一种超高锰钢非电炉铝发热模式锰合金化方法与流程

[0001]
本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种超高锰钢非电炉铝发热模式锰合金化方法。


背景技术：

[0002]
高锰钢同时具有碳钢优良的焊接性能、高强度和不锈钢高延伸性、无磁性、形变诱导等特性，建筑隔音用高锰钢、变压器用高锰无磁钢、超低温压力容器用高锰钢均作为高锰钢的代表，成为全球研究的热点，高锰钢中的锰含量从20-25％之间，通过锰含量代替铬镍含量，高锰钢为碳钢中的不锈钢。
[0003]
高锰钢冶炼生产最大难题就是锰合金化，传统工艺采取电炉或中频炉的方式完成锰合金化，在100吨电炉需要加入30-40吨电解锰，才能使得钢水锰含量达到20-25％，锰合金化周期长、锰收得率差、成本高，另外电炉或中频炉动力学条件差，造成钢水流动性差、成分均匀性差。为了解决以上问题，必须寻找出一种比传统工艺更短、更经济的锰合金化技术。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的主要是针对上述现有技术现状，提出一种超高锰钢非电炉铝发热模式锰合金化方法，以解决现有技术中存在的问题。
[0005]
为了实现所述目的，本发明具体采用如下技术方案：
[0006]
一种超高锰钢非电炉铝发热模式锰合金化方法，包括以下步骤：
[0007]
s1、铁水预处理,脱磷铁水初始碳含量一般在2.8％-3.5％，初始温度一般在1350℃～1400℃之间，高炉铁水脱p处理，为后续冶炼创造条件，磷脱到0.0015％以下，同时为使高碳锰铁合金加入时铁水温度达到碳锰转化温度以上，以最大限度实现“脱碳保锰”目的。
[0008]
s2、主脱碳升温：兑入总出钢量五分之四的脱p铁水，开始吹炼，过程中加入焦炭，提高炉内温度，侧吹o2和ar，终点碳含量达到目标值。
[0009]
s3、一次锰合金化：mno升高使氧化阶段炉渣稀化，影响co逸出，使脱碳变得困难，锰的合金化分两个阶段进行。
[0010]
s4、脱碳脱氧：调整o2：ar的比例进行动态脱碳，吹炼到终点，加入al粒，对钢水进行脱氧，之后电解锰分批加入炉内，同时每批电解锰加入时加少量al粒，对钢水进行升温、成分调整。
[0011]
s5、二次锰合金化：使用纯度更高的电解锰，分3～4批加入，每批4～5吨电解锰，同时配加3kg/t铝粒氧化升温，取样测成分，依据检测结果微调，喂sicaba线进行对氧化铝进行变性处理，弱吹均匀化处理后出站，出站后经过还原、扒渣得到合格的锰合金化钢水，钢水经lf炉连铸。
[0012]
进一步地，所述步骤s1中超高锰钢按重量百分比计锰含量25-32％。
[0013]
进一步地，所述步骤s2中侧吹风枪o2:ar比例分别按1:1～2和1:1～3控制，终点碳
含量达到目标值0.30～0.38％，依据不同高锰钢碳含量实际调节。
[0014]
进一步地，步骤s3中所述锰的合金化的两个阶段分别为：一次锰合金化首先加入2～4吨经济性更好的高碳锰铁，取消顶枪供氧，侧吹氧气和氩气混合气体，随后加入1～3吨纯度更高的电解锰，终点碳含量控制在0.30～0.38％。
[0015]
进一步地，所述步骤s4中调整o2：ar的比例进行动态脱碳，吹炼到终点碳0.15～0.19％，加入al粒，对钢水进行脱氧，之后电解锰分批加入炉内，同时每批4～5吨电解锰加入时加少量al粒，对钢水进行升温、成分调整。此过程中调整o2：ar的比例3：1～5：1之间，减少氧气增大氩气，加大搅拌功率，利用气体吹动钢液的流场，使锰合金快速熔入钢液。
[0016]
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
