一种硅钢用高纯硅锰合金及其制备方法技术

本发明专利技术公开一种硅钢用高纯硅锰合金及其制备方法，其组成和各组分的重量百分含量为：硅

【技术实现步骤摘要】
一种硅钢用高纯硅锰合金及其制备方法


[0001]本专利技术属于硅锰合金生产领域，特别涉及一种硅钢用高纯硅锰铁合金及其制备方法
。

技术介绍

[0002]电工钢也称硅钢，是制造电机
、
变压器铁芯以及各种电器元件最重要的磁性材料之一
。
硅钢制造工艺复杂，工序多，成分控制严格
。
不同元素对硅钢的性能具有不同的影响
。
以冷轧无取向低碳低硅电工钢为例说明硅钢中各元素的作用
。
硅元素是硅钢的主合金元素，能够提高硅钢的电阻率，从而降低铁损，低硅硅钢的硅含量一般为
0.3
％～
1.2
％之间
。
硅钢中的锰元素能与硫元素结合生成
MnS
，改善硅钢的热轧塑性，同时促进晶粒长大提高磁性能，低硅硅钢锰元素含量一般为
0.2
％～
0.6
％
。
磷元素能够提高硅钢的电阻率
、
促进晶粒长大
、
改善冲片性
、
减轻磁时效，但是过量的磷也会导致加工性能变差，低硅硅钢磷元素一般控制在
0.02
％左右
。
碳元素是有害元素，碳含量增加会导致铁损增加，还能引起磁时效，因此成品碳含量一般小于
0.003
％
。
硫元素是有害元素，硫含量提高，铁损明显增高，热脆性也增高，低硅硅钢的硫含量一般小于
0.01
％r/>。
铝元素与硅元素的作用相似，能够提高电阻率
、
促进晶粒长大，从而降低铁损
。
但是酸溶铝增多，即
AlN
增加，从而导致铁损增加
。
铝元素一般控制在
0.01
％～
0.03
％范围
。
钛
、
钒
、
铌都是有害元素，能够形成多种夹杂物，细化晶粒，提高铁损，一般应控制在
0.008
％以下
。
铬元素能提高电阻率，改善力学性能，一定含量的铬能够改善脱碳退火时底层质量
。
但是过量铬也会阻碍脱碳退火
。
铜元素可以改善磁性，但是会引起硅钢表面状态不好
。
钙元素加入能够在硅钢中形成硫化钙，促进硫化锰的析出，增大硫化锰晶粒长大
。
[0003]硅钢的一般冶炼流程主要包括铁水脱硫
、
转炉炼钢
、
真空处理
、
连铸成坯
。
其中真空处理最常用的是
RH
真空处理法
。
钢水在
RH
炉中脱碳和脱氧结束后，传统的做法是顺序加入铝
、
硅铁
、
磷铁和金属锰
。
为了防止合金污染钢水，此处需加入高纯的硅铁和高纯的金属锰
。
根据生产实践，此时加入的硅和锰的质量比一般为
1.5
～
2.2。
硅铁和金属锰加入钢水中会产生溶化热，往往导致钢水过温，此时需要加入冷铁降温，以便达到连铸的温度要求
。
此外，硅铁和金属锰分别加入的方式还增加了
RH
炉的高位料仓配置和操作复杂度
。
如果把高纯硅铁和金属锰按照一定的比例预熔成一定成分的高纯硅锰合金，那么将有效降低溶化热的影响和操作难度，有利于缩短
RH
冶炼时间，提高硅钢的生产效率
。
目前工业上应用的硅锰合金的硅锰比一般为
0.2
～
0.5
之间，而且其杂质含量无法满足硅钢冶炼的需要，因此目前没有满足硅钢
RH
真空处理时需要的高纯硅锰合金
。
[0004]传统硅锰合金是在矿热炉中冶炼，一般硅含量为
10
％～
30
％
。
当需要提高硅锰合金中的硅含量，那么就必须增加二氧化硅和焦炭的量
。
当炉料中的配碳量较大时，炉料电阻率减小，导电性增强，电表电流上涨
、
电极上抬焦炭层增厚，焦炭层的部位上移，炉熔池塌缩小，刺火塌料现象增多，这种现象如果持续下去，则会由于电极插入深度不够，使高温区上移，炉口温度升高，电极上抬严重，炉内塌料增多，炉底温度降低，二氧化硅得不到充分还
原，合金中含硅量反而下降，同时出铁排渣不畅，对于封闭炉则会出现炉气压力升高且不稳定的现象
。

技术实现思路

[0005]针对现有技术存在的技术问题，本专利技术提供了一种硅钢用高纯硅锰合金及其制备方法
。
该硅钢用高纯硅锰合金是一种高纯多元铁合金，其成分按重量百分含量为：硅
50
％～
60
％
、
锰
25
％～
35
％
、
余量为铁和不可避免的杂质；硅钢冶炼时使用本合金可以同步提高钢水中的硅和锰含量，缩短冶炼时间，降低钢水升温，减少冷铁用量，从而降低了硅钢生产成本
、
提高了硅钢生产效率
。
[0006]本专利技术所述的硅钢用高纯硅锰合金的成分按重量百分含量为：硅
50
％～
60
％
、
锰
25
％～
35
％
、
铌
≤0.01
％
、
钒
≤0.01
％
、
钛
≤0.01
％
、
碳
≤0.012
％
、
磷
≤0.02
％
、
硫
≤0.01
％
、
钙
≤0.05
％
、
铝
≤0.03
％
、
铬
≤0.05
％
、
铜
≤0.1
％
、
余量为铁
。
[0007]进一步的，所述的硅钢用高纯硅锰合金的成分按重量百分含量为：硅
54
％～
56
％
、
锰
27
％～
28
％
、
铌
≤0.01
％；钒
≤0.01
％；钛
≤0.01
％；碳
≤0.012
％；磷
≤0.02
％；硫
≤0.01
％；钙
≤0.05
％；铝
≤0.03
％；铬
≤0.05
％；铜
≤0.1
％；余量为铁
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种硅钢用高纯硅锰合金，其特征在于，所述硅钢用高纯硅锰合金的成分按重量百分含量为：硅
50
％～
60
％
、
锰
25
％～
35
％
、
铌
≤0.01
％
、
钒
≤0.01
％
、
钛
≤0.01
％
、
碳
≤0.012
％
、
磷
≤0.02
％
、
硫
≤0.01
％
、
钙
≤0.05
％
、
铝
≤0.03
％
、
铬
≤0.05
％
、
铜
≤0.1
％
、
余量为铁
。2.
根据权利要求1所述的硅钢用高纯硅锰合金，其特征在于，所述硅钢用高纯硅锰铁合金为粒状，其粒径范围为
1mm
～
100mm。3.
一种如权利要求1或2所述的硅钢用高纯硅锰合金的制备方法，其特征在于，包括如下具体步骤：
(1)
在中频感应炉中融化金属硅或晶硅粉混合物，控制熔体温度为
1500℃
～
1700℃
；
(2)
把融化的硅液倒入装有金属锰片和金属铁片的钢包一中，利用熔化热使金属锰片和金属铁片完成熔炼；
(3)
把钢包一中的硅液
、
金属锰和金属铁的混合物倒入钢包二中，进一步让熔体成分均匀；
(4)
把钢包二中的合金液浇铸成合金锭；合金锭冷却后，渣金分离，精整获得硅钢用高纯硅锰合金
。4.
根据权利要求3所述的硅钢用高纯硅锰合金的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏宏梁，王晓旗，陈春铭，
申请(专利权)人：江苏江南铁合金有限公司，
类型：发明
国别省市：