CN114672718B - 高牌号硅钢的冶炼方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高牌号硅钢的冶炼方法，在高炉出铁前保持铁包无结渣，铁包采用3‑25次铁包，高炉出铁时在铁包中加入脱硫剂预脱硫，再进行KR脱硫，转炉二次造渣分别脱磷和控硫，使转炉终点硫含量降至目标硫含量以下。转炉出钢后将钢包渣扒除加入合成渣，计算得出钢水重量，并计算各合金加入量，然后将钢包运至RH工位；钢包顶升前关闭真空主阀，依次打开第一级水循环泵、第二级水循环泵同时开始顶升钢包，调整水循环泵电流使钢包到达处理工位时真空系统管路一侧压力为300‑450mbar，打开真空主阀开始抽真空进行脱碳，脱碳结束后加入合金进行脱氧合金化，然后净循环、破空出钢。本发明省去RH脱硫步骤，加快了RH脱碳，提高了合金一次命中率，提高效率和钢水洁净度。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶金制造技术领域，尤其涉及一种高牌号硅钢的冶炼方法。
背景技术
随着高端电器制造业的快速发展，近年来，以低碳环保为引领，新能源汽车、低能耗家电、智能机器人等行业对高牌号无取向硅钢的需求量越来越大，同时对钢中C、S、T.O含量的控制和钢水洁净度要求也越来越严。
为了使C、S含量控制达标，首先选用超低C、S含量的合金，以避免合金化时大量的合金使钢水增C、增S；其次是需将合金化前的钢水C、S含量控制在极低的水平。为了保证RH脱碳阶段将钢水C含量控制在极低水平，通常采用延长脱碳时间和增加钢水氧含量两种方式，这样不仅导致RH冶炼周期延长，还会使钢水氧含量升高污染钢水。同时，由于RH脱硫和去除夹杂物均在脱氧合金化后进行，若脱氧合金化后钢水氧含量高洁净度差，或炉渣氧化性强，均会影响RH脱硫效果，此时为了满足脱硫需求，通常会增加RH脱硫剂用量，增加脱硫剂用量会加剧真空炉耐材侵蚀，同时污染钢水。脱硫操作完成后，为了确保钢水的洁净度，只能通过延长净循环处理时间加强夹杂物去除。以上操作综合导致目前高牌号硅钢RH整体处理周期偏长，生产效率低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高牌号硅钢的冶炼方法，其高效将钢水中S、C、T.O含量控制在极低水平，且RH处理周期短，解决了现有技术中为了脱硫脱碳延长冶炼周期，生产率较低的问题。
为了实现上述发明目的之一，本发明一实施方式提供一种高牌号硅钢的冶炼方法，包括如下步骤：
KR铁水预处理：高炉出铁前，将铁包的包口、包壁、包底的钢渣全部清除，所用铁包为3-25次铁包；高炉出铁时将脱硫剂加入铁包，接铁完成后，将铁包运至KR工位，KR脱硫前将铁水表面浮渣扒除，加脱硫剂进行深脱硫处理，脱硫结束后将脱硫渣扒除，静置3-5min后再次扒渣；
转炉冶炼：加石灰造渣脱磷，脱磷结束后，扒出或倒出脱磷渣，再加含铝石灰造碱度为4-5的炉渣进行吹炼，吹炼结束时向转炉内加入碳粉颗粒并打开钢包底部吹风，转炉冶炼终点炉渣中T.Fe≤15％；
转炉出钢：出钢结束将钢包渣扒除，向钢水表面加入合成渣使钢水表面被合成渣覆盖，计算钢水重量和合金加入量；
RH精炼：
a)准备阶段：分别切断真空室与真空合金仓、真空系统管路的连通；
b)预抽真空：依次打开与真空系统管路连接的第一级水循环泵和第二级水循环泵，当所述钢包到达处理工位时，真空系统管路整体压力在300-450mbar；
c)脱碳：打开位于真空室和真空系统管路之间的真空主阀，逐级打开与真空系统管路连接的四级蒸汽泵进行深脱碳处理，打开所述第一级水循环泵7-9min后提升气体切换为氩气和氢气的混合气体，脱碳结束后，提升气体切换为全氩气；
d)脱氧合金化：RH脱碳结束先加入全部金属铝，再加入全部其余合金，合金全部加完后，净循环处理，破空出钢。
作为本发明一实施方式的进一步改进，转炉出钢步骤中，按如下公式计算钢水重量和合金加入量：
钢包到达RH处理工位钢水重量：M0＝π×[(d1+Δd1)2×H1+(d2+Δd2)2×H2]×ρ1；
钢水氧重量：M1＝ω[O]×M0；
合金化后钢水的重量：M2＝M0+mAl×M2+MSi×[1-ωSi(1-YSi)]+MMn×YMn-M1；
合金化前炉渣重量：M3＝π×(d2+Δd2)2×h1×ρ2；
合金化前炉渣T.Fe重量：M4＝ω[T.Fe]0×M3；
合金化后炉渣重量：M5＝π×(d2+Δd2)2×h2×ρ2；
合金化后炉渣T.Fe重量：M6＝ω[T.Fe]1×M5；
金属铝加入量：
低钛低铝硅铁：
金属锰加入量：
由以上公式，求得
其中，M0：钢包到达RH处理工位时钢水重量，kg；d1：新钢包熔池半径，m；Δd1：熔池砖侵蚀尺寸，m；d1+Δd1：侵蚀后熔池半径；d2：新钢包渣线半径，m；Δd2：渣线砖侵蚀尺寸，m；d2+Δd2：侵蚀后渣线半径；H1：钢包熔池部分钢水高度，m；H2：钢包渣线部分钢水高度，m；ρ1：钢水密度，kg/m3，ρ1＝7.5×103kg/m3；M1：钢水氧重量，kg；ω[O]：RH脱碳结束时钢水氧含量，％；M2：合金化后钢水重量，kg；M3：合金化前炉渣重量，kg；h1：合金化前钢包渣层厚度，m；ρ2：炉渣密度，kg/m3，ρ2＝2.1×103kg/m3；M4：合金化前炉渣T.Fe重量，kg；ω[T.Fe]0：钢包到达RH处理工位时炉渣T.Fe含量，％；M5：合金化后炉渣重量，kg；h2：合金化后钢包渣层厚度，m；M6：合金化后炉渣T.Fe重量，kg；ω[T.Fe]1：合金化后炉渣T.Fe含量，％；MAl：金属铝加入量，kg；mAl：钢水目标铝含量，％；η：铝的烧损及真空炉残留冷钢渣对铝的氧化损耗系数；MSi：低钛低铝硅铁加入量，kg；mSi：钢水目标硅含量，％；ωSi：低钛低铝硅铁中硅元素含量，％；YSi：硅元素收得率，％；MMn：金属锰加入量，kg；mMn：钢水目标锰含量，％；YMn：锰元素收得率，％。
作为本发明一实施方式的进一步改进，KR铁水预处理结束后，铁水Si含量：0.20-0.50％，C含量：4.0-4.5％，S含量≤0.0010％，温度≥1370℃。
作为本发明一实施方式的进一步改进，转炉冶炼步骤中，废钢含量为5-15％，所述废钢S含量≤0.0035％。
作为本发明一实施方式的进一步改进，转炉冶炼步骤中，所述碳粉颗粒加入量为0.5-1.5kg/t，钢包底部吹风流量为600-800NL/min，底部吹风搅拌1-3min出钢。
作为本发明一实施方式的进一步改进，转炉终点氧含量：0.045-0.065％，碳含量：0.035-0.055％，S含量≤0.0020％，温度：1655-1685℃。
