本发明专利技术属于金属冶炼领域，主要涉及低碳TWIP钢氩氧炉（AOD）冶炼生产技术。冶炼的TWIP钢成分按质量百分比为：C≤0.06%，Mn=20%～30%，Si=2.0～3.0%，Al=2.5～3.5%，余量为Fe；具体工艺步骤为：通过氩氧炉吹氧脱碳，将钢液中碳降低到0.03%以下后进行合金化；2）TWIP钢锰合金化后，采用硅铁或/和金属铝，还原炉渣中锰的氧化物，提高金属锰的收得率；依靠硅或/和铝的氧化发热调整钢液温度，补偿TWIP钢锰合金化造成的钢液温度下降。本发明专利技术生产效率高、成本低、操作稳定、工艺容易掌握。生产主要原料易得，无特殊要求，价格便宜。有利于实现大规模工业化生产。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于金属冶炼领域，主要涉及低碳TWIP钢氩氧炉（AOD）冶炼生产技术。冶炼的TWIP钢成分按质量百分比为：C≤0.06%，Mn=20%～30%，Si=2.0～3.0%，Al=2.5～3.5%，余量为Fe；具体工艺步骤为：通过氩氧炉吹氧脱碳，将钢液中碳降低到0.03%以下后进行合金化；2）TWIP钢锰合金化后，采用硅铁或/和金属铝，还原炉渣中锰的氧化物，提高金属锰的收得率；依靠硅或/和铝的氧化发热调整钢液温度，补偿TWIP钢锰合金化造成的钢液温度下降。本专利技术生产效率高、成本低、操作稳定、工艺容易掌握。生产主要原料易得，无特殊要求，价格便宜。有利于实现大规模工业化生产。【专利说明】一种采用氩氧炉冶炼低碳TWIP钢的生产方法
:本专利技术属于金属冶炼领域，主要涉及低碳TWIP钢氩氧炉(AOD)冶炼生产技术。
技术介绍
: 1997年，Grassel等在试验研究Fe — Mn — Si—Al系TRIP钢时发现，当锰含量达到25wt%’铝含量超过3wt%，硅含量在2~3wt%之间，碳含量较低时，具有中等的抗拉强度(约600Mpa)和极高的延伸率(80%)，其抗拉强度和延伸率的乘积在50000MPa%以上，是高强韧性TRIP钢的两倍。由于该类合金的高强韧性来自形变过程中形变孪晶的形成，故命名为孪生诱发塑性钢，即TWIP钢(Twinning Induced Plasticity)。由于TWIP钢具有诸多优异性能，在机车、汽车、高架建筑、抗冲击钢板、低温容器等领域展示出广阔的应用潜力。目前国内外对TWIP钢的研究主要集中在Fe-Mn-Al-Si系、Fe-Mn-Al-C系及Fe-Mn-C系。其中Fe-Mn-Al-Si系的碳含量较低，冶炼难度较大或成本较高。专利文献CN102690938A公开了一种低碳Fe-Mn-Al-Si系TWIP钢的中试生产方法，采用纯铁在0.5吨非真空感应炉进行冶炼，试制成功了碳含量为0.052wt%的低碳TWIP钢；专利文献CN102312158A公开了一种Nb、Ti合金化低碳TWIP制备方法，采用真空感应炉熔炼了碳含量为0.05~0.08wt%的TWIP钢，具体原料没有说明。感应炉和真空感应炉一般容量较小，生产时间较长，能耗较高，生产效率低。迄今，低碳TWIP高效低成本大规模冶炼生产还存在许多难题。难题之一，低碳TWIP钢碳含量较低，产品碳含量小于等于0.06%,而Mn、Si和Al含量较高，考虑到冶炼后期添加Mn、Si等合金增碳及耐材增碳等问题，需在合金化前将钢中碳降至0.03%以下；难题之二，该TWIP钢合金含量较高，冶炼后期需大量添加Mn、S1、Al等合金，温降较为严重，冶炼过程中只靠碳的氧化能量不够；难题之三，该TWIP钢合金含量较高，尤其是金属铝含量较高，钢液铝合金化时容易引起钢液增硅，成分控制较为困难。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供了一种采用氩氧炉(AOD)冶炼低碳TWIP钢生产方法和工艺。该方法采用高炉铁水或感应炉、电弧炉提供的粗钢液；通过氩氧炉(AOD)吹氧脱碳，前期将碳脱至0.03%以下；采用金属锰或电解锰进行合金化；采用硅铁和金属铝调整温度和合金化；同时，还原炉渣中锰的氧化物，提高锰的收得率；通过彻底扒渣，防止铝合金化过程中钢液增硅，保证成分的稳定控制；并造还原渣进行脱硫，生产低碳TWIP钢。一种采用氩氧炉冶炼低碳TWIP钢生产方法，其特征在于:采用氩氧炉冶炼TWIP钢，冶炼的TWIP钢成分按质量百分比为:C<0.06%, Mn=20%~30%，Si=2.0~3.0%，Al=2.5~3.5%，余量为Fe ;具体工艺步骤为:I)通过氩氧炉吹氧脱碳，将钢液中碳降低到0.03%以下后进行合金化；2)TWIP钢锰合金化后，采用硅铁或/和金属铝，还原炉渣中锰的氧化物，提高金属锰的收得率；依靠硅或/和铝的氧化发热调整钢液温度，补偿TWIP钢锰合金化造成的钢液温度下降。