本發明屬于冶金技術領域，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：
隨著現代鋼鐵工業初煉-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，主要用于連鑄過程中覆蓋于中間包鋼液表面，其基本要求是：不與鋼水發生不良反應，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程中溫降過大和鋼液表面結冷鋼，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小穩定的TiC和TiN，這些強烈阻礙晶粒長大，對硅鋼，尤其是高牌號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。為保證最終成品磁性能可以穩定的滿足用戶的需求，必須將硅鋼鈦含量穩定控制在較低值。實際生產過程中發現，覆蓋劑中鈦含量對澆鑄過程中鋼水中鈦成分影響顯著，但因高牌號硅鋼鋼水中硅、鋁含量高，導致在澆鑄過程中鋼水中的硅、鋁元素將中包渣中的二氧化鈦還原，導致鋼水增鈦。
技術實現要素：
針對現有技術中的上述缺陷，本發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。
為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：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。
作為進一步的優選，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。
作為進一步的優選，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。
作為進一步的優選，所述SiO2選自膨脹珍珠巖、碳化稻殼和蛭石，
作為進一步的優選，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。
作為進一步的優選，所述硅鋼為高牌號取向或高牌號無取向硅鋼。
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到正常澆鑄重量的1/8-1/4時，加入35-55kg下層覆蓋劑到鋼水液面；在中間包鋼水重量達到正常澆鑄重量的1/3-2/3時，加入60-80kg下層覆蓋劑到鋼水液面；
2)在中間包鋼水達正常澆鑄重量時，中間包鋼水液面穩定后，繼續添加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。
作為進一步的優選，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到正常澆鑄重量的1/8-1/4時，分別在兩邊的測溫取樣孔內各加入20-30kg下層覆蓋劑，塞棒孔內各加入15-25kg袋下層覆蓋劑；中間包鋼水量達到正常澆鑄重量的2/3時，在大包套管孔內加入60-80kg下層覆蓋劑。
作為進一步的優選，鋼水連澆時，中間包鋼水裸露或翻開時，補加下層覆蓋劑后，再加入上層覆蓋劑。
作為進一步的優選，所述補加的下層覆蓋劑為20-30kg。
本發明的有益效果是：
(1)本發明找到了覆蓋劑中TiO2的含量與硅鋼成品鈦的對應關系，并首次將覆蓋劑中TiO2的含量納入精確控制；并嚴格控制覆蓋劑中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，同時本發明采取雙層分別設計成分組成的模式，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)本發明與鋼水接觸的下層覆蓋劑采取高堿度設計，以降低熔渣中TiO2活度，降低渣金間鈦還原反應的熱力學條件。
(3)本發明適當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，并與之反應生成復雜氧化物，進一步降低熔渣中TiO2活度。
(4)本發明減少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的轉化。
(5)本發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)經實際應用證實，采用本發明覆蓋劑生產的高牌號硅鋼，成品鈦含量相對下降2-3ppm，成品磁性能顯著提升。
(7)本發明能夠穩定控制連鑄過程中的鋁損和增N。
附圖說明
圖1為本發明實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。
具體實施方式
本發明通過提供一種用于硅鋼的低鈦雙層覆蓋劑及其使用方法，能將高牌號硅鋼的鈦含量穩定控制在較低值，填補了現有技術中沒有對硅鋼的鈦含量控制做出研究的空白。
為了解決上述缺陷，本發明實施例的主要思路是：
本發明實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、吸附夾雜等為開發目標，主要還是面向純凈鋼，且專門應用于硅鋼冶煉的覆蓋劑少之又少，而高牌號取向硅鋼及無取向硅鋼鈦含量對性能影響顯著，由此，本發明實施例重點研究如何減少鈦源帶入，及避免鈦源通過反應進入鋼液，以保證鋼液內鈦含量極低值控制。本發明實施例對覆蓋劑鈦含量及硅鋼鈦含量控制做出研究，同時穩定控制了連鑄過程中的鋁損和增N。
本發明實施例嚴格控制覆蓋劑中TiO2含量，選用不含TiO2組分物料進行制備，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；或將各物料先粉碎至平均粒度為1-10mm，然后按重量配比混勻即得。
如圖1所示，本發明實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到正常澆鑄重量的1/8-1/4時，加入35-55kg下層覆蓋劑到鋼水液面；在中間包鋼水重量達到正常澆鑄重量的1/3-2/3時，加入60-80kg下層覆蓋劑到鋼水液面；
2)在中間包鋼水達正常澆鑄重量時，中間包鋼水液面穩定后，繼續添加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，要確保覆蓋劑在中間包內鋪展均勻。在澆注過程中需不斷檢查中間包鋼液面覆蓋情況，及時補加上層保溫劑，應杜絕鋼液面裸露或見紅。鋼水連澆時，如果中間包鋼水裸露或翻開，可以適當補加下層覆蓋劑后，再加入適量的上層覆蓋劑。如果連澆時鋼水沒有裸露，可以不加下層覆蓋劑，直接補加上層覆蓋劑。
