[发明专利]一种低碳高锰钢的冶炼方法

说明书

技术领域

本发明属于冶金技术领域，特别涉及到一种低碳高锰钢的冶炼方法。

背景技术

随着钢铁产品竞争的日趋激烈，高附加值产品也更多的被开发，高锰钢更多的被重视和应用。一般来讲，高锰钢用于耐磨、耐冲击和高硬度领域。所以有以汽车用TWIP钢一类的高碳高锰钢，也有如耐磨钢Mn13，或者在Mn13的基础上加B或者进一步提高C和Mn的钢，这些均属于高碳高锰钢的范畴。也有一些具有阻尼特性的钢种如Fe-Mn类或者Fe-Cr类钢种，以Fe-Mn类为例，其属于低碳高锰范畴，这些钢种在热处理之后可得到特殊的马氏体组织，可利用其阻尼性能应用于各个领域。

同中碳高锰、高碳高锰钢类似，由于合金量大，低碳高锰钢一般也是电炉+模铸生产，很少有转炉+精炼的方式生产。但是电炉+模铸的方法成材率低，普钢厂亟待开发转炉+精炼的冶炼工艺代替电炉冶炼。

发明内容

本发明的目的在于提供一种低碳高锰钢的冶炼方法，适用于成品碳含量的质量百分比小于0.05％、锰含量质量百分比为15％～20％的高锰钢。通过转炉-RH脱碳、LF控制增碳而达到碳的要求，通过转炉和LF炉的加锰使锰的合金化分步完成并且保证收得率，解决常规转炉、精炼无法生产低碳高锰钢的问题。

本发明通过以下技术方案实现：

一种低碳高锰钢的冶炼方法，其特征在于，采用转炉-RH-转炉-LF工艺路线生产成品碳含量的质量百分比小于0.05％、锰含量的质量百分比为15％～20％的高锰钢，包括以下步骤：

(1)将脱硫后的铁水兑入转炉，转炉正常操作，终点控制碳含量的质量百分比为0.03％～0.05％，沸腾出钢，出钢氧值400～500ppm，出钢温度控制在1660℃～1680℃；

(2)进RH炉温度大于1610℃，搬入后进行脱碳操作，将碳脱至质量百分比为0.01％以下，不加任何脱氧剂，破空。将钢包吊回转炉炉前，将RH炉处理好的钢水兑入转炉。兑钢水之前，转炉炉内加入金属锰和铝的混合物以便进行锰合金化。兑钢水之后摇炉，下枪点吹，待炉内合金全部熔化后，则出钢，出钢温度控制在1600℃以上，运至LF炉；

(3)进入LF炉后，如温度低于1530℃，先将温度提至1530℃以上再进行锰的合金化，在LF炉中最终完成锰的调节。合金化要多次加金属锰。锰合金化的同时脱硫等正常进行，保证LF炉搬出的温度大于1500℃，之后上机等待浇注。

所述步骤(2)中转炉最终完成90％～95％的锰的合金化，铝的加入量为金属锰重量的1/8～1/10。

所述步骤(2)中下枪点吹1min30s～1min50s，如果有未熔化的合金，继续点吹20～30s再出钢。

所述步骤(2)中转炉锰合金化过程中加入金属Mn的重量按其收得率75％～85％配加。

所述步骤(3)中的多批次为2～5次，每次金属锰的加入量小于16kg/t钢。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：

基于转炉、RH炉和LF炉各元素氧化、还原的矛盾关系，本发明通过控制转炉和RH脱碳、LF少增碳来控制终点碳值，使成品碳的质量百分比控制到小于0.05％，在转炉和LF炉进行锰的合金化操作，通过在转炉对锰进行大量的合金化，从而减小了LF炉处理负担，使LF炉达到了少增碳的目的，同时也保证了较高的合金收得率。本发明可稳定的将钢中最终锰含量的质量百分比控制在15％～20％，碳含量的质量百分比控制在0.05％以下。整个流程比用LF炉全部配锰时间短、增碳少。LF炉搬出上机，配出的成分、温度均精准，成分和温度的波动小，利于浇注。

具体实施方式

实施例中所涉及的百分比均为质量百分比。

实施例1：

一种低碳高锰钢的冶炼方法，具体步骤如下：

(1)将脱硫后的铁水兑入转炉，转炉为100t顶吹转炉。转炉进行脱碳脱磷等操作，出钢碳值为0.05％、氧值为495ppm。沸腾出钢，出钢温度1668℃；

(2)进入RH炉之前测温为1612℃，进站后抽真空进行脱碳操作。将碳脱至0.01％时，不加任何脱氧剂，破空，钢包吊回转炉炉前。此时钢中碳为0.01％，锰为0.054％；

(3)提前将22t金属锰和2.5t铝混匀并加入转炉，将从RH炉搬出的钢水兑入转炉中，摇炉三次后，下枪点吹1min40s，之后抬抢摇炉观察有一小坨合金未熔化，接着下枪点吹30s后出钢。出钢温度为1609℃，此时钢中碳为0.034％，锰为17％。