CN112853027A - 一种高锰高铝钢的冶炼工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高锰高铝钢的冶炼工艺,所述高锰高铝钢按质量百分比计,锰含量为15%~20%,铝含量为4%~6%,碳含量为0.10%~0.15%,冶炼工艺路线为转炉冶炼‑LF炉精炼‑RH精炼;转炉出钢后、LF炉精炼及RH精炼过程中分批加入锰合金或金属锰,转炉出钢后及RH精炼过程中分批加入铝合金或金属铝。本发明实现了用转炉冶炼铝含量4%~6%、锰含量15%~20%的高锰高铝钢,并能够有效避免钢水的二次氧化,防止产生AlN夹杂物。
Description
技术领域
本发明涉及钢铁冶炼技术领域,尤其涉及一种高锰高铝钢的冶炼工艺。
背景技术
高锰高铝钢具有屈服强度高、抗拉强度高、延展性好和密度低等特点,在汽车制造中常用作汽车钢板,可减轻车重,从而降低燃料消耗,并且其具有较强的能量吸收能力,能够抵御撞击时的塑性变形,因此高锰高铝钢在汽车制造业有广阔的应用前景。
由于高铝高锰钢中的合金含量大,大部分钢厂都采用电炉-精炼工艺生产,极少用转炉-精炼工艺;而对于铝含量4%~6%、锰含量15%~20%的高锰高铝钢,甚至没有采用电炉冶炼的生产工艺公开。由于高锰高铝钢中的铝作为合金元素存在,其密度远小于钢水并极其容易氧化,在冶炼过程中对铝含量的调控很难把握,因此采用转炉冶炼工艺时的难点是稳定控制铝含量达到4%~6%,同时避免钢水的氧化。
发明内容
本发明提供了一种高锰高铝钢的冶炼工艺,实现了用转炉冶炼铝含量4%~6%、锰含量15%~20%的高锰高铝钢,并能够有效避免钢水的二次氧化,防止产生AlN夹杂物。
为了达到上述目的,本发明采用以下技术方案实现:
一种高锰高铝钢的冶炼工艺,所述高锰高铝钢按质量百分比计,锰含量为15%~20%,铝含量为4%~6%,碳含量为0.10%~0.15%,冶炼工艺路线为转炉冶炼-LF炉精炼-RH精炼;转炉出钢后、LF炉精炼及RH精炼过程中分批加入锰合金或金属锰,转炉出钢后及RH精炼过程中分批加入铝合金或金属铝。
一种高锰高铝钢的冶炼工艺,具体包括如下步骤:
(1)转炉冶炼;
将脱硫后的铁水兑入转炉,冶炼终点控制C含量为0.08%~0.12%,P含量≤0.005%;出钢温度控制在1655℃~1685℃;出钢后加入锰合金/金属锰及铝合金/金属铝;
(2)LF炉精炼;
钢水进LF炉后,造白渣,同时用铝粉进行渣面脱氧;
LF炉精炼过程中控制氩气流量,前10分钟内氩气流量控制在300~400m3/h;后10分钟内氩气流量控制在30~40m3/h;
精炼过程中使用高铝熟料调整炉渣,白渣处理时间≥15min;分多次加入锰合金或金属锰,锰合金或金属锰每次的加入量不大于15kg/吨钢;取样分析钢水中的锰含量,直至达到成品锰含量上限;
(3)RH精炼;
RH真空处理过程中,分批补喂铝线,取样分析钢水中的铝含量,直至达到成品铝含量上限;
真空处理后吹氩弱搅拌20min以上,搬出RH炉时钢水温度大于1510℃。
所述步骤(1)中,加入锰合金或金属锰满足:锰的加入量为160~220kg/吨钢,加入铝合金或金属铝满足:铝的加入量为25~35kg/吨钢。
所述步骤(2)中,铝粉的加入量为1.5kg~2kg/吨钢。
所述步骤(2)中,锰合金或锰合金的加入次数为4~12次。
所述步骤(3)中,每次铝线的加入量控制在450~500kg。
所述步骤(3)中,吹氩弱搅拌时,氩气压强为0.3~0.4MPa,氩气流量25~35m3/h。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1)在转炉出钢后先加入一批锰合金/金属锰和铝合金/金属铝,减少后期LF炉及RH炉处理的负担;
2)上机浇注前钢水中的锰的含量达到15%~20%;
3)上机浇注前钢水中的铝的含量达到4%~6%;
4)冶炼过程中有效避免了钢水的二次氧化;
5)防止冶炼过程中产生AlN夹杂物。
具体实施方式
