
MgO 2％-10％；
CaO 1％-10％；
0<Fe2O3≤7％；
Al2O3 20％-38％；
0<C(全)≤1％；
0<TiO2≤0.5％；
余量為燒失；
所述下層覆蓋劑包括如下重量百分比的原料：
SiO2 15％-25％；
MgO 3％-8％；
CaO 48％-68％；
Fe2O3 2％-10％；
0<Al2O3≤1％；
0<C(全)≤1％；
0<TiO2≤0.2％；
余量為燒失。
作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述上層覆蓋劑包括如下重量百分比的原料：SiO2：45％；
MgO：5％；
CaO：6％；
Fe2O3：4％；
Al2O3：22％；
C(全)：0.4％；
TiO2：0.2％；
余量為燒失；
所述下層覆蓋劑包括如下重量百分比的原料：
SiO2：16％；
MgO：5％；
CaO：56％；
Fe2O3：4％；
Al2O3：0.6％；
C(全)：0.4％；
TiO2：0.12％；
余量為燒失。
作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述CaO選自硅灰石、鋁酸鈣、生石灰和白云石，所述Al2O3選自鋁酸鈣和鋁礬石，所述MgO選自鎂砂和白云石，所述Fe2O3選自菱鐵礦和赤鐵礦，所述C(全)選自硅灰石和蛭石，所述TiO2選自硅灰石和蛭石。
作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述SiO2選自膨脹珍珠巖、碳化稻殼和蛭石，
作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述下層覆蓋劑換和上層覆蓋劑中各組分的平均粒度為1-10mm。
作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述硅鋼為高牌號(hào)取向或高牌號(hào)無(wú)取向硅鋼。
一種用于硅鋼的低鈦雙層覆蓋劑的使用方法，所述方法包括如下步驟：
1)在中間包鋼水重量達(dá)到正常澆鑄重量的1/8-1/4時(shí)，加入35-55kg下層覆蓋劑到鋼水液面；在中間包鋼水重量達(dá)到正常澆鑄重量的1/3-2/3時(shí)，加入60-80kg下層覆蓋劑到鋼水液面；
2)在中間包鋼水達(dá)正常澆鑄重量時(shí)，中間包鋼水液面穩(wěn)定后，繼續(xù)添加80-100kg下層覆蓋劑到鋼水中；
3)待下層覆蓋劑在鋼水液面鋪展均勻后加入上層覆蓋劑。
作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述步驟1)中，所述下層覆蓋劑加入包括：在中間包鋼水重量達(dá)到正常澆鑄重量的1/8-1/4時(shí)，分別在兩邊的測(cè)溫取樣孔內(nèi)各加入20-30kg下層覆蓋劑，塞棒孔內(nèi)各加入15-25kg袋下層覆蓋劑；中間包鋼水量達(dá)到正常澆鑄重量的2/3時(shí)，在大包套管孔內(nèi)加入60-80kg下層覆蓋劑。
作為進(jìn)一步的優(yōu)選，鋼水連澆時(shí)，中間包鋼水裸露或翻開(kāi)時(shí)，補(bǔ)加下層覆蓋劑后，再加入上層覆蓋劑。
作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述補(bǔ)加的下層覆蓋劑為20-30kg。
本發(fā)明的有益效果是：