作为本发明一实施方式的进一步改进，转炉出钢步骤中，所述合成渣加入量为0.5-1.5kg/t，所述合成渣的化学成分以质量百分比计：铝酸钙：45-55％，铝铁颗粒：35-45％，MgO：5-8％、SiO2≤3％，以及其他不可避免的杂质。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述铝酸钙为12CaO·7Al2O3；所述铝铁颗粒粒度3-10mm，铝含量40-48％，铁含量51-58％，以及少量其他不可避免的组分。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述脱碳步骤中，所述真空主阀打开的同时打开第一级蒸汽泵并自真空室的浸渍管中的上升管向真空室喷吹提升气体，提升气体流量设置为50-80NL/min，压力降至100mbr、20mbar、5mbar时分别打开第二级、第三级和第四级蒸汽泵；当打开第二级蒸汽泵后，提升气体流量调整为150-200NL/min；所述混合气体由60-70％氩气和30-40％氢气组成，所述第一级水循环泵打开后10-13min脱碳结束。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述脱氧合金化步骤中，金属铝加入速率1.0-1.5t/min，循环1.5-2.5min后；加入其余合金，其余合金为低钛低铝硅铁、金属锰合金化，低钛低铝硅铁和金属锰混合加入速率为2.5-3.0t/min，合金全部加完后，净循环大于9min，然后破空、出钢。
作为本发明一实施方式的进一步改进，RH脱碳时间≤13min，脱碳结束钢水碳含量在0.0015％以下，合金化时间≤7min，RH精炼周期≤35min。
作为本发明一实施方式的进一步改进，所述硅钢的化学成分以质量百分比计包括：Si：2.0-3.5％、Al：0.55-1.5％、Mn：0.3-0.8％、P：0.010-0.035％、O≤0.0015％、C≤0.0025％、S≤0.0025％，以及Fe和其他微量元素。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明一实施方式通过高炉出铁预脱硫、KR深脱硫和转炉造低氧化性、高碱度渣增加炉渣硫容量实现控硫，使钢水在转炉终点硫含量在目标硫含量以下，可减少RH脱硫操作，降低成本，减少耐材的腐蚀，提高RH效率。RH精炼阶段提前将真空系统管路一侧的空气抽除，使碳氧反应时间提前，缩短脱碳时间，脱碳后期在提升气体中加入氢气，利用氢气泡比表面积大的特点，促进碳在气泡表面发生碳氧反应从而促进脱碳，进一步缩短脱碳时间。转炉出钢时将钢包渣扒除加入合成渣，降低了渣层氧化性，减少合金化后合金元素与炉渣的反应，同时提高合金收得率，减少补加合金。本发明实施方式大大缩短了RH脱碳和和脱氧合金化的时间，使净循环时间充足，钢水洁净度能得到显著提升。
附图说明
图1是本发明一实施方式中的RH真空炉的结构示意图。
图2是图1中浸渍管的横截面示意图。
具体实施方式
以下将结合具体实施方式对本发明进行详细的描述，但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做的反应条件、反应物或原料用量上的变换均包含在本发明的保护范围内。
并且，应当理解的是尽管术语第一级、第二级等在本文中可以被用于描述各种装置，但是这些被描述对象不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将这些描述对象彼此区分开。例如，第一级水循环泵可以被称为第二级水循环泵，并且类似地第二级水循环泵也可以被称为第一级水循环泵，这并不背离本申请的保护范围。
本发明一实施方式提供一种超低碳钢的冶炼方法，其中所述超低碳钢可以是高牌号硅钢或超低碳铝镇静钢，所述超低碳钢依次经过KR铁水预处理→转炉冶炼→转炉出钢→RH精炼→连铸浇注，以下对各工序进行详细说明：
(1)KR铁水预处理：高炉出铁前，将铁包的包口、包壁、包底的钢渣全部清除，所用铁包为3-25次铁包；高炉出铁时将烘烤过的脱硫剂加入铁包，接铁完成后，将铁包运至KR工位，将铁水表面浮渣扒除，加脱硫剂进行深脱硫处理，脱硫结束后将脱硫渣快速扒渣，静置3-5min后再次扒渣；KR终点，以质量百分比计S≤0.0015％，温度≥1370℃。
在高炉出铁前，将铁包上粘附的钢渣清除干净，防止钢渣中的硫等多余的元素融进铁水中，提高铁水的含硫量；新铁包内壁有粉尘及其他杂质亦含有硫，采用新的铁包同样会使铁水的含硫量有不必要的上升，而使用过多次的铁包内壁被铁水腐蚀严重，一定程度上也会提高铁水含硫量，因此选用3-25次的铁包。高炉出铁时加入脱硫剂，利用出铁过程铁水的扰动进行预脱硫，可缩短后续脱硫时间；脱硫前后扒渣，防止渣中的硫返回至铁水中降低脱硫效率；在KR预处理时将硫含量降低至目标硫含量以下，后续转炉和合金化过程回硫也能保证最终硫含量达标。
(2)转炉冶炼：转炉冶炼时废钢含量为5-15％，废钢为低硫废钢，转炉采用双渣工艺冶炼，第一次加石灰造渣脱磷，脱磷结束后，扒出或倒出脱磷渣，第二次加含铝石灰造高碱度渣，同时进行吹炼，吹炼结束时向转炉内加入碳粉颗粒同时打开钢包底部吹风，转炉冶炼终点渣碱度为4-5，渣中T.Fe≤15％；C：0.025-0.055％，O：0.045-0.075％，S：≤0.0020％，温度：1655-1700℃。
转炉冶炼所加的废渣为低硫废钢，其含硫量≤0.0035％，废钢含硫量极低，加入对钢水整体含硫量不会有太大影响，同时使废钢重复利用。第一次在铁水中加石灰造渣脱磷，脱磷完成将脱磷渣去除后，在铁水中加带有铝粒的石灰造低氧化性、高碱度渣，能够增加炉渣的硫容量，有效防止钢水回硫。
转炉吹炼结束时向渣面加0.5-1.5kg/t碳粉颗粒，底吹流量设置600-800NL/min，搅拌1-3min出钢，加入碳粉能降低渣中氧含量。
(3)转炉出钢：转炉出钢前先用钢包车称量空钢包重量，转炉沸腾出钢时不加造渣料，出钢结束采用扒渣板将钢包渣扒除，向钢水表面加入合成渣使钢水被合成渣覆盖，加入量为0.5-1.5kg/t，加合成渣时不打开钢包底部吹风；记录合成渣加入量，称量钢包、钢水及炉渣的总重量，从而计算合金加入量；除通过上述称量得到钢水质量外，还能通过如下公式计算得到钢水质量以及各个合金加入量：
钢包到达RH处理工位钢水重量：M0＝π×[(d1+Δd1)2×H1+(d2+Δd2)2×H2]×ρ1
钢水氧重量：M1＝ω[O]×M0
合金化后钢水的重量：M2＝M0+mAl×M2+MSi×[1-ωSi(1-YSi)]+MMn×YMn-M1
合金化前炉渣重量：M3＝π×(d2+Δd2)2×h1×ρ2
合金化前炉渣T.Fe重量：M4＝ω[T.Fe]0×M3
合金化后炉渣重量：M5＝π×(d2+Δd2)2×h2×ρ2
合金化后炉渣T.Fe重量：M6＝ω[T.Fe]1×M5
金属铝加入量：
低钛低铝硅铁：
金属锰加入量：
由以上公式，求得