本发明所述一种高锰高铝钢的冶炼工艺,所述高锰高铝钢按质量百分比计,锰含量为15%~20%,铝含量为4%~6%,碳含量为0.10%~0.15%,冶炼工艺路线为转炉冶炼-LF炉精炼-RH精炼;转炉出钢后、LF炉精炼及RH精炼过程中分批加入锰合金或金属锰,转炉出钢后及RH精炼过程中分批加入铝合金或金属铝。
一种高锰高铝钢的冶炼工艺,具体包括如下步骤:
(1)转炉冶炼;
将脱硫后的铁水兑入转炉,冶炼终点控制C含量为0.08%~0.12%,P含量≤0.005%;出钢温度控制在1655℃~1685℃;出钢后加入锰合金/金属锰及铝合金/金属铝;
(2)LF炉精炼;
钢水进LF炉后,造白渣,同时用铝粉进行渣面脱氧;
LF炉精炼过程中控制氩气流量,前10分钟内氩气流量控制在300~400m3/h;后10分钟内氩气流量控制在30~40m3/h;
精炼过程中使用高铝熟料调整炉渣,白渣处理时间≥15min;分多次加入锰合金或金属锰,锰合金或金属锰每次的加入量不大于15kg/吨钢;取样分析钢水中的锰含量,直至达到成品锰含量上限;
(3)RH精炼;
RH真空处理过程中,分批补喂铝线,取样分析钢水中的铝含量,直至达到成品铝含量上限;
真空处理后吹氩弱搅拌20min以上,搬出RH炉时钢水温度大于1510℃。
所述步骤(1)中,加入锰合金或金属锰满足:锰的加入量为160~220kg/吨钢,加入铝合金或金属铝满足:铝的加入量为25~35kg/吨钢。
所述步骤(2)中,铝粉的加入量为1.5kg~2kg/吨钢。
所述步骤(2)中,锰合金或锰合金的加入次数为4~12次。
所述步骤(3)中,每次铝线的加入量控制在450~500kg。
所述步骤(3)中,吹氩弱搅拌时,氩气压强为0.3~0.4MPa,氩气流量25~35m3/h。
以下实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,给出了详细的实施方式和具体的操作过程,但本发明的保护范围不限于下述的实施例。下述实施例中所用方法如无特别说明均为常规方法。
【实施例1】
本实施例中,采用转炉冶炼-LF精炼-RH精炼的工艺路线生产铝含量(质量百分含量)为4.5%,锰含量(质量百分含量)为18%的高锰高铝钢;具体步骤如下:
(1)将脱硫后的铁水兑入100t转炉,冶炼过程中喷吹碳粉造泡沫渣,确保泡沫渣效果,减少钢液吸氮,提高转炉出钢C含量控制;转炉终点控制C含量为0.10%,P含量为0.003%,出钢温度为1666℃,保证出钢不下渣,以免不利于精炼操作及对渣中SiO2含量产生影响;出钢时加入金属锰20t,加入金属铝3t;
(2)钢水进LF炉后,造白渣,防止钢水裸露吸气;同时使用铝粉进行渣面脱氧,铝粉加入量为165kg。
LF炉精炼过程(约30分钟)中控制氩气流量,前10分钟氩气流量控制在360m3/h,保证钢水温度的同时使成分均匀;后10分钟氩气流量控制在32m3/h,防止钢水二次氧化,并避免钢水吸氮产生AlN夹杂物。
精炼过程中使用高铝熟料调整炉渣,保证炉渣良好的流动性,白渣处理时间为20min,合金化分8次加入金属锰,每次加入量为10kg,取样分析,钢水中的锰含量达到18%;
(3)进行RH处理,在真空处理过程中分3批补喂铝线,每次铝线加入量控制在500kg,取样分析,钢水中铝含量达到4.5%;真空处理后吹氩弱搅拌,氩气压强为0.3MPa、氩气流量27m3/h,吹氩时间30min,保证夹杂物充分上浮,同时弱搅拌过程中保证钢液不裸露,防止二次氧化;RH炉搬出温度为1520℃,等待上机浇注。
【实施例2】
本实施例中,采用转炉冶炼-LF精炼-RH精炼的工艺路线生产铝含量(质量百分含量)为5.7%,锰含量(质量百分含量)为17%的高锰高铝钢;具体步骤如下:
(1)将脱硫后的铁水兑入100t转炉,冶炼过程中喷吹碳粉造泡沫渣;转炉终点控制C含量为0.12%,P含量为0.004%,出钢温度为1675℃,出钢时加入金属锰18t,加入金属铝3.5t;
(2)钢水进LF炉后,造白渣,同时使用铝粉进行渣面脱氧,铝粉加入量为150kg。
LF炉精炼过程(约30分钟)中控制氩气流量,前8分钟内氩气流量控制在340m3/h,保证钢水温度的同时使成分均匀;后8分钟内氩气流量控制在35m3/h,防止钢水二次氧化,并避免钢水吸氮产生AlN夹杂物。
