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

一种高锰高铝钢的冶炼工艺
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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