[發明專利]一種采用氬氧爐冶煉低碳TWIP鋼的生產方法

有效

• 申請號: 201310364481.X
• 申請日: 2013-08-20
• 公開（公告）號: CN103468874A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 劉建華;莊昌凌;江海濤;章平
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C21C7/068
• 分類號: C21C7/068
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種采用氬氧爐冶煉低碳TWIP鋼的生產方法，其特征在于：采用氬氧爐冶煉TWIP鋼，冶煉的TWIP鋼成分按質量百分比為：C≤0.06%，Mn=20%～30%，Si=2.0～3.0%，Al=2.5～3.5%，余量為Fe；具體工藝步驟為：

1）通過氬氧爐吹氧脫碳，將鋼液中碳降低到0.03%以下后進行合金化；

2）TWIP鋼錳合金化后，采用硅鐵或/和金屬鋁，還原爐渣中錳的氧化物，提高金屬錳的收得率；依靠硅或/和鋁的氧化發熱調整鋼液溫度，補償TWIP鋼錳合金化造成的鋼液溫度下降。

2.根據權利要求1所述一種采用氬氧爐冶煉低碳TWIP鋼的生產方法，其特征在于：在鋁合金化前，全部扒掉還原渣，防止鋼液增硅，確保鋼液成分的穩定控制。

3.根據權利要求1所述一種采用氬氧爐冶煉低碳TWIP鋼的生產方法，其特征在于：在TWIP鋼冶煉后期造還原渣，對鋼液進行脫硫。

4.根據權利要求1所述一種采用氬氧爐冶煉低碳TWIP鋼的生產方法，其特征在于：詳細技術方案

1）原料

TWIP冶煉的原料為鐵水或廢鋼熔化而成的粗鋼液；鐵水為直接來自高爐的鐵水，或經過鐵水預處理后的鐵水，或采用感應爐或電弧爐熔化的鋼液；

采用的合金為金屬錳或電解錳、硅鐵、金屬鋁或高硅硅錳合金；采用的造渣原料主要為石灰、白云石；

2）吹氧脫碳

本發明采用氬氧爐冶煉TWIP鋼，在氬氧爐中吹氧脫碳，在向氬氧爐中兌入鋼水和鐵水前，預先在爐中加入部分石灰；

在采用鐵水冶煉TWIP鋼時，由于鐵水中碳含量較高，為了防止脫碳終點溫度太高，加入一定比例的廢鋼，廢鋼加入量根據鐵水溫度和含碳量而定，加入量為鐵水質量的0～20%；如果來料為廢鋼熔煉成的鋼水，也須檢測來料鋼水的成分和溫度，根據成分和溫度計算脫碳終點溫度，如終點溫度大于1720℃，需在兌鋼水前后、或氬氧爐脫碳過程中向爐內加入廢鋼；如計算的脫碳終點溫度低于1600℃，需在爐內添加增碳劑或硅鐵；

在脫碳過程中，當鋼中碳含量≥0.10%時，采用最高氧/氬比進行吹氧脫碳；當鋼中碳含量<0.10%時，適當提高供氬量，促進脫碳反應，防止鋼水過氧化；但鋼中碳含量達到0.01～0.03%時，停止吹氧脫碳，防止鋼水過氧化；

在脫碳結束后測溫，并取樣分析鋼水成分；

如果鋼水溫度低于1600℃，需添加硅鐵或金屬鋁提溫；

3）硅、錳合金化

碳含量小于0.03%時向爐內加入金屬錳或電解錳、硅鐵進行硅、錳合金化，硅的加入量按TWIP鋼產品目標成分下限進行計算，錳的加入量按TWIP鋼產品目標成分進行計算，計算時考慮硅的收得率為40-80%、錳的收得率為80-95%，合金化后測溫；

4）溫度調整

硅、錳合金化時，鋼水溫度下降很大，需加入硅鐵或鋁，同時吹氧，利用硅或鋁與氧反應放出的熱進行提溫，將鋼水溫度控制在1550℃～1700℃；

5）還原回收渣中錳

在硅錳合金化過程及補充提溫過程中，鋼中錳氧化較為嚴重，采用金屬鋁還原回收錳，提高錳的收得率；

2[Al]+3(MnO)=3[Mn]+(Al₂O₃)

根據上面的反應計算，1公斤的鋁與渣中氧化錳反應，能還原得3.1公斤錳進入鋼液；

6）鋁合金化

硅、錳合金化后，渣中二氧化硅含量較高，堿度較低，應扒掉爐渣，防止鋁合金化過程中渣中二氧化硅被鋁還原，引起硅含量超標；

向爐內加入金屬鋁進行鋁合金化，金屬鋁的加入量按TWIP鋼產品目標成分上限進行計算，計算時考慮鋁的收得率為55-90%；

7）還原脫硫

加入石灰，重新造渣，進行脫硫；

8）成分和溫度微調

鋁合金化后，應取樣檢測鋼水成分，同時測溫；根據鋼水成分和溫度，添加金屬錳、硅鐵和金屬鋁，使鋼水符合TWIP鋼目標成分要求，并通過向鋼液吹氧，保證鋼水溫度達到1580～1720℃；鋼水成分和溫度均合格后，出鋼，進行澆注。