精炼过程中使用高铝熟料调整炉渣,白渣处理时间为25min,合金化分10次加入金属锰,每次加入量为15kg,取样分析,钢水中的锰含量达到17%;
(3)进行RH处理,在真空处理过程中分5批补喂铝线,每次铝线加入量控制在450kg,取样分析,钢水中的铝含量达到5.7%;真空处理后吹氩弱搅拌,氩气压强0.4MPa、氩气流量25m3/h,吹氩时间40min,保证夹杂物充分上浮,RH炉搬出温度为1532℃,等待上机浇注。
【实施例3】
本实施例中,采用转炉冶炼-LF精炼-RH精炼的工艺路线生产铝含量(质量百分含量)为4.3%,锰含量(质量百分含量)为20%的高锰高铝钢;具体步骤如下:
(1)将脱硫后的铁水兑入100t转炉,冶炼过程中喷吹碳粉造泡沫渣,转炉终点控制C含量为0.08%,P含量为0.005%,出钢温度为1680℃,出钢时加入锰合金30t,加入铝合金3.2t;
(2)钢水进LF炉后,造白渣,同时使用铝粉进行渣面脱氧,铝粉加入量为150kg。
LF炉精炼过程(约30分钟)中控制氩气流量,前8分钟内氩气流量控制在330m3/h,保证钢水温度的同时使成分均匀;后10分钟内氩气流量控制在37m3/h,防止钢水二次氧化,并避免钢水吸氮产生AlN夹杂物。
精炼过程中使用高铝熟料调整炉渣,白渣处理时间为25min,合金化分4次锰合金,每次加入量为10kg,取样分析,钢水中的锰含量达到20%;
(3)进行RH处理,在真空处理过程中分4批补喂铝线,每次铝线加入量控制在500kg,取样分析,钢水中的铝含量达到4.3%;真空处理后吹氩弱搅拌,氩气压强0.3MPa、氩气流量30m3/h,吹氩时间35min,保证夹杂物充分上浮,RH炉搬出温度为1535℃,等待上机浇注。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种高锰高铝钢的冶炼工艺,其特征在于,所述高锰高铝钢按质量百分比计,锰含量为15%~20%,铝含量为4%~6%,碳含量为0.10%~0.15%,冶炼工艺路线为转炉冶炼-LF炉精炼-RH精炼;转炉出钢后、LF炉精炼及RH精炼过程中分批加入锰合金或金属锰,转炉出钢后及RH精炼过程中分批加入铝合金或金属铝。
2.根据权利要求1所述的一种高锰高铝钢的冶炼工艺,其特征在于,具体包括如下步骤:
(1)转炉冶炼;
将脱硫后的铁水兑入转炉,冶炼终点控制C含量为0.08%~0.12%,P含量≤0.005%;出钢温度控制在1655℃~1685℃;出钢后加入锰合金/金属锰及铝合金/金属铝;
(2)LF炉精炼;
钢水进LF炉后,造白渣,同时用铝粉进行渣面脱氧;
LF炉精炼过程中控制氩气流量,前10分钟内氩气流量控制在300~400m3/h;后10分钟内氩气流量控制在30~40m3/h;
精炼过程中使用高铝熟料调整炉渣,白渣处理时间≥15min;分多次加入锰合金或金属锰,锰合金或金属锰每次的加入量不大于15kg/吨钢;取样分析钢水中的锰含量,直至达到成品锰含量上限;
(3)RH精炼;
RH真空处理过程中,分批补喂铝线,取样分析钢水中的铝含量,直至达到成品铝含量上限;
真空处理后吹氩弱搅拌20min以上,搬出RH炉时钢水温度大于1510℃。
3.根据权利要求2所述的一种高锰高铝钢的冶炼工艺,其特征在于,所述步骤(1)中,加入锰合金或金属锰满足:锰的加入量为160~220kg/吨钢,加入铝合金或金属铝满足:铝的加入量为25~35kg/吨钢。
4.根据权利要求2所述的一种高锰高铝钢的冶炼工艺,其特征在于,所述步骤(2)中,铝粉的加入量为1.5kg~2kg/吨钢。
5.根据权利要求2所述的一种高锰高铝钢的冶炼工艺,其特征在于,所述步骤(2)中,锰合金或锰合金的加入次数为4~12次。
6.根据权利要求2所述的一种高锰高铝钢的冶炼工艺,其特征在于,所述步骤(3)中,每次铝线的加入量控制在450~500kg。
7.根据权利要求2所述的一种高锰高铝钢的冶炼工艺,其特征在于,所述步骤(3)中,吹氩弱搅拌时,氩气压强为0.3~0.4MPa,氩气流量25~35m3/h。
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