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0521不銹鋼冶煉的基本工藝

作者:bet36体育网站已浏览: 81次 日期:2020-05-22

當熔池溫度較低﹝<1615℃﹞時,鉻和氧的親和力較碳為大,故鉻大量氧化;當熔池溫度升高(>1615℃)時,碳和氧的親和力大于鉻和氧的親和力碳將大量氧化。因此,bet36体育网站為了減少鉻的氧化損失,必須使熔池溫度遠高于一般鋼種的冶煉溫度,這就是返回吹氧法冶煉不銹鋼的基本原理。

bet36体育网站在同一溫度下,碳含量越高,鉻含量也越高,bet36体育网站而碳含量相同時,溫度越高,鉻含量也越高。圖1-1b是在減壓下鋼液中碳和鉻的平衡關系。碳含量相同時,壓力越低,bet36体育网站也就是CO分壓越低,平衡的含鉻量增加。根據上述不同溫度和壓力下情況下碳-鉻的平衡關系,在鋼液溫度較高和碳量較高時出鋼(初煉爐中進行),然后在真空(或稀釋C0)下降C,可使鉻有高的回收率。這就是不銹鋼爐外精煉原理。

一類是以固體原料為主,如廢鋼或合金,bet36体育网站先在電爐中熔化爐料,然后在各種不同的轉爐中精煉(包括AOD、CLU、K-OBM-S、KCB、MRP、LD-OB等)。既可采用最終為VOD真空處理的三步法,也可采用最終在轉爐后進行簡單鋼包處理的二步法。這種方法用電爐作為初步煉爐,主要用于熔化爐料,生產不銹鋼粗鋼水。目前世界上大多數不銹鋼廠采用的電爐+AOD二步法冶煉不銹鋼,其產量總計已突破1000萬噸,占世界不銹鋼總產量的68.7%。

另一類是以鐵水為原料,不使用電弧爐化鋼,而是在轉爐內用鐵水加鉻礦或鉻鐵合金直接熔融還原或初脫碳,然后再經真空處理最終脫碳精煉,這種方法由于采用廉價的鐵水作原料,可以降低不銹鋼生產成本,因而在一些鋼鐵聯合企業中得到了應用。八十年代以來,隨著鐵水予處理技術的逐步發展,脫硅、脫硫、脫磷技術開發成功并轉入工業化生產,為轉爐冶煉不銹鋼提供低硫、磷鐵水創造了條件。同時轉爐頂底復合吹煉技術日益完善,開發出較強的、便于調節的、可供多種氣體的底吹功能,使轉爐吹煉不銹鋼的冶金條件更加優越,鉻的氧化損失進一步降低。更重要的是爐外精煉技術發展十分迅猛,特別是RH-OB、RH-KTB、VOD等真空下吹氧脫碳技術的開發,不僅可以減輕轉爐冶煉不銹鋼的脫碳任務,縮短轉爐冶煉時間,而且可以改善不銹鋼的質量和增加品種。由于上述三項技術的發展,使得轉爐用鐵水冶煉不銹鋼的生產規模逐步擴大,其產量占世界不銹鋼總量的23%。

據不完全統計,轉爐用鐵水冶煉不銹鋼的生產廠家列于表1-3。由表1-3可知生產工藝有兩類。一類是全鐵水冶煉,另一類是部分鐵水冶煉。全鐵水冶煉工藝視使用合金料不同又分為兩類:一類采用高碳鉻鐵作合金料,其廠家以日本新日鐵八幡廠、室蘭廠以及臺灣中鋼公司為代表;另一類則采用鉻礦砂作合金料,先進行熔融還原變成含鉻鐵水后再進行轉爐脫碳精煉,這類工藝以日本川崎制鐵千葉廠和日本鋼管福山廠為代表。部分鐵水冶煉工藝是先用小電爐熔化廢鋼和合金,再倒入轉爐并兌入鐵水冶煉,這類工藝以巴西阿謝西塔廠為代表。

三步煉鋼法是80年代開發的不銹鋼新工藝。該方法在不銹鋼生產中的所占比例已接近20%,同電爐-AOD爐二步法不同,三步煉鋼法實質上是初煉爐-轉爐-真空精煉爐。在三步煉鋼法工藝中根據工廠原料及其條件不同,初煉爐既可選電爐也可選轉爐,它只起熔化作用,負責向第二步的轉爐提供液態金屬。轉爐的功能主要是快速脫碳,并避免鉻的氧化,第三步的真空精煉爐主要采用VOD,也有采用RH-OB或RH-KTB。目的是將鋼水在真空下進一步精煉并調整成分。以MRP-L為代表的三步煉鋼法主要優點是:轉爐爐襯壽命高(900~1100爐),產品范圍廣、質量好(氧、氮、氫低),有利于用連鑄機匹配(提高連鑄爐數)。但由于三步法多了一套精煉設備,因而建設期投資較高。它適用于生產規模較大的專業性不銹鋼廠或聯合企業型的轉爐特殊鋼廠,對產量較少的非專業性電爐特殊鋼廠仍可采用二步法。

三步法的另一優點是節約氬氣消耗量,降低耐火材料和硅鐵消耗,從而降低不銹鋼的生產成本。兩種工藝的單耗比較見表1-4可知,三步煉鋼工藝較二步工藝氬的消耗低99%,硅還原劑消耗降低35%。(二步法:EAF+AOD;三步法:EAF+MRP-L+VOD)