其中，M0：钢包到达RH处理工位时钢水重量，kg；d1：新钢包熔池半径，m；Δd1：熔池砖侵蚀尺寸，m；d1+Δd1：侵蚀后熔池半径；d2：新钢包渣线半径，m；Δd2：渣线砖侵蚀尺寸，m；d2+Δd2：侵蚀后渣线半径；H1：钢包熔池部分钢水高度，m；H2：钢包渣线部分钢水高度，m；ρ1：钢水密度，kg/m3，ρ1＝7.5×103kg/m3；M1：钢水氧重量，kg；ω[O]：RH脱碳结束时钢水氧含量，％；M2：合金化后钢水重量，kg；M3：合金化前炉渣重量，kg；h1：合金化前钢包渣层厚度，m；ρ2：炉渣密度，kg/m3，ρ2＝2.1×103kg/m3；M4：合金化前炉渣T.Fe重量，kg；ω[T.Fe]0：钢包到达RH处理工位时炉渣T.Fe含量，％；M5：合金化后炉渣重量，kg；h2：合金化后钢包渣层厚度，m；M6：合金化后炉渣T.Fe重量，kg；ω[T.Fe]1：合金化后炉渣T.Fe含量，％；MAl：金属铝加入量，kg；mAl：钢水目标铝含量，％；η：铝的烧损及真空炉残留冷钢渣对铝的氧化损耗系数；MSi：低钛低铝硅铁加入量，kg；mSi：钢水目标硅含量，％；ωSi：低钛低铝硅铁中硅元素含量，％；YSi：硅元素收得率，％；MMn：金属锰加入量，kg；mMn：钢水目标锰含量，％；YMn：锰元素收得率，％。其中，T.Fe为铁的氧化物的统称，低钛低铝硅铁中钛含量＜0.005％，铝含量＜0.003％。
本发明一实施方式通过测量每炉钢包各个部分的高度和半径，能够精确计算出钢水的重量，从而可以精确计算各个合金的加入量，提升了合金一次命中的概率，同时上述公式精确计算了合金化时钢水中的氧和炉渣中T.Fe的质量，从而计算出钢水中的氧和炉渣中T.Fe在合金化时对合金的消耗，利用金属铝对钢水和炉渣进行脱氧，再加入低钛低铝硅铁和金属锰，进一步提高了合金的一次命中率。
由于钢包内壁由上至下设置有包口砖、渣线砖和熔池砖，并且各类砖的高度不变，通过熔池砖高度、渣线砖高度和步骤S1中计算的钢水高度H即可得出钢包熔池部分钢水高度H1和钢包渣线部分钢水高度H2；钢包每使用5次后，测量熔池底部、中部、上部耐材厚度，取平均值计算得到侵蚀后熔池半径d1+Δd1，测量渣线砖中间位置计算侵蚀后渣线半径d2+Δd2，最后可算出钢包到达RH处理工位时钢水重量M0。
出钢后不加造渣料，并且将钢包渣扒除干净再加合成渣，钢包渣中含有T.Fe，氧化性强，将钢包渣替换成合成渣，使渣层的氧化性降低，加合成渣时不打开钢包底部吹风，使合成渣铺在钢水表面，避免合成渣中成分进入钢水。
所用合成渣的化学成分以质量百分比计包含：铝酸钙：45-55％，铝铁粒：35-45％，MgO：5-8％、SiO2≤3％，以及其他不可避免的杂质，其中，铝酸钙物相为C12A7(即12CaO·7Al2O3)；铝铁颗粒粒度3-10mm，铝含量40-48％，铁含量51-58％，少量其他不可避免的组分。合成渣中的铝酸钙C12A7熔点低，炉渣熔化较快，流动性理想，对钢水有很好的保护作用；同时合成渣中含有铝铁粒，铝铁粒中的铝能优先与钢水或空气中的氧反应，防止钢水中的铁与氧反应形成T.Fe进入炉渣提高炉渣的氧化性，此外，C12A7对氧化铝有良好的吸附作用，使氧化铝吸附在渣中不进入钢水，提高了钢水的洁净度。
(4)RH精炼：
a)准备阶段：分别切断真空室与真空合金仓、真空系统管路的连通。
b)预抽真空：依次打开与真空系统管路连接的第一级水循环泵和第二级水循环泵，当所述钢包到达处理工位时，真空系统管路整体压力在300-450mbar；
预抽真空步骤具体为：打开与真空系统管路连接的第一级水循环泵并将所述第一级水循环泵工作电流设置为300-350A，开始对真空系统管路预抽真空，在设置所述第一级水循环泵工作电流时，盛有钢水的钢包开始上升，钢包上升速度保持6-10m/min；当所述钢包到达钢包上升行程的40-60％时，将所述第一级水循环泵工作电流调整为380-420A，打开与真空系统管路连接的第二级水循环泵并将所述第二级水循环泵工作电流设置为300-350A；当所述钢包到达处理工位时，真空系统管路整体压力在300-450mbar。
切断真空室和真空系统管路的连通后，打开位于真空系统管路一侧的水循环泵进行预抽真空，将真空系统管路内的空气排出，缩短了后续脱碳时抽真空时间，使碳氧反应开始时间提前；同时通过控制第一水循环泵和第二水循环泵工作电流来控制抽气速率，使抽气速率配合钢包的上升速度，使得钢包到达处理工位时(当RH真空炉的浸渍管浸没在钢水内时即为钢包到达处理工位)，真空系统管路的整体压力达到300-450mbar，若压力预抽过低，当打开真空主阀时，钢水一侧真空室压力高，会造成钢水大喷溅，使真空室内结冷钢严重，同时影响生产安全；若预抽压力过高，则起不到缩短抽真空时间，使碳氧反应开始时间提前的作用。
c)脱碳：打开位于真空室和真空系统管路之间的真空主阀，逐级打开与真空系统管路连接的四级蒸汽泵进行深脱碳处理，打开所述第一级水循环泵7-9min后提升气体切换为氩气和氢气的混合气体，脱碳结束后，提升气体切换为氩气。
脱碳步骤具体为：打开位于真空室和真空系统管路之间的真空主阀，将所述第二级水循环泵工作电流调整为380-420A，开启与真空系统管路连接的第一级蒸汽泵，自真空室的浸渍管中的上升管向真空室喷吹提升气体，提升气体流量设置为50-80NL/min；当真空室压力降至100mbar、20mbar、5mbar时，分别开启与真空系统管路连接的第二级、第三级、第四级蒸汽泵，当打开第二级蒸汽泵后，提升气体流量调整为150-200NL/min，打开所述第一级水循环泵7-9min后提升气体切换为混合气体，所述混合气体由60-70％氩气和30-40％氢气组成，所述第一级水循环泵打开后10-13min脱碳结束，提升气体切换为全氩气。
真空主阀打开后，真空室内气体进入真空系统管路一侧，使真空系统管路一侧压力上升，因此，打开真空主阀时，立即将第二水循环泵工作电流调整至最大，快速抽气使真空度快速降低。真空室的浸渍管的上升管内连通有向真空室喷吹提升气体的装置，浸渍管浸没于钢水内后，钢包内的钢水在提升气体和气压差的共同作用下，由上升管吸入真空室，打开真空主阀在真空环境下进行碳氧反应脱碳，再由下降管重新流回钢包，如此循环反复达到脱碳的目的。根据真空度的降低，逐步开启蒸汽泵，整个脱碳期匹配水循环泵、蒸汽泵的开启与提升气体的变化，保持高速脱碳速率。
在脱碳中后期，钢水碳含量大幅降低，在提升气体中加入氢气，利用氢气泡比表面积大的特点，促进碳在气泡表面发生碳氧反应从而促进脱碳。但氢气在脱碳中后期加入，且加入量相对较少，此时真空压力整体较低，可确保促进脱碳的同时，氢元素不会大量残留，避免后期再延长深真空时间脱氢。
d)脱氧合金化：脱碳结束后先加入全部金属铝，再加入全部其他合金，合金全部加完后，净循环处理，然后破空出钢，RH破空出钢后加入硅酸钙保温剂，铺洒在钢水表面。
当超低碳钢为高牌号硅钢时，其余合金为低钛低铝硅铁(钛含量＜0.005％，铝含量＜0.003％。)和金属锰，脱氧合金化步骤具体为：RH脱碳结束，先加入真空铝仓中的金属铝对钢水和渣层进行脱氧，加铝速率1.0-1.5t/min，循环1.5-2.5min后，再加入真空合金仓中的低钛低铝硅铁、金属锰，二者混合加入速率为2.5-3.0t/min，合金全部加完后，净循环大于9分钟，然后破空、出钢。先加入金属铝，使金属铝先与钢水中的氧反应形成氧化铝被合成渣中的C12A7吸附，防止钢水中的氧将硅氧化使合金命中率降低。
