[发明专利]一种采用AOD-VCR炉冶炼高锰TWIP钢的方法

说明书

本发明公开了一种采用AOD‑VCR炉冶炼高锰TWIP钢的方法。冶炼的高锰TWIP钢的成分包括C≤0.06wt％、Mn 15～26wt％、Si 2.0～3.0wt％、Al 2.5～3.5wt％、P≤0.03wt％以及余量的Fe和不可避免的杂质；具体工艺步骤包括：1)通过AOD精炼吹氧脱碳，将钢液中碳降低到0.2wt％后加入锰进行合金化；2)锰合金化后，采用金属铝还原炉渣中锰的氧化物，提高锰收得率，并依靠金属铝的氧化发热调整钢液温度作为温度补偿，然后进行VCR真空精炼。采用本发明的方法低碳域脱碳速率高，易达超低碳级，可大幅降低冶炼成本。

技术领域

本发明涉及一种采用AOD-VCR炉冶炼高锰TWIP钢的方法，属于炼钢技术领域。

背景技术

TWIP钢作为其中最具潜力的钢种之一，由于其高强度，高塑性，高应变硬化性等优点被应用于汽车工业。

专利文献CN103031482A公开了一种双相不锈钢的锰合金化方法，其采用金属锰铁合金或金属锰进行合金化，并且全部在还原期加入，当锰含量稍高时，过高的合金量会大大降低AOD的精炼温度，锰用量激增，还原前的AOD的精炼温度会超过1800℃，炉衬寿命低，降低了AOD的炉龄。

专利文献CN103468874A公开了一种采用氩氧炉冶炼低碳TWIP钢的生产方法，采用高炉铁水等，通过氩氧炉(AOD)生产了碳含量不大于0.06％的低碳TWIP钢；该法当碳含量低于0.2％时，由于去碳保锰作用减弱，因此锰会大量氧化，导致锰的收得率低。

专利文献CN105087865B公开了一种通过氩氧炉(AOD)，以氮气替代氩气冶炼高锰TWIP钢的方法；在碳含量很低的精炼阶段，继续吹氮降低一氧化碳分压以实现脱碳的目的会受到限制。

专利文献CN103526038A公开了一种高强度高塑性TWIP钢电渣重熔生产方法，采用60～70％CaF₂+20～30％Al₂O₃+5～15％CaO的渣系冶炼TWIP钢；该方法的生产效率低，能耗高，难以实现工业化大规模生产。

专利文献CN106811685A公开了一种低碳高锰钢的冶炼方法，将脱硫后的铁水兑入转炉，终点控制碳含量为0.03％～0.05％，出钢氧值400～500ppm，温度控制在1660～1680℃；进RH炉温度大于1610℃，将碳脱至0.01％以下；加入锰和铝的混合物进行锰合金化；温度控制在1600℃以上后在进入LF炉，最终锰含量控制在15％～20％，碳含量控制在0.05％以下。此方流程繁琐，为防止炉内降温将消耗大量热能，成本较高。

专利文献CN110724792A公开了一种用LF精炼炉生产低温环境用高锰钢的冶炼方法，通过座包吹氩、钢水脱氧、钢水脱硫、精炼造渣、添加合金、成分温度微调等工序，最终钢水Mn≥22.5％，锰合金收得率≥96％，O、S杂质含量低，O≤0.0030％、S≤0.003％，满足锰合金含量高、收得率高，氧硫杂质含量低的技术要求。但是此方法精炼时间过长，氩气消耗大，成本高。

专利文献CN107245637B公开了一种AOD冶炼高锰不锈钢的方法，在预还原期使用硅铁合金与锰进行脱氧和合金化，一边合金化一边升温，同时合理控制各种工艺参数。虽然此方法减少了锰被氧化或烧损，提高了锰的收得率，减少了高温对AOD炉的损耗，但冶炼的钢中碳含量较高。

专利文献CN110117695A公开了一种LNG船用高锰钢的冶炼方法，在初炼炉加入超过50t的生铁和铁水，在LF炉中多批次加入金属锰合金化，VD座包后微调各成分。最终钢中锰含量控制在22.5～25.5％，但此法生产时间较长，能耗较高，生产效率低。

发明内容

本发明解决的技术问题是：现有技术中冶炼高锰TWIP钢的方法条件苛刻、工艺复杂、生产效率低、能耗高和成本较高的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种采用AOD-VCR炉冶炼高锰TWIP钢的方法，包括如下步骤：