(1)本發(fā)明找到了覆蓋劑中TiO2的含量與硅鋼成品鈦的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并首次將覆蓋劑中TiO2的含量納入精確控制；并嚴(yán)格控制覆蓋劑中TiO2含量，保證了上層覆蓋劑TiO2≤0.5％，下層覆蓋劑TiO2≤0.2％，最大程度減少Ti源，同時(shí)本發(fā)明采取雙層分別設(shè)計(jì)成分組成的模式，即保障了下層覆蓋劑的快速融化與吸附夾雜物的能力，又保障了上層覆蓋劑均勻覆蓋起到保溫防止增N的效果。
(2)本發(fā)明與鋼水接觸的下層覆蓋劑采取高堿度設(shè)計(jì)，以降低熔渣中TiO2活度，降低渣金間鈦還原反應(yīng)的熱力學(xué)條件。
(3)本發(fā)明適當(dāng)提高了下層覆蓋劑中MgO、Fe2O3含量，有利于吸附鋼水中上浮的TiO2，并與之反應(yīng)生成復(fù)雜氧化物，進(jìn)一步降低熔渣中TiO2活度。
(4)本發(fā)明減少Al2O3的帶入量，以提高渣、鋼間鈦的分配比，有利于鋼種Ti向渣中TiO2的轉(zhuǎn)化。
(5)本發(fā)明摸索出成熟的分批分步驟的加入方法，保證了覆蓋劑的有效融化和均勻覆蓋。
(6)經(jīng)實(shí)際應(yīng)用證實(shí)，采用本發(fā)明覆蓋劑生產(chǎn)的高牌號(hào)硅鋼，成品鈦含量相對(duì)下降2-3ppm，成品磁性能顯著提升。
(7)本發(fā)明能夠穩(wěn)定控制連鑄過(guò)程中的鋁損和增N。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例用于硅鋼的低鈦雙層覆蓋劑的使用方法的流程示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明通過(guò)提供一種用于硅鋼的低鈦雙層覆蓋劑及其使用方法，能將高牌號(hào)硅鋼的鈦含量穩(wěn)定控制在較低值，填補(bǔ)了現(xiàn)有技術(shù)中沒(méi)有對(duì)硅鋼的鈦含量控制做出研究的空白。
為了解決上述缺陷，本發(fā)明實(shí)施例的主要思路是：
本發(fā)明實(shí)施例用于硅鋼的低鈦雙層覆蓋劑，包括上層覆蓋劑及下層覆蓋劑，所述下層覆蓋劑與鋼水接觸，所述上層覆蓋劑位于所述下層覆蓋劑上方；所述上層覆蓋劑包括如下重量百分比的原料：
SiO2 44％-62％；
MgO 2％-10％；
CaO 1％-10％；
0<Fe2O3≤7％；
Al2O3 20％-38％；
0<C(全)≤1％；
0<TiO2≤0.5％；
余量為燒失；
所述下層覆蓋劑包括如下重量百分比的原料：
SiO2 15％-25％；
MgO 3％-8％；
CaO 48％-68％；
Fe2O3 2％-10％；
0<Al2O3≤1％；
0<C(全)≤1％；
0<TiO2≤0.2％；
余量為燒失。
現(xiàn)有鋼水冶煉所用的覆蓋劑通常以良好的保溫性能、防止鋼水二次氧化、吸附夾雜等為開(kāi)發(fā)目標(biāo)，主要還是面向純凈鋼，且專(zhuān)門(mén)應(yīng)用于硅鋼冶煉的覆蓋劑少之又少，而高牌號(hào)取向硅鋼及無(wú)取向硅鋼鈦含量對(duì)性能影響顯著，由此，本發(fā)明實(shí)施例重點(diǎn)研究如何減少鈦源帶入，及避免鈦源通過(guò)反應(yīng)進(jìn)入鋼液，以保證鋼液內(nèi)鈦含量極低值控制。本發(fā)明實(shí)施例對(duì)覆蓋劑鈦含量及硅鋼鈦含量控制做出研究，同時(shí)穩(wěn)定控制了連鑄過(guò)程中的鋁損和增N。