其中，RH采用整体式圆筒形浸渍管，圆筒形浸渍管中部设置一隔板，隔板两侧形成上升管和下降管，浸渍管上升管、下降管横截面均为半圆形，本实施方式采用的圆筒形浸渍管外径比钢包内径小50cm，当然，圆筒形浸渍管外径与钢包内径差值不限于50cm。
进一步的，RH脱碳阶段分批次向圆筒形浸渍管与钢包内壁间隙处加入合成渣，加入合成渣后钢包上下移动2-3次；RH脱氧合金化时，向圆筒形浸渍管与钢包内壁间隙处添加颗粒状石灰，颗粒状石灰的加入量按公式
计算得出，m石灰为石灰加入量，kg；ω[O]为钢水中氧含量；ωCaO为颗粒状石灰中CaO质量百分数，％；M钢水为钢水重量，t；η值1.02-1.05，为金属铝与真空槽壁氧化物反应的消耗量折算系数，石灰加入完成后，钢包上下移动2-3次。
RH精炼过程中，由于采用粗大的圆筒形浸渍管，将少量的合成渣排挤到钢包与浸渍管之间的缝隙处，使合成渣层变厚，对吸附RH精炼过程上浮的夹杂物非常有利。在RH脱碳过程多批次的向渣面加入合成渣，由于并未打开钢包底部吹风，渣面整体平静，使钢包上下移动，此过程通过控制真空槽里的钢水量，使钢包中的钢水瞬间上升和下降，扰动渣面，利用钢水对渣面进行加热，促进合成渣的铝铁粒与上浮的钢包渣中的T.Fe反应，进一步降低炉渣氧势，同时对钢水中的氧含量影响较小，不影响RH深脱碳处理。
在脱氧合金化时，由于先加铝进行脱氧，会生成氧化铝，因此按公式
加入石灰，使氧化钙与氧化铝的配比维持在12:7。
(5)连铸浇注：RH破空加完保温剂后将钢包运至连铸平台，在连铸平台镇静10-25min，静置后开始连铸浇注，连铸全程保护浇注。
进一步的，圆筒形浸渍管插入钢包后，浸渍管四周与钢包内壁间隙15-35cm，其中，由于钢包和浸渍管均为圆形，间隙15-35cm是指浸渍管四周与钢包内壁最小距离不小于15cm，最大距离不超过35cm；RH脱碳阶段每间隔3-5min向间隙处加入合成渣，加入2-3次，每次加入量0.2-0.5kg/t，加入后钢包上下移动5-10cm。间隔式加入合成渣并上下移动钢包，能够促进合成渣中的铝铁粒与从钢水中上浮的钢包渣中的T.Fe反应，降低渣层氧化性，避免净循环、镇静时钢包渣中的T.Fe与钢水中的铝或硅反应污染钢水。
进一步的，RH精炼预抽真空阶段，所述第一水循环泵打开并将工作电流设置为300-350A时，抽气速率为15-30mbar/s；调整所述第一水循环泵工作电流为380-420A，打开所述第二水循环泵并将所述第二水循环泵工作电流设置为300-350A后，总抽气速率为40-60mbar/s；脱碳阶段，所述第二水循环泵工作电流调整为380-420A后，总抽气速率为70-80mbar/s。本发明实施方式通过控制水循环泵的电流来控制抽气速率，使抽气速率与钢包上升速率匹配，达到钢包到达处理工位时真空系统管路压力达到预期压力的目的。
进一步的，RH脱氧合金化时加入的颗粒状石灰粒度2-8mm，CaO含量95％。石灰粒度小能更好更快的熔化在渣层中。
进一步的，连铸浇注阶段，保温剂为硅酸钙保温剂，加入量为0.5-1.0kg/t，硅酸一钙重量占比＞95％，以及其他不可避免的组分。硅酸钙保温剂粒度为0.1-1.0mm，其中粒度为0.2-0.7mm的占比＞85％。
进一步的，所述钢包、RH真空炉的浸渍管、真空室内部的耐材的碳含量≤0.05％。钢水在脱碳的过程中，高温的钢水会侵蚀其接触的钢包、浸渍管、真空室内壁等的耐材，从而使钢包、浸渍管、真空室内壁的耐材部分熔于钢水中，因此，上述耐材需要含碳量很低，避免钢水在脱碳过程中产生多余的碳。
进一步的，本实施方式的冶炼方法中，合成渣、颗粒状石灰和保温剂总加入量≤5kg/t，连铸浇注阶段中，运至连铸平台时测得钢水氧含量≤0.0012％，取样后采用扫描电镜随机分析统计200mm2钢水样夹杂物，5μm以上夹杂物小于0.06个/mm2，最大尺寸不超过15μm。RH真空炉加入的合成渣量小，减少渣料的消耗，即减少污染，对降低生产成本，环境保护非常有利。通过取样测量可知，钢水氧含量极低，夹杂物少且尺寸小，钢水纯净。
采用上述RH精炼方法，RH脱碳时间≤13min，脱碳结束钢水碳含量在0.0015％以下，合金化时间≤7min，RH冶炼周期≤35min。
本发明一实施方式在KR铁水预处理阶段，使用3-25次铁包，且每次使用之前将铁包清理干净，最大程度避免了铁水中熔入硫元素，可降低脱硫难度，KR预处理先将铁水含硫量降低至目标硫含量；转炉采用双渣法，前期造渣脱磷，后期造低氧化性、高碱度渣，增加炉渣硫容量，有效防止钢水回硫，使钢水中硫含量始终保持在目标硫含量以下，从而可以减去RH脱硫操作，对降低成本，减少耐材侵害，提高RH效率有利。
利用RH预抽真空，将真空系统管路内的空气抽出，同时使钢包到达处理工位时真空系统管路整体压力在目标值，使碳氧反应开始时间提前，减少脱碳反应的时间，脱碳后期吹入氢气，提高脱碳效果。转炉出钢后将钢包渣替换成氧化性低的合成渣，减少合金化后合金元素与炉渣反应，提高合金元素收得率，减少补加合金；通过称量转炉出钢前后钢包重量，计算钢水重量，从而精确计算各合金加入量，增大合金化命中率，有效缩短RH处理时间。此外，合成渣中铝酸钙对氧化铝具有良好的吸附能力，可将钢水中上浮的氧化铝吸附，大幅度降低了钢水夹杂物数量，提高了钢水结晶度。
下面结合一些具体的实施例，对本申请的技术方案进行进一步说明。
实施例1
本发明实施例一提供一种高牌号硅钢的冶炼方法，所述硅钢的化学成分以质量百分比计包括：Si：2.0％、Al：1.5％、Mn：0.3％、P：0.030％、C：0.0011％、S：0.0020％，以及Fe和其他微量元素，包括以下步骤：
KR铁水预处理：高炉出铁前，将铁包的包口、包壁、包底全部清理干净，无明显结渣，所用铁包为3次铁包；高炉出铁时将脱硫剂加入铁包，接铁完成后，将铁包运至KR工位，KR脱硫前将铁水表面浮渣扒除干净，加脱硫剂进行深脱硫处理，脱硫结束后将脱硫渣扒除，静置3min后再次扒渣，直至铁水表面无明显浮渣；KR铁水预处理结束后，铁水Si含量：0.20％，C含量：4.0％，S含量：0.0010％，温度：1370℃。
转炉冶炼：转炉中废钢占比5％，废钢中S含量：0.0035％，造渣脱磷，脱磷结束后，扒出或倒出脱磷渣，再次造高碱度渣进行吹炼，吹炼结束时向转炉内加入0.5kg/t碳粉颗粒并打开钢包底部吹风，钢包底部吹风流量为600NL/min，底部吹风搅拌3min出钢。转炉冶炼终点渣碱度为4，渣中T.Fe：15％，O含量：0.065％，C含量：0.035％，S含量：0.0020％，温度：1685℃。
转炉出钢：转炉出钢前后称量钢包重量，出钢结束将钢包渣扒除干净，向钢水表面加入合成渣，所述合成渣的化学成分以质量百分比计：铝酸钙：55％，铝铁颗粒：35％，MgO：5％、SiO2：3％，其余为不可避免的杂质。其中，所述铝酸钙为12CaO·7Al2O3；所述铝铁颗粒粒度3-10mm，铝含量40％，铁含量58％，其余为不可避免的组分，合成渣加入量为0.5kg/t，计算得钢水173t，金属铝、低钛低铝硅铁、金属锰加入量分别为：5085.1kg、2805.5kg、543.0kg。