為了讓本發明之上述和其它目的、特征、和優點能更明顯易懂，下文特舉數實施例，來說明本發明所述之用于硅鋼的低鈦雙層覆蓋劑及其使用方法。
實施例1
本發明實施例1高牌號硅鋼專用低鈦雙層覆蓋劑，包括上層覆蓋劑和下層覆蓋劑，其中上層覆蓋劑的化學組分及重量百分比為：SiO2 45％，MgO 5％，CaO 6％，Fe2O3 4％，Al2O3 22％，C(全)0.4％，TiO2≤0.2％，余量為燒失；下層覆蓋劑化學組成及其重量百分比為：SiO2 16％，MgO 5％，CaO 56％，Fe2O3 4％，Al2O3 0.6％，C(全)0.4％，TiO2 0.12％，余量為燒失。
本發明實施例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時開始加入下層覆蓋劑，分別在兩邊的測溫取樣孔內各加入25kg下層覆蓋劑，塞棒孔內各加入20kg袋下層覆蓋劑；中包鋼水量2/3時，在大包套管孔內加入70kg下層覆蓋劑。
2)中間包鋼水達正常澆鑄重量時，中包鋼水液面穩定后，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鋪展均勻。在澆注過程中需不斷檢查中間包鋼液面覆蓋情況，及時補加上層保溫劑，應杜絕鋼液面裸露或見紅。
4)鋼水連澆時，如果中間包鋼水裸露或翻開，可以適當補加下層覆蓋劑(25kg)后，再加入適量的上層覆蓋劑。如果連澆時鋼水沒有裸露，可以不加下層覆蓋劑，直接補加上層覆蓋劑。
本發明實施例1中所述硅鋼為高牌號取向硅鋼。
實施例2
本發明實施例2高牌號硅鋼專用低鈦雙層覆蓋劑，包括上層覆蓋劑和下層覆蓋劑，其中上層覆蓋劑的化學組分及重量百分比為：SiO2 53％，MgO 7％，CaO 7％，Fe2O3 4％，Al2O3 30％，C(全)0.7％，TiO2 0.34％，余量為燒失；下層覆蓋劑化學組成及其重量百分比為：SiO2 21％，MgO 6％，CaO 61％，Fe2O3 7％，Al2O3 0.6％，C(全)0.6％，TiO2 0.08％，余量為燒失。
本發明實施例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時開始加入下層覆蓋劑，分別在兩邊的測溫取樣孔內各加入20kg下層覆蓋劑，塞棒孔內各加入15kg袋下層覆蓋劑；中包鋼水量1/3時，在大包套管孔內加入60kg下層覆蓋劑。
2)中間包鋼水達正常澆鑄重量時，中包鋼水液面穩定后，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鋪展均勻。在澆注過程中需不斷檢查中間包鋼液面覆蓋情況，及時補加上層保溫劑，應杜絕鋼液面裸露或見紅。
4)鋼水連澆時，如果中間包鋼水裸露或翻開，可以適當補加下層覆蓋劑(20kg)后，再加入適量的上層覆蓋劑。如果連澆時鋼水沒有裸露，可以不加下層覆蓋劑，直接補加上層覆蓋劑。
本發明實施例2中所述硅鋼為高牌號無取向硅鋼。
實施例3
本發明實施例3高牌號硅鋼專用低鈦雙層覆蓋劑，包括上層覆蓋劑和下層覆蓋劑，其中上層覆蓋劑的化學組分及重量百分比為：SiO2 58％，MgO 8％，CaO 8％，Fe2O3 5％，Al2O3 36％，C(全)0.8％，TiO2 0.4％，余量為燒失；下層覆蓋劑化學組成及其重量百分比為：SiO2 23％，MgO 6％，CaO 62％，Fe2O3 7％，Al2O3 0.8％，C(全)0.4％，TiO2 0.18％，余量為燒失。
本發明實施例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時開始加入下層覆蓋劑，分別在兩邊的測溫取樣孔內各加入30kg下層覆蓋劑，塞棒孔內各加入25kg袋下層覆蓋劑；中包鋼水量2/3時，在大包套管孔內加入80kg下層覆蓋劑。
2)中間包鋼水達正常澆鑄重量時，中包鋼水液面穩定后，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鋪展均勻。在澆注過程中需不斷檢查中間包鋼液面覆蓋情況，及時補加上層保溫劑，應杜絕鋼液面裸露或見紅。
4)鋼水連澆時，如果中間包鋼水裸露或翻開，可以適當補加下層覆蓋劑(30kg)后，再加入適量的上層覆蓋劑。如果連澆時鋼水沒有裸露，可以不加下層覆蓋劑，直接補加上層覆蓋劑。
本發明實施例3中所述硅鋼為高牌號無取向硅鋼。
對比例
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組分及重量百分比為：為：SiO2 44％，MgO 14％，CaO 0.4％，Fe2O3 12％，Al2O3 13％，TiO21.5％，余量為燒失；下層覆蓋劑化學組分及重量百分比為：SiO2 50％，MgO 2％，CaO 31％，Fe2O3 0.5％，Al2O3 3％，TiO2 1.5％，余量為燒失。
本發明實施例1-3及對比例對鋼水中鈦含量的影響見下表1：
表1
上述本申請實施例中的技術方案，至少具有如下的技術效果或優點：
(1)本發明找到了覆蓋劑中TiO2的含量與硅鋼成品鈦的對應關系，并首次將覆蓋劑中TiO2的含量納入精確控制；并嚴格控制覆蓋劑中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，同時本發明采取雙層分別設計成分組成的模式，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)本發明與鋼水接觸的下層覆蓋劑采取高堿度設計，以降低熔渣中TiO2活度，降低渣金間鈦還原反應的熱力學條件。
(3)本發明適當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，并與之反應生成復雜氧化物，進一步降低熔渣中TiO2活度。
(4)本發明減少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的轉化。
(5)本發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)經實際應用證實，采用本發明覆蓋劑生產的高牌號硅鋼，成品鈦含量相對下降2-3ppm，成品磁性能顯著提升。
(7)本發明能夠穩定控制連鑄過程中的鋁損和增N。
盡管已描述了本發明的優選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本發明范圍的所有變更和修改。顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。