本發(fā)明實(shí)施例嚴(yán)格控制覆蓋劑中TiO2含量，選用不含TiO2組分物料進(jìn)行制備，保證上層覆蓋劑TiO2≤0.5％，下層覆蓋劑TiO2≤0.2％，最大程度減少Ti源。
例如，所述CaO可選自硅灰石、鋁酸鈣、生石灰和白云石，所述Al2O3可選自鋁酸鈣和鋁礬石，所述MgO可選自鎂砂和白云石，所述Fe2O3可選自菱鐵礦和赤鐵礦，所述C(全)可選自硅灰石和蛭石，所述TiO2可選自硅灰石和蛭石等的原料帶入。
所述覆蓋劑的制備方法包括：按上述各組分的物料按重量配比混勻，粉碎至平均粒度為1-10mm即可；或?qū)⒏魑锪舷确鬯橹疗骄６葹?-10mm，然后按重量配比混勻即得。
如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例用于硅鋼的低鈦雙層覆蓋劑的使用方法，所述方法包括如下步驟：
1)在中間包鋼水重量達(dá)到正常澆鑄重量的1/8-1/4時(shí)，加入35-55kg下層覆蓋劑到鋼水液面；在中間包鋼水重量達(dá)到正常澆鑄重量的1/3-2/3時(shí)，加入60-80kg下層覆蓋劑到鋼水液面；
2)在中間包鋼水達(dá)正常澆鑄重量時(shí)，中間包鋼水液面穩(wěn)定后，繼續(xù)添加80-100kg下層覆蓋劑到鋼水中；
3)待下層覆蓋劑在鋼水液面鋪展均勻后加入上層覆蓋劑。
使用時(shí)，要確保覆蓋劑在中間包內(nèi)鋪展均勻。在澆注過(guò)程中需不斷檢查中間包鋼液面覆蓋情況，及時(shí)補(bǔ)加上層保溫劑，應(yīng)杜絕鋼液面裸露或見(jiàn)紅。鋼水連澆時(shí)，如果中間包鋼水裸露或翻開(kāi)，可以適當(dāng)補(bǔ)加下層覆蓋劑后，再加入適量的上層覆蓋劑。如果連澆時(shí)鋼水沒(méi)有裸露，可以不加下層覆蓋劑，直接補(bǔ)加上層覆蓋劑。
為了讓本發(fā)明之上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉數(shù)實(shí)施例，來(lái)說(shuō)明本發(fā)明所述之用于硅鋼的低鈦雙層覆蓋劑及其使用方法。
實(shí)施例1
本發(fā)明實(shí)施例1高牌號(hào)硅鋼專(zhuān)用低鈦雙層覆蓋劑，包括上層覆蓋劑和下層覆蓋劑，其中上層覆蓋劑的化學(xué)組分及重量百分比為：SiO2 45％，MgO 5％，CaO 6％，F(xiàn)e2O3 4％，Al2O3 22％，C(全)0.4％，TiO2≤0.2％，余量為燒失；下層覆蓋劑化學(xué)組成及其重量百分比為：SiO2 16％，MgO 5％，CaO 56％，F(xiàn)e2O3 4％，Al2O3 0.6％，C(全)0.4％，TiO2 0.12％，余量為燒失。
本發(fā)明實(shí)施例1用于硅鋼的低鈦雙層覆蓋劑的使用方法，所述方法包括如下步驟：
1)在中包鋼水重量1/6時(shí)開(kāi)始加入下層覆蓋劑，分別在兩邊的測(cè)溫取樣孔內(nèi)各加入25kg下層覆蓋劑，塞棒孔內(nèi)各加入20kg袋下層覆蓋劑；中包鋼水量2/3時(shí)，在大包套管孔內(nèi)加入70kg下層覆蓋劑。
2)中間包鋼水達(dá)正常澆鑄重量時(shí)，中包鋼水液面穩(wěn)定后，添加90kg下層覆蓋劑。