RH精炼：
a)准备阶段：分别切断真空室与真空合金仓、真空系统管路的连通，将计算好的合金称好，金属铝单独放入真空铝仓，低钛低铝硅铁、金属锰放入真空合金仓；
b)预抽真空：打开与真空系统管路连接的第一级水循环泵并将所述第一级水循环泵工作电流设置为300A，开始对真空系统管路预抽真空，在设置所述第一级水循环泵工作电流时，盛有钢水的钢包开始上升，钢包上升速度保持6m/min；当所述钢包到达钢包上升行程的60％时，将所述第一级水循环泵工作电流调整为380A，打开与真空系统管路连接的第二级水循环泵并将所述第二级水循环泵工作电流设置为300A；当所述钢包到达处理工位时，真空系统管路整体压力在450mbar。
c)脱碳：打开位于真空室和真空系统管路之间的真空主阀，将所述第二级水循环泵工作电流调整为380A，开启与真空系统管路连接的第一级蒸汽泵，自真空室的浸渍管中的上升管向真空室喷吹提升气体，提升气体流量设置为80NL/min；当真空室压力降至100mbar、20mbar、5mbar时，分别开启与真空系统管路连接的第二级、第三级、第四级蒸汽泵，当打开第二级蒸汽泵后，提升气体流量调整为150NL/min，打开所述第一级水循环泵9min后提升气体切换为混合气体，所述混合气体由60％氩气和40％氢气组成，所述第一级水循环泵打开后12.5min脱碳结束，提升气体切换为全氩气。
d)脱氧合金化：RH脱碳结束先以1.0t/min的速率加入全部金属铝，循环2.5min后；再以2.5t/min的速率加入低钛低铝硅铁、金属锰合金化，合金全部加完后，净循环13.5min，然后破空、出钢。
(5)连铸：连铸全程保护浇注。
本实施例RH脱碳时间12.5min，合金化时间7min，包括钢包顶升、破空、下降等辅助时间及净循环处理时间，RH冶炼周期35min。
实施例2
本发明实施例二提供一种高牌号硅钢的冶炼方法，所述硅钢的化学成分以质量百分比计包括：Si：3.5％、Al：0.6％、Mn：0.7％、P：0.015％、C：0.0013％、S：0.0015％，以及Fe和其他微量元素，包括以下步骤：
KR铁水预处理：高炉出铁前，将铁包的包口、包壁、包底全部清理干净，无明显结渣，所用铁包为25次铁包；高炉出铁时将脱硫剂加入铁包，接铁完成后，将铁包运至KR工位，KR脱硫前将铁水表面浮渣扒除干净，加脱硫剂进行深脱硫处理，脱硫结束后将脱硫渣扒除，静置1min后再次扒渣，直至铁水表面无明显浮渣；KR铁水预处理结束后，铁水Si含量：0.50％，C含量：4.0％，S含量：0.0008％，温度：1398℃。
转炉冶炼：转炉中废钢占比15％，废钢中S含量：0.0032％，造渣脱磷，脱磷结束后，扒出或倒出脱磷渣，再次造高碱度渣进行吹炼，吹炼结束时向转炉内加入1.5kg/t碳粉颗粒并打开钢包底部吹风，钢包底部吹风流量为800NL/min，底部吹风搅拌1min出钢。转炉冶炼终点渣碱度为5，渣中T.Fe：12％，O含量：0.045％，C含量：0.055％，S含量：0.0020％，温度：1655℃。
转炉出钢：转炉出钢前后称量钢包重量，出钢结束将钢包渣扒除干净，向钢水表面加入合成渣，所述合成渣的化学成分以质量百分比计：铝酸钙：45％，铝铁颗粒：45％，MgO：8％、SiO2：1％，其余为不可避免的杂质。其中，所述铝酸钙为12CaO·7Al2O3；所述铝铁颗粒粒度3-10mm，铝含量48％，铁含量51％，其余为不可避免的组分，合成渣加入量为1.5kg/t，计算得钢水171t，金属铝、低钛低铝硅铁、金属锰加入量分别为：8742.3kg、1194.6kg、1267.0kg。
RH精炼：
a)准备阶段：分别切断真空室与真空合金仓、真空系统管路的连通，将计算好的合金称好，金属铝单独放入真空铝仓，低钛低铝硅铁、金属锰放入真空合金仓；
b)预抽真空：打开与真空系统管路连接的第一级水循环泵并将所述第一级水循环泵工作电流设置为350A，开始对真空系统管路预抽真空，在设置所述第一级水循环泵工作电流时，盛有钢水的钢包开始上升，钢包上升速度保持10m/min；当所述钢包到达钢包上升行程的40％时，将所述第一级水循环泵工作电流调整为420A，打开与真空系统管路连接的第二级水循环泵并将所述第二级水循环泵工作电流设置为350A；当所述钢包到达处理工位时，真空系统管路整体压力在300mbar。
c)脱碳：打开位于真空室和真空系统管路之间的真空主阀，将所述第二级水循环泵工作电流调整为420A，开启与真空系统管路连接的第一级蒸汽泵，自真空室的浸渍管中的上升管向真空室喷吹提升气体，提升气体流量设置为50NL/min；当真空室压力降至100mbar、20mbar、5mbar时，分别开启与真空系统管路连接的第二级、第三级、第四级蒸汽泵，当打开第二级蒸汽泵后，提升气体流量调整为200NL/min，打开所述第一级水循环泵7min后提升气体切换为混合气体，所述混合气体由70％氩气和30％氢气组成，所述第一级水循环泵打开后12min脱碳结束，提升气体切换为全氩气。
d)脱氧合金化：RH脱碳结束先以1.5t/min的速率加入全部金属铝，循环1.5min后；再以3.0t/min的速率加入低钛低铝硅铁、金属锰合金化，合金全部加完后，净循环10.5min，然后破空、出钢。
(5)连铸：连铸全程保护浇注。
本实施例RH脱碳时间12min，合金化时间5.5min，包括钢包顶升、破空、下降等辅助时间及净循环处理时间，RH冶炼周期30min。
实施例3
本发明实施例三提供一种高牌号硅钢的冶炼方法，所述硅钢的化学成分以质量百分比计包括：Si：2.5％、Al：1.0％、Mn：0.5％、P：0.02％、C：0.0011％、S：0.0021％，以及Fe和其他微量元素，包括以下步骤：
KR铁水预处理：高炉出铁前，将铁包的包口、包壁、包底的钢渣全部清除，所用铁包为3次铁包；高炉出铁时将脱硫剂加入铁包，接铁完成后，将铁包运至KR工位，KR脱硫前将铁水表面浮渣扒除，加脱硫剂进行深脱硫处理，脱硫结束后将脱硫渣扒除，静置3min后再次扒渣；KR铁水预处理结束后，铁水Si含量：0.20％，C含量：4.0％，S含量：0.0010％，温度：1370℃。
转炉冶炼：转炉中废钢占比5％，废钢中S含量：0.0035％，加石灰造渣脱磷，脱磷结束后，扒出或倒出脱磷渣，加含铝石灰造渣进行吹炼，吹炼结束时向转炉内加入0.5kg/t碳粉颗粒并打开钢包底部吹风，钢包底部吹风流量为600NL/min，底部吹风搅拌3min出钢。转炉冶炼终点渣碱度为4，渣中T.Fe：15％，O含量：0.065％，C含量：0.035％，S含量：0.0020％，温度：1685℃。