[0017]
1)经脱p处理后的铁水s、p低，降低了后续转炉负荷，提高了转炉生产效率，缩短冶炼周期。
[0018]
2)利用转炉侧吹不同比例氧氩混合气体降低co分压，实现高效脱碳，同时利用转炉良好的侧吹动力学条件可获得较高的锰金属收得率。
[0019]
3)“加入焦炭，铝粒”发热元素，转炉内热量充足，动力学条件好，实现快速合金化，冶炼周期短；
[0020]
4)转炉炉内两次锰合金化时，先加入部分高碳锰合金，实现合金化同时且能提供部分碳元素达到升温作用，还能节约合金成本，后来加入的电解锰保证钢中的锰含量。
[0021]
5)本发明解决了高锰钢锰合金化过程中原有工艺脱碳效率低、冶炼周期长、金属收得率低的问题，为后续连铸工艺提供了合理的工序配匹时间，缩短了生产工艺流程，有效的降低了生产成本，大幅度释放了冶炼产能，取得了显著的经济效益，具有重要的推广价值。
具体实施方式
[0022]
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施实例。
[0023]
为了实现所述目的，本发明具体采用如下技术方案。
[0024]
一种超高锰钢非电炉铝发热模式锰合金化方法,包括以下步骤：
[0025]
工艺流程：铁水预处理
→
主脱碳升温
→
一次锰合金化
→
脱氧
→
二次锰合金化
→
还原
→
扒渣
→
合格锰合金化钢水
→
lf
→
连铸。
[0026]
所述铁水预处理中脱磷铁水初始碳含量一般在2.8％-3.5％，初始温度一般在1350℃-1400℃之间，高炉铁水脱p处理，为后续冶炼创造条件，磷脱到0.0015％以下，同时为使高碳锰铁合金加入时铁水温度达到碳锰转化温度以上，以最大限度实现“脱碳保锰”目的。
[0027]
所述主脱碳升温中兑入总出钢量4/5的脱p铁水，开始吹炼，过程中加入焦炭，提高炉内温度。此阶段o2：ar的比例高，总气量大，侧吹风枪o2:ar比例分别按1:1～2和1:1～3控制，终点碳含量达到目标值0.30～0.38％，依据不同高锰钢碳含量实际调节。
[0028]
所述一次锰合金化过程中，mno含量不断升高，使氧化阶段炉渣稀化，影响co逸出，使脱碳变得困难。锰的合金化分两个阶段进行，一次锰合金化加入2～4吨经济性更好的高碳锰铁，取消顶枪供氧，侧吹氧气和氩气混合气体，随后加入1～3吨纯度更高的电解锰，终
点碳含量控制在0.30～0.38％。
[0029]
所述脱碳脱氧中调整o2：ar的比例进行动态脱碳，吹炼到终点0.15～0.19％，加入al粒，对钢水进行脱氧，之后电解锰分批加入炉内，同时每批4～5吨电解锰加入时加少量al粒，对钢水进行升温、成分调整。此过程中调整o2：ar的比例3：1～5：1之间，减少氧气增大氩气，加大搅拌功率，利用气体吹动钢液的流场，使锰合金快速熔入钢液。
[0030]
所述二次锰合金化中使用纯度更高的电解锰，分3～4批加入，每批4～5吨电解锰，同时配加3kg/t铝粒氧化升温，取样测成分，依据检测结果微调，喂sicaba线进行对氧化铝进行变性处理，弱吹均匀化处理后出站，出站后经过还原、扒渣得到合格的锰合金化钢水，钢水经lf炉连铸。
[0031]
表1中列出了实施例中六种不同锰含量下的钢种化学成分、锰收得率、冶炼时间，其具体变化下表所述：
[0032][0033]
从表1可以看出从表中中可以看出实例钢种通过6次试验，锰含量25-32％之间，锰收得率从75.3％提高到得到92-98％之间，冶炼时间从378分钟逐步降低到80分钟左右，处于稳定状态。
[0034]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。