[发明专利]一种采用氩氧炉冶炼低碳TWIP钢的生产方法

权利要求书

1.一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。

2.根据权利要求1所述一种采用氩氧炉冶炼低碳TWIP钢的生产方法，其特征在于：在铝合金化前，全部扒掉还原渣，防止钢液增硅，确保钢液成分的稳定控制。

3.根据权利要求1所述一种采用氩氧炉冶炼低碳TWIP钢的生产方法，其特征在于：在TWIP钢冶炼后期造还原渣，对钢液进行脱硫。

4.根据权利要求1所述一种采用氩氧炉冶炼低碳TWIP钢的生产方法，其特征在于：详细技术方案

1）原料

TWIP冶炼的原料为铁水或废钢熔化而成的粗钢液；铁水为直接来自高炉的铁水，或经过铁水预处理后的铁水，或采用感应炉或电弧炉熔化的钢液；

采用的合金为金属锰或电解锰、硅铁、金属铝或高硅硅锰合金；采用的造渣原料主要为石灰、白云石；

2）吹氧脱碳

本发明采用氩氧炉冶炼TWIP钢，在氩氧炉中吹氧脱碳，在向氩氧炉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，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0～20%；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℃，需在兑钢水前后、或氩氧炉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℃，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，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℃，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℃～1700℃；

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，采用金属铝还原回收锰，提高锰的收得率；

2[Al]+3(MnO)=3[Mn]+(Al₂O₃)

根据上面的反应计算，1公斤的铝与渣中氧化锰反应，能还原得3.1公斤锰进入钢液；

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，计算时考虑铝的收得率为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℃；钢水成分和温度均合格后，出钢，进行浇注。