转炉出钢：转炉出钢前后称量钢包重量，出钢结束将钢包渣扒除干净，向钢水表面加入合成渣，所述合成渣的化学成分以质量百分比计：铝酸钙：55％，铝铁颗粒：35％，MgO：5％、SiO2：3％，其余为不可避免的杂质。其中，所述铝酸钙为12CaO·7Al2O3；所述铝铁颗粒粒度3-10mm，铝含量40％，铁含量58％，其余为不可避免的组分，合成渣加入量为0.5kg/t，按照发明内容中的公式计算得计算得钢水为173t，金属铝、低钛低铝硅铁、金属锰加入量分别为：6260.8kg、1911.0kg、1092.0kg。
RH精炼：
a)准备阶段：分别切断真空室与真空合金仓、真空系统管路的连通；
b)预抽真空：打开与真空系统管路连接的第一级水循环泵并将所述第一级水循环泵工作电流设置为300A，开始对真空系统管路预抽真空，在设置所述第一级水循环泵工作电流时，盛有钢水的钢包开始上升，钢包上升速度保持6m/min；当所述钢包到达钢包上升行程的60％时，将所述第一级水循环泵工作电流调整为380A，打开与真空系统管路连接的第二级水循环泵并将所述第二级水循环泵工作电流设置为300A；当所述钢包到达处理工位时，真空系统管路整体压力在450mbar。
c)脱碳：打开位于真空室和真空系统管路之间的真空主阀，将所述第二级水循环泵工作电流调整为380A，开启与真空系统管路连接的第一级蒸汽泵，自真空室的浸渍管中的上升管向真空室喷吹提升气体，提升气体流量设置为80NL/min；当真空室压力降至100mbar、20mbar、5mbar时，分别开启与真空系统管路连接的第二级、第三级、第四级蒸汽泵，当打开第二级蒸汽泵后，提升气体流量调整为150NL/min，打开所述第一级水循环泵9min后提升气体切换为混合气体，所述混合气体由60％氩气和40％氢气组成，所述第一级水循环泵打开后12.5min脱碳结束，提升气体切换为全氩气。
d)脱氧合金化：RH脱碳结束先以1.0t/min的速率加入全部金属铝，循环2.5min后；再以2.5t/min的速率加入低钛低铝硅铁、金属锰合金化，合金全部加完后，净循环13.5min，然后破空、出钢。
(5)连铸：连铸全程保护浇注。
本实施例RH脱碳时间12.5min，合金化时间7min，包括钢包顶升、破空、下降等辅助时间及净循环处理时间，RH冶炼周期35min。
实施例4
本发明实施例四提供一种高牌号硅钢的冶炼方法，所述硅钢的化学成分以质量百分比计包括：Si：3.0％、Al：0.9％、Mn：0.7％、P：0.018％、C：0.0013％、S：0.0025％，以及Fe和其他微量元素，包括以下步骤：
KR铁水预处理：高炉出铁前，将铁包的包口、包壁、包底的钢渣全部清除，所用铁包为25次铁包；高炉出铁时将脱硫剂加入铁包，接铁完成后，将铁包运至KR工位，KR脱硫前将铁水表面浮渣扒除，加脱硫剂进行深脱硫处理，脱硫结束后将脱硫渣扒除，静置1min后再次扒渣；KR铁水预处理结束后，铁水Si含量：0.50％，C含量：4.0％，S含量：0.0008％，温度：1398℃。
转炉冶炼：转炉中废钢占比15％，废钢中S含量：0.0032％，加石灰造渣脱磷，脱磷结束后，扒出或倒出脱磷渣，加含铝石灰造渣进行吹炼，吹炼结束时向转炉内加入1.5kg/t碳粉颗粒并打开钢包底部吹风，钢包底部吹风流量为800NL/min，底部吹风搅拌1min出钢。转炉冶炼终点渣碱度为5，渣中T.Fe：12％，O含量：0.045％，C含量：0.055％，S含量：0.0020％，温度：1655℃。
转炉出钢：转炉出钢前后称量钢包重量，出钢结束将钢包渣扒除干净，向钢水表面加入合成渣，所述合成渣的化学成分以质量百分比计：铝酸钙：45％，铝铁颗粒：45％，MgO：8％、SiO2：1％，其余为不可避免的杂质。其中，所述铝酸钙为12CaO·7Al2O3；所述铝铁颗粒粒度3-10mm，铝含量48％，铁含量51％，其余为不可避免的组分，合成渣加入量为1.5kg/t，通过称重计算得钢水172t，金属铝、低钛低铝硅铁、金属锰加入量分别为：7366.7kg、1719.5kg、1285.1kg。
RH精炼：
a)准备阶段：分别切断真空室与真空合金仓、真空系统管路的连通；
b)预抽真空：打开与真空系统管路连接的第一级水循环泵并将所述第一级水循环泵工作电流设置为350A，开始对真空系统管路预抽真空，在设置所述第一级水循环泵工作电流时，盛有钢水的钢包开始上升，钢包上升速度保持10m/min；当所述钢包到达钢包上升行程的40％时，将所述第一级水循环泵工作电流调整为420A，打开与真空系统管路连接的第二级水循环泵并将所述第二级水循环泵工作电流设置为350A；当所述钢包到达处理工位时，真空系统管路整体压力在300mbar。
c)脱碳：打开位于真空室和真空系统管路之间的真空主阀，将所述第二级水循环泵工作电流调整为420A，开启与真空系统管路连接的第一级蒸汽泵，自真空室的浸渍管中的上升管向真空室喷吹提升气体，提升气体流量设置为50NL/min；当真空室压力降至100mbar、20mbar、5mbar时，分别开启与真空系统管路连接的第二级、第三级、第四级蒸汽泵，当打开第二级蒸汽泵后，提升气体流量调整为200NL/min，打开所述第一级水循环泵7min后提升气体切换为混合气体，所述混合气体由70％氩气和30％氢气组成，所述第一级水循环泵打开后12min脱碳结束，提升气体切换为全氩气。
d)脱氧合金化：RH脱碳结束先以1.5t/min的速率加入全部金属铝，循环1.5min后；再以3.0t/min的速率加入低钛低铝硅铁、金属锰合金化，合金全部加完后，净循环10.5min，然后破空、出钢。
(5)连铸：连铸全程保护浇注。
本实施例RH脱碳时间12min，合金化时间5.5min，包括钢包顶升、破空、下降等辅助时间及净循环处理时间，RH冶炼周期30min。
实施例5
本发明实施例五提供一种超低碳铝镇静钢的冶炼方法，包括以下步骤：
KR铁水预处理：KR铁水预处理结束将脱硫渣扒除至表面无明显浮渣，此时铁水中S含量为0.0015％，温度为1380℃。
转炉冶炼：转炉冶炼终点C含量为0.055％，O含量为0.045％，温度为1660℃，转炉出钢结束后将钢包渣扒除至表面无明显浮渣后，向钢水表面加入合成渣，合成渣的化学成分以质量百分比计为：铝酸钙为55％，铝铁颗粒为35％，MgO为5％、SiO2为3％，以及其他不可避免的杂质。其中，铝酸钙物相为C12A7，铝铁颗粒粒度为3-10mm，铝含量48％，铁含量51％，以及其他不可避免的组分。加入的合成渣的量为0.5kg/t，加合成渣时不打开钢包底部吹风，合成渣加完后将钢包运至RH精炼炉。
RH精炼：RH精炼炉采用整体式圆筒形浸渍管，圆筒形浸渍管外径比钢包内径小50cm，圆筒形浸渍管中部设置一隔板，隔板两侧形成上升管和下降管，圆筒形浸渍管与钢包内壁间隙最小距离15cm，最大距离35cm；在RH脱碳阶段，每间隔3min向间隙处加入合成渣，加入3次，每次合成渣加入量0.2kg/t，加入合成渣后钢包上下移动5cm，加入后钢包上下移动2次。RH脱氧合金化时，加入金属铝进行脱氧，向圆筒形浸渍管与钢包内壁间隙处添加颗粒状石灰，颗粒状石灰加入量按公式