做为更详细的技术方案为:I)原料TffIP冶炼的最主要原料为铁水或废钢熔化而成的粗钢液。铁水可为直接来自高炉的铁水，或经过铁水预处理后的铁水，采用铁水预处理后的铁水，由于硫和磷的含量较低，对冶炼TWIP钢更为有益。也可采用感应炉或电弧炉熔化的钢液。采用的重要合金主要有三种:金属锰或电解锰、硅铁、金属铝或高硅硅锰合金。不采用锰铁，因为它们含有部分碳，容易引起TWIP钢碳含量超标。采用的造渣原料主要为石灰、白云石。2)吹氧脱碳本专利技术采用氩氧炉(AOD)冶炼TWIP钢，在氩氧炉(AOD)中吹氧脱碳。在向氩氧炉(AOD)中兑入钢水和铁水前，预先在炉中加入部分石灰。在采用铁水冶炼TWIP钢时，由于铁水中碳含量较高，为了防止脱碳终点温度太高,可加入一定比例的废钢,废钢加入量根据铁水温度和含碳量而定,加入量为铁水质量的O~20%。但如果来料为废钢熔炼成的钢水，也须检测来料钢水的成分和温度，根据成分和温度计算脱碳终点温度，如终点温度大于1720°C，需在兑钢水前后、或氩氧炉(AOD)脱碳过程中向炉内加入废钢；如计算的脱碳终点温度低于1600°C，需在炉内添加增碳剂或硅铁。 在脱碳过程中，当钢中碳含量> 0.10%时，采用最高氧/氩比进行吹氧脱碳；当钢中碳含量〈0.10%时，可适当提高供氩量，促进脱碳反应，防止钢水过氧化；但钢中碳含量达到0.01~0.03%时，停止吹氧脱碳，防止钢水过氧化。在脱碳结束后测温，并取样分析钢水成分。如果钢水温度低于1600°C，需添加硅铁或金属铝提温。3)硅、锰合金化碳含量小于0.03%时向炉内加入金属锰或电解锰、硅铁进行硅、锰合金化，硅的加入量按TWIP钢产品目标成分下限进行计算，锰的加入量按TWIP钢产品目标成分进行计算，计算时考虑硅的收得率为40-80%、锰的收得率为80-95%。合金化后测温。4)温度调整硅、锰合金化时，钢水温度下降很大，需加入硅铁或铝，同时吹氧，利用硅或铝与氧反应放出的热进行提温。将钢水温度控制在1550°C~1700°C。5)还原回收渣中锰在硅锰合金化过程及补充提温过程中，钢中锰氧化较为严重，可采用金属铝还原回收锰，提高锰的收得率。2 +3 (MnO) =3 + (Al2O3)根据上面的反应计算，I公斤的铝与渣中氧化锰反应，可以还原得3.1公斤锰进入钢液。金属铝价格较金属锰低，采用硅铁和铝还原渣中锰氧化物，提高锰的收得率有明显的经济价值。6)铝合金化硅、锰合金化后，渣中二氧化硅含量较高，碱度较低，应扒掉炉渣，防止铝合金化过程中渣中二氧化硅被铝还原，引起硅含量超标。向炉内加入金属铝进行铝合金化，金属铝的加入量按TWIP钢产品目标成分上限进行计算，计算时考虑招的收得率为55-90%。7)还原脱硫加入石灰，重新造渣，进行脱硫。8)成分和温度微调铝合金化后，应取样检测钢水成分，同时测温。根据钢水成分和温度，添加金属锰、硅铁和金属铝，使钢水符合TWIP钢目标成分要求，并通过向钢液吹氧，保证钢水温度达到1580 ~1720°C。钢水成分和温度均合格后，出钢，进行浇注。本专利技术方法和技术具有如下优势:I)有利于TWIP钢大规模生产氩氧炉(AOD)生产效率高、成本低、操作稳定、工艺容易掌握。采用氩氧炉(AOD)冶炼生产TWIP钢比感应炉和真空感应炉更本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种采用氩氧炉冶炼低碳TWIP钢的生产方法，其特征在于：采用氩氧炉冶炼TWIP钢，冶炼的TWIP钢成分按质量百分比为：C≤0.06%，Mn=20%～30%，Si=2.0～3.0%，Al=2.5～3.5%，余量为Fe；具体工艺步骤为：1）通过氩氧炉吹氧脱碳，将钢液中碳降低到0.03%以下后进行合金化；2）TWIP钢锰合金化后，采用硅铁或/和金属铝，还原炉渣中锰的氧化物，提高金属锰的收得率；依靠硅或/和铝的氧化发热调整钢液温度，补偿TWIP钢锰合金化造成的钢液温度下降。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘建华，庄昌凌，江海涛，章平，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：
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