3)待下層覆蓋劑在鋼水液面鋪展均勻后加入上層覆蓋劑。要確保覆蓋劑在中包內(nèi)鋪展均勻。在澆注過(guò)程中需不斷檢查中間包鋼液面覆蓋情況，及時(shí)補(bǔ)加上層保溫劑，應(yīng)杜絕鋼液面裸露或見(jiàn)紅。
4)鋼水連澆時(shí)，如果中間包鋼水裸露或翻開(kāi)，可以適當(dāng)補(bǔ)加下層覆蓋劑(25kg)后，再加入適量的上層覆蓋劑。如果連澆時(shí)鋼水沒(méi)有裸露，可以不加下層覆蓋劑，直接補(bǔ)加上層覆蓋劑。
本發(fā)明實(shí)施例1中所述硅鋼為高牌號(hào)取向硅鋼。
實(shí)施例2
本發(fā)明實(shí)施例2高牌號(hào)硅鋼專(zhuān)用低鈦雙層覆蓋劑，包括上層覆蓋劑和下層覆蓋劑，其中上層覆蓋劑的化學(xué)組分及重量百分比為：SiO2 53％，MgO 7％，CaO 7％，F(xiàn)e2O3 4％，Al2O3 30％，C(全)0.7％，TiO2 0.34％，余量為燒失；下層覆蓋劑化學(xué)組成及其重量百分比為：SiO2 21％，MgO 6％，CaO 61％，F(xiàn)e2O3 7％，Al2O3 0.6％，C(全)0.6％，TiO2 0.08％，余量為燒失。
本發(fā)明實(shí)施例2用于硅鋼的低鈦雙層覆蓋劑的使用方法，所述方法包括如下步驟：
1)在中包鋼水重量1/8時(shí)開(kāi)始加入下層覆蓋劑，分別在兩邊的測(cè)溫取樣孔內(nèi)各加入20kg下層覆蓋劑，塞棒孔內(nèi)各加入15kg袋下層覆蓋劑；中包鋼水量1/3時(shí)，在大包套管孔內(nèi)加入60kg下層覆蓋劑。
2)中間包鋼水達(dá)正常澆鑄重量時(shí)，中包鋼水液面穩(wěn)定后，添加80kg下層覆蓋劑。
3)待下層覆蓋劑在鋼水液面鋪展均勻后加入上層覆蓋劑。要確保覆蓋劑在中包內(nèi)鋪展均勻。在澆注過(guò)程中需不斷檢查中間包鋼液面覆蓋情況，及時(shí)補(bǔ)加上層保溫劑，應(yīng)杜絕鋼液面裸露或見(jiàn)紅。
4)鋼水連澆時(shí)，如果中間包鋼水裸露或翻開(kāi)，可以適當(dāng)補(bǔ)加下層覆蓋劑(20kg)后，再加入適量的上層覆蓋劑。如果連澆時(shí)鋼水沒(méi)有裸露，可以不加下層覆蓋劑，直接補(bǔ)加上層覆蓋劑。
本發(fā)明實(shí)施例2中所述硅鋼為高牌號(hào)無(wú)取向硅鋼。
實(shí)施例3
本發(fā)明實(shí)施例3高牌號(hào)硅鋼專(zhuān)用低鈦雙層覆蓋劑，包括上層覆蓋劑和下層覆蓋劑，其中上層覆蓋劑的化學(xué)組分及重量百分比為：SiO2 58％，MgO 8％，CaO 8％，F(xiàn)e2O3 5％，Al2O3 36％，C(全)0.8％，TiO2 0.4％，余量為燒失；下層覆蓋劑化學(xué)組成及其重量百分比為：SiO2 23％，MgO 6％，CaO 62％，F(xiàn)e2O3 7％，Al2O3 0.8％，C(全)0.4％，TiO2 0.18％，余量為燒失。
本發(fā)明實(shí)施例3用于硅鋼的低鈦雙層覆蓋劑的使用方法，所述方法包括如下步驟：
1)在中包鋼水重量1/4時(shí)開(kāi)始加入下層覆蓋劑，分別在兩邊的測(cè)溫取樣孔內(nèi)各加入30kg下層覆蓋劑，塞棒孔內(nèi)各加入25kg袋下層覆蓋劑；中包鋼水量2/3時(shí)，在大包套管孔內(nèi)加入80kg下層覆蓋劑。
2)中間包鋼水達(dá)正常澆鑄重量時(shí)，中包鋼水液面穩(wěn)定后，添加100kg下層覆蓋劑。