计算得出，其中，ωCaO＝95％，η＝1.02，测得ω[O]＝0.038％，M钢水＝176t；计算得m石灰＝144kg，颗粒状石灰粒度为2-8mm，加入完成后，钢包上下移动2次；脱氧合金化后净循环11min，破空、出钢。
连铸浇注：RH精炼完成后在钢水表面铺洒保温剂，保温剂为硅酸钙保温剂，其中，以质量百分比计硅酸一钙占比为97％，其余为不可避免的组分，粒度为0.1-1.0mm，其中，粒度为0.2-0.7mm的硅酸钙保温剂占比为92％，硅酸钙保温剂加入量为0.5kg/t，将钢包运至连铸平台，在连铸平台静置10min，静置后开始连铸浇注，连铸全程保护浇注。
本实施例中合成渣、颗粒状石灰和保温剂总加入量为2.4kg/t，运至连铸平台时测得钢水氧含量为12ppm，取样后采用扫描电镜随机分析统计200mm2钢水样夹杂物，5μm以上夹杂物0.06个/mm2，夹杂物最大尺寸为15μm。
实施例6
本发明实施例六提供一种超低碳铝镇静钢的冶炼方法，包括以下步骤：
KR铁水预处理：KR铁水预处理结束将脱硫渣扒除至表面无明显浮渣，此时铁水中S含量为0.0010％，温度为1392℃。
转炉冶炼：转炉冶炼终点C含量为0.025％，O含量为0.075％，温度为1700℃，转炉出钢结束后将钢包渣扒除至表面无明显浮渣后，向钢水表面加入合成渣，合成渣的化学成分以质量百分比计为：铝酸钙为45％，铝铁颗粒为45％，MgO为8％、SiO2为1％，以及其他不可避免的杂质。其中，铝酸钙物相为C12A7，铝铁颗粒粒度为3-10mm，铝含量43％，铁含量55％，以及其他不可避免的组分。加入的合成渣的量为1.5kg/t，加合成渣时不打开钢包底部吹风，合成渣加完后将钢包运至RH精炼炉。
RH精炼：RH精炼炉采用整体式圆筒形浸渍管，圆筒形浸渍管外径比钢包内径小50cm，圆筒形浸渍管中部设置一隔板，隔板两侧形成上升管和下降管，圆筒形浸渍管与钢包内壁间隙最小距离15cm，最大距离35cm；在RH脱碳阶段，每间隔5min向间隙处加入合成渣，加入2次，每次合成渣加入量0.5kg/t，加入合成渣后钢包上下移动10cm，加入后钢包上下移动3次。RH脱氧合金化时，加入金属铝进行脱氧，向圆筒形浸渍管与钢包内壁间隙处添加颗粒状石灰，颗粒状石灰加入量按公式
计算得出，其中，ωCaO＝95％，η＝1.05，测得ω[O]＝0.043％，M钢水＝178t；计算得m石灰＝169kg，颗粒状石灰粒度为2-8mm，加入完成后，钢包上下移动3次；脱氧合金化后净循环12min，破空、出钢。
连铸浇注：RH精炼完成后在钢水表面铺洒保温剂，保温剂为硅酸钙保温剂，其中，以质量百分比计硅酸一钙占比为96％，其余为不可避免的组分，粒度为0.1-1.0mm，其中，粒度为0.2-0.7mm的硅酸钙保温剂占比为93％，硅酸钙保温剂加入量为1.0kg/t，将钢包运至连铸平台，在连铸平台静置25min，静置后开始连铸浇注，连铸全程保护浇注。
本实施例中合成渣、颗粒状石灰和保温剂总加入量为4.4kg/t，运至连铸平台时测得钢水氧含量为8ppm，取样后采用扫描电镜随机分析统计200mm2钢水样夹杂物，5μm以上夹杂物0.035个/mm2，夹杂物最大尺寸为8μm。
实施例7
本发明实施例七提供一种超低碳铝镇静钢的冶炼方法，包括以下步骤：
KR铁水预处理：KR铁水预处理结束将脱硫渣扒除至表面无明显浮渣，此时铁水中S含量为0.0015％，温度为1380℃。
转炉冶炼：转炉冶炼终点C含量为0.055％，O含量为0.045％，温度为1660℃，转炉出钢结束后将钢包渣扒除至表面无明显浮渣后，向钢水表面加入合成渣，合成渣的化学成分以质量百分比计为：铝酸钙为55％，铝铁颗粒为35％，MgO为5％、SiO2为3％，以及其他不可避免的杂质。其中，铝酸钙物相为C12A7，铝铁颗粒粒度为3-10mm，铝含量48％，铁含量51％，以及其他不可避免的组分。加入的合成渣的量为0.5kg/t，加合成渣时不打开钢包底部吹风，合成渣加完后将钢包运至RH精炼炉。
RH精炼：RH精炼炉采用整体式圆筒形浸渍管，圆筒形浸渍管外径比钢包内径小50cm，圆筒形浸渍管中部设置一隔板，隔板两侧形成上升管和下降管，圆筒形浸渍管与钢包内壁间隙最小距离15cm，最大距离35cm；在RH脱碳阶段，每间隔3min向间隙处加入合成渣，加入3次，每次合成渣加入量0.2kg/t，加入合成渣后钢包上下移动5cm，加入后钢包上下移动2次。RH脱氧合金化时，加入金属铝进行脱氧，向圆筒形浸渍管与钢包内壁间隙处添加颗粒状石灰，颗粒状石灰加入量按公式
计算得出，其中，ωCaO＝95％，η＝1.02，测得ω[O]＝0.045％，M钢水＝179t；计算得m石灰＝173kg，颗粒状石灰粒度为2-8mm，加入完成后，钢包上下移动2次；脱氧合金化后净循环11min，破空、出钢。
连铸浇注：RH精炼完成后在钢水表面铺洒保温剂，保温剂为硅酸钙保温剂，其中，以质量百分比计硅酸一钙占比为98％，其余为不可避免的组分，粒度为0.1-1.0mm，其中，粒度为0.2-0.7mm的硅酸钙保温剂占比为92％，硅酸钙保温剂加入量为0.5kg/t，将钢包运至连铸平台，在连铸平台镇静10min，静置后开始连铸浇注，连铸全程保护浇注。
本实施例中合成渣、颗粒状石灰和保温剂总加入量为2.6kg/t，运至连铸平台时测得钢水氧含量为0.0012％，取样后采用扫描电镜随机分析统计200mm2钢水样夹杂物，5μm以上夹杂物0.06个/mm2，夹杂物最大尺寸为15μm。
实施例8
本发明实施例八提供一种超低碳铝镇静钢的冶炼方法，包括以下步骤：
KR铁水预处理：KR铁水预处理结束将脱硫渣扒除至表面无明显浮渣，此时铁水中S含量为0.0010％，温度为1392℃。
转炉冶炼：转炉冶炼终点C含量为0.025％，O含量为0.075％，温度为1700℃，转炉出钢结束后将钢包渣扒除至表面无明显浮渣后，向钢水表面加入合成渣，合成渣的化学成分以质量百分比计为：铝酸钙为45％，铝铁颗粒为45％，MgO为8％、SiO2为1％，以及其他不可避免的杂质。其中，铝酸钙物相为C12A7，铝铁颗粒粒度为3-10mm，铝含量43％，铁含量55％，以及其他不可避免的组分。加入的合成渣的量为1.5kg/t，加合成渣时不打开钢包底部吹风，合成渣加完后将钢包运至RH精炼炉。
RH精炼：RH精炼炉采用整体式圆筒形浸渍管，圆筒形浸渍管外径比钢包内径小50cm，圆筒形浸渍管中部设置一隔板，隔板两侧形成上升管和下降管，圆筒形浸渍管与钢包内壁间隙最小距离15cm，最大距离35cm；在RH脱碳阶段，每间隔5min向间隙处加入合成渣，加入2次，每次合成渣加入量0.5kg/t，加入合成渣后钢包上下移动10cm，加入后钢包上下移动3次。RH脱氧合金化时，加入金属铝进行脱氧，向圆筒形浸渍管与钢包内壁间隙处添加颗粒状石灰，颗粒状石灰加入量按公式
计算得出，其中，ωCaO＝95％，η＝1.05，测得ω[O]＝0.04％，M钢水＝178t；计算得m石灰＝157kg，颗粒状石灰粒度为2-8mm，加入完成后，钢包上下移动3次；脱氧合金化后净循环12min，破空、出钢。
连铸浇注：RH精炼完成后在钢水表面铺洒保温剂，保温剂为硅酸钙保温剂，其中，以质量百分比计硅酸一钙占比为97％，其余为不可避免的组分，粒度为0.1-1.0mm，其中，粒度为0.2-0.7mm的硅酸钙保温剂占比为91％，硅酸钙保温剂加入量为1.0kg/t，将钢包运至连铸平台，在连铸平台镇静25min，静置后开始连铸浇注，连铸全程保护浇注。
本实施例中合成渣、颗粒状石灰和保温剂总加入量为4.4kg/t，运至连铸平台时测得钢水氧含量为0.0008％，取样后采用扫描电镜随机分析统计200mm2钢水样夹杂物，5μm以上夹杂物0.035个/mm2，夹杂物最大尺寸为8μm。
应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高牌号硅钢的冶炼方法，其特征在于，包括如下步骤：
KR铁水预处理：高炉出铁前，将铁包的包口、包壁、包底上粘附的钢渣全部清除，所用铁包为3-25次铁包；高炉出铁时将脱硫剂加入铁包，接铁完成后，将铁包运至KR工位，KR脱硫前将铁水表面浮渣扒除，加脱硫剂进行深脱硫处理，脱硫结束后将脱硫渣扒除，静置3-5min后再次扒渣；
转炉冶炼：加石灰造渣脱磷，脱磷结束后，扒出或倒出脱磷渣，再加含铝石灰造碱度为4-5的渣进行吹炼，吹炼结束时向转炉内加入碳粉颗粒并打开转炉底部吹风，转炉冶炼终点炉渣中T.Fe≤15％，氧含量：0.045-0.065％，碳含量：0.035-0.055％，S含量≤0.0020％，温度：1655-1685℃；
转炉出钢：出钢结束将钢包渣扒除，向钢水表面加入合成渣使钢水表面被合成渣覆盖，计算钢水重量和合金加入量；所述合成渣加入量为0.5-1.5kg/t，所述合成渣的化学成分以质量百分比计：铝酸钙：45-55％，铝铁颗粒：35-45％，MgO：5-8％、SiO2≤3％，以及其他不可避免的杂质；
RH精炼：
a)准备阶段：分别切断真空室与真空合金仓、真空系统管路的连通；
b)预抽真空：依次打开与真空系统管路连接的第一级水循环泵和第二级水循环泵，当所述钢包到达处理工位时，真空系统管路整体压力在300-450mbar；
c)脱碳：打开位于真空室和真空系统管路之间的真空主阀，逐级打开与真空系统管路连接的四级蒸汽泵进行深脱碳处理，打开所述第一级水循环泵7-9min后提升气体切换为氩气和氢气的混合气体，脱碳结束后，提升气体切换为全氩气；
d)脱氧合金化：RH脱碳结束先加入全部金属铝，再加入全部其余合金，合金全部加完后，净循环处理，破空出钢。
2.根据权利要求1所述的高牌号硅钢的冶炼方法，其特征在于，转炉出钢步骤中，按如下公式计算钢水重量和合金加入量：
钢包到达RH处理工位钢水重量：M0＝π×[(d1+Δd1)2×H1+(d2+Δd2)2×H2]×ρ1；
钢水氧重量：M1＝ω[O]×M0；
合金化后钢水的重量：M2＝M0+mAl×M2+MSi×[1-ωSi(1-YSi)]+MMn×YMn-M1；
合金化前炉渣重量：M3＝π×(d2+Δd2)2×h1×ρ2；
合金化前炉渣T.Fe重量：M4＝ω[T.Fe]0×M3；
合金化后炉渣重量：M5＝π×(d2+Δd2)2×h2×ρ2；
合金化后炉渣T.Fe重量：M6＝ω[T.Fe]1×M5；
金属铝加入量：
低钛低铝硅铁：
金属锰加入量：
由以上公式，求得
其中，M0：钢包到达RH处理工位时钢水重量，kg；d1：新钢包熔池半径，m；Δd1：熔池砖侵蚀尺寸，m；d1+Δd1：侵蚀后熔池半径；d2：新钢包渣线半径，m；Δd2：渣线砖侵蚀尺寸，m；d2+Δd2：侵蚀后渣线半径；H1：钢包熔池部分钢水高度，m；H2：钢包渣线部分钢水高度，m；ρ1：钢水密度，kg/m3，ρ1＝7.5×103kg/m3；M1：钢水氧重量，kg；ω[O]：RH脱碳结束时钢水氧含量，％；M2：合金化后钢水重量，kg；M3：合金化前炉渣重量，kg；h1：合金化前钢包渣层厚度，m；ρ2：炉渣密度，kg/m3，ρ2＝2.1×103kg/m3；M4：合金化前炉渣T.Fe重量，kg；ω[T.Fe]0：钢包到达RH处理工位时炉渣T.Fe含量，％；M5：合金化后炉渣重量，kg；h2：合金化后钢包渣层厚度，m；M6：合金化后炉渣T.Fe重量，kg；ω[T.Fe]1：合金化后炉渣T.Fe含量，％；MAl：金属铝加入量，kg；mAl：钢水目标铝含量，％；η：铝的烧损及真空炉残留冷钢渣对铝的氧化损耗系数；MSi：低钛低铝硅铁加入量，kg；mSi：钢水目标硅含量，％；ωSi：低钛低铝硅铁中硅元素含量，％；YSi：硅元素收得率，％；MMn：金属锰加入量，kg；mMn：钢水目标锰含量，％；YMn：锰元素收得率，％。
3.根据权利要求1所述的高牌号硅钢的冶炼方法，其特征在于，KR铁水预处理结束后，铁水Si含量：0.20-0.50％，C含量：4.0-4.5％，S含量≤0.0010％，温度≥1370℃。
4.根据权利要求1所述的高牌号硅钢的冶炼方法，其特征在于，转炉冶炼步骤中，废钢含量为5-15％，所述废钢S含量≤0.0035％。
5.根据权利要求1所述的高牌号硅钢的冶炼方法，其特征在于，转炉冶炼步骤中，所述碳粉颗粒加入量为0.5-1.5kg/t，转炉底部吹风流量为600-800NL/min，底部吹风搅拌1-3min出钢。
6.根据权利要求1所述的高牌号硅钢的冶炼方法，其特征在于，所述铝酸钙为12CaO·7Al2O3；所述铝铁颗粒粒度3-10mm，铝含量40-48％，铁含量51-58％，以及少量其他不可避免的组分。
7.根据权利要求1所述的高牌号硅钢的冶炼方法，其特征在于，所述脱碳步骤中，所述真空主阀打开的同时打开第一级蒸汽泵并自真空室的浸渍管中的上升管向真空室喷吹提升气体，提升气体流量设置为50-80NL/min，压力降至100mbr、20mbar、5mbar时分别打开第二级、第三级和第四级蒸汽泵；当打开第二级蒸汽泵后，提升气体流量调整为150-200NL/min；所述混合气体由60-70％氩气和30-40％氢气组成，所述第一级水循环泵打开后10-13min脱碳结束。
8.根据权利要求1所述的高牌号硅钢的冶炼方法，其特征在于，所述脱氧合金化步骤中，金属铝加入速率1.0-1.5t/min，循环1.5-2.5min后；加入其余合金，其余合金为低钛低铝硅铁、金属锰合金化，低钛低铝硅铁和金属锰混合加入速率为2.5-3.0t/min，合金全部加完后，净循环大于9min，然后破空、出钢。
9.根据权利要求1所述的高牌号硅钢的冶炼方法，其特征在于，RH脱碳时间≤13min，脱碳结束钢水碳含量在0.0015％以下，合金化时间≤7min，RH精炼周期≤35min。
10.根据权利要求1-9任一项所述的高牌号硅钢的冶炼方法，其特征在于，所述硅钢的化学成分以质量百分比计包括：Si：2.0-3.5％、Al：0.55-1.5％、Mn：0.3-0.8％、P：0.010-0.035％、O≤0.0015％、C≤0.0025％、S≤0.0025％，以及Fe和其他微量元素。
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