3)待下層覆蓋劑在鋼水液面鋪展均勻后加入上層覆蓋劑。要確保覆蓋劑在中包內(nèi)鋪展均勻。在澆注過(guò)程中需不斷檢查中間包鋼液面覆蓋情況，及時(shí)補(bǔ)加上層保溫劑，應(yīng)杜絕鋼液面裸露或見(jiàn)紅。
4)鋼水連澆時(shí)，如果中間包鋼水裸露或翻開(kāi)，可以適當(dāng)補(bǔ)加下層覆蓋劑(30kg)后，再加入適量的上層覆蓋劑。如果連澆時(shí)鋼水沒(méi)有裸露，可以不加下層覆蓋劑，直接補(bǔ)加上層覆蓋劑。
本發(fā)明實(shí)施例3中所述硅鋼為高牌號(hào)無(wú)取向硅鋼。
對(duì)比例
某普通雙層覆蓋劑，包括上層覆蓋劑和下層覆蓋劑，其中上層覆蓋劑的化學(xué)組分及重量百分比為：為：SiO2 44％，MgO 14％，CaO 0.4％，F(xiàn)e2O3 12％，Al2O3 13％，TiO21.5％，余量為燒失；下層覆蓋劑化學(xué)組分及重量百分比為：SiO2 50％，MgO 2％，CaO 31％，F(xiàn)e2O3 0.5％，Al2O3 3％，TiO2 1.5％，余量為燒失。
本發(fā)明實(shí)施例1-3及對(duì)比例對(duì)鋼水中鈦含量的影響見(jiàn)下表1：
表1
上述本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案，至少具有如下的技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：
(1)本發(fā)明找到了覆蓋劑中TiO2的含量與硅鋼成品鈦的對(duì)應(yīng)關(guān)系，并首次將覆蓋劑中TiO2的含量納入精確控制；并嚴(yán)格控制覆蓋劑中TiO2含量，保證了上層覆蓋劑TiO2≤0.5％，下層覆蓋劑TiO2≤0.2％，最大程度減少Ti源，同時(shí)本發(fā)明采取雙層分別設(shè)計(jì)成分組成的模式，即保障了下層覆蓋劑的快速融化與吸附夾雜物的能力，又保障了上層覆蓋劑均勻覆蓋起到保溫防止增N的效果。
(2)本發(fā)明與鋼水接觸的下層覆蓋劑采取高堿度設(shè)計(jì)，以降低熔渣中TiO2活度，降低渣金間鈦還原反應(yīng)的熱力學(xué)條件。
(3)本發(fā)明適當(dāng)提高了下層覆蓋劑中MgO、Fe2O3含量，有利于吸附鋼水中上浮的TiO2，并與之反應(yīng)生成復(fù)雜氧化物，進(jìn)一步降低熔渣中TiO2活度。
(4)本發(fā)明減少Al2O3的帶入量，以提高渣、鋼間鈦的分配比，有利于鋼種Ti向渣中TiO2的轉(zhuǎn)化。
(5)本發(fā)明摸索出成熟的分批分步驟的加入方法，保證了覆蓋劑的有效融化和均勻覆蓋。
(6)經(jīng)實(shí)際應(yīng)用證實(shí)，采用本發(fā)明覆蓋劑生產(chǎn)的高牌號(hào)硅鋼，成品鈦含量相對(duì)下降2-3ppm，成品磁性能顯著提升。
(7)本發(fā)明能夠穩(wěn)定控制連鑄過(guò)程中的鋁損和增N。
盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對(duì)這些實(shí)施例作出另外的變更和修改。所以，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實(shí)施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。