現(xiàn)代不銹鋼冶煉工藝流程分析教材

1、現(xiàn)代不銹鋼冶煉工藝現(xiàn)代不銹鋼冶煉工藝流程分析流程分析安徽工業(yè)大學(xué)冶金與資源學(xué)院安徽工業(yè)大學(xué)冶金與資源學(xué)院 李杰李杰 2009年年2月月不銹鋼二步法不銹鋼二步法: :是指初煉爐熔化是指初煉爐熔化精煉爐脫碳的工藝流程精煉爐脫碳的工藝流程, ,常見有常見有初煉爐初煉爐-AODAOD爐爐、初煉爐初煉爐-MRPMRP轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐、初煉爐初煉爐-VODVOD爐等。爐等。不銹鋼三步法不銹鋼三步法:二步法基礎(chǔ)上增加深脫碳裝備，通常有：初煉爐二步法基礎(chǔ)上增加深脫碳裝備，通常有：初煉爐-AODAOD-（LFLF）- - VODVOD、初煉爐初煉爐- -MRPMRP- -（LFLF）- - VODVOD、初煉爐初煉爐-

2、 -MRPMRP- -（LFLF）- - RHRH等。等。初煉爐可以是電爐，也可以是轉(zhuǎn)爐；精煉爐一般指以脫碳為主初煉爐可以是電爐，也可以是轉(zhuǎn)爐；精煉爐一般指以脫碳為主要功能的裝備，例如要功能的裝備，例如AODAOD、VODVOD、RH-OBRH-OB（KTBKTB）、CLUCLU、MRPMRP等。其他不以脫碳為主要功能的裝備，例如等。其他不以脫碳為主要功能的裝備，例如LFLF鋼包爐、鋼包吹鋼包爐、鋼包吹氬、噴粉等，在劃分二步法或三步法時則不算做其中的一步。氬、噴粉等，在劃分二步法或三步法時則不算做其中的一步。此外，這里把專用爐熔化鉻鐵的操作，也不列入其中的一步。此外，這里把專用爐熔化鉻鐵的操作

3、，也不列入其中的一步。二步法冶煉不銹鋼的典型工藝二步法冶煉不銹鋼的典型工藝1.11.1初煉爐初煉爐- -AODAOD工藝工藝 AODAOD法是世界上冶煉法是世界上冶煉不銹鋼的主要方法，占不銹鋼的主要方法，占世界世界不銹鋼產(chǎn)量的不銹鋼產(chǎn)量的70-80%。主要特點為主要特點為：（1）可以大量使用廉價的高碳鉻鐵、粗氬和氮氣；可以大量使用廉價的高碳鉻鐵、粗氬和氮氣；（2）工藝穩(wěn)定，效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好；（）工藝穩(wěn)定，效率高，產(chǎn)品質(zhì)量好；（3）爐齡）爐齡150300次，次，高于高于VOD法；（法；（4）脫硫效率高于）脫硫效率高于VOD法，可高達(dá)法，可高達(dá)90%；（；（5）鉻收得率鉻收得率9599%，高于，

4、高于VOD法；（法；（6）除不銹鋼以外還適于硅）除不銹鋼以外還適于硅鋼、工具鋼等高合金鋼；（鋼、工具鋼等高合金鋼；（7）投資少，約為）投資少，約為VOD法的法的1/3。AOD法的工藝要點回顧法的工藝要點回顧：lAOD法吹入氧、氬氣體的比例一般為法吹入氧、氬氣體的比例一般為3個階段。第一階段個階段。第一階段O2：Ar（N2）=3：1，將碳氧化到將碳氧化到0.3%左右，第二階段左右，第二階段O2：Ar=2：1或或1：1將碳氧化到將碳氧化到0.1%左右，第三階段左右，第三階段O2：Ar=1：3，將碳氧化到將碳氧化到0.03%左右。最后用純氬吹煉左右。最后用純氬吹煉35分鐘，使鋼水中溶解氧繼續(xù)脫碳，分

5、鐘，使鋼水中溶解氧繼續(xù)脫碳，還可以減少還原還可以減少還原Fe-Si的用量。的用量。l脫碳終了以后如果不是冶煉含鈦不銹鋼和不需要脫硫操作，一般脫碳終了以后如果不是冶煉含鈦不銹鋼和不需要脫硫操作，一般采用采用AOD單渣法單渣法,不扒渣直接進(jìn)入還原期。由于脫碳終點溫度約在不扒渣直接進(jìn)入還原期。由于脫碳終點溫度約在1710-1750，為了控制出鋼溫度并有利于爐襯壽命，在脫碳后期，為了控制出鋼溫度并有利于爐襯壽命，在脫碳后期需添加清潔的本鋼種廢鋼作為冷卻劑。隨后加入需添加清潔的本鋼種廢鋼作為冷卻劑。隨后加入Fe-Si、Si-Cr、Al等還原劑和石灰造渣材料，成分、溫度合適即可出鋼。等還原劑和石灰造渣材料

6、，成分、溫度合適即可出鋼。AOD爐的冶煉時間一般為爐的冶煉時間一般為90分鐘左右。氣體消耗視原料情況及終分鐘左右。氣體消耗視原料情況及終點碳水平而不同。一般氬氣消耗為點碳水平而不同。一般氬氣消耗為1223Nm3/噸，氧為噸，氧為1525Nm3/噸。噸。Fe-Si用量為用量為820Kg/噸，石灰噸，石灰4080Kg/噸，冷卻劑為噸，冷卻劑為鋼水量的鋼水量的310%。改進(jìn)的改進(jìn)的AODAOD工藝工藝 ：基本特征是更加靠近：基本特征是更加靠近C-Cr-TC-Cr-T平衡曲線平衡曲線lAODAOD改進(jìn)工藝在改進(jìn)工藝在 C0.7%C0.7%脫碳脫碳期采用純期采用純O O2 2吹煉，此時不會發(fā)生吹煉，此時

7、不會發(fā)生鉻的氧化，其結(jié)果與鉻的氧化，其結(jié)果與O O2 2/Ar=4/1/Ar=4/1時是一樣的。時是一樣的。6060噸噸AODAOD的供的供O O2 2速度由速度由28802880NMNM3 3/h/h增大到增大到36003600NmNm3 3/h/h，使脫碳速度提高了使脫碳速度提高了0.02%/0.02%/minmin，ArAr消耗消耗減少了減少了2.8 2.8 NmNm3 3/t/t，冶煉時間縮短冶煉時間縮短3 3分鐘。分鐘。lAODAOD改進(jìn)工藝把在鋼水碳含量改進(jìn)工藝把在鋼水碳含量0.110.110.7%0.7%區(qū)間分階段降低區(qū)間分階段降低O O2 2/Ar/Ar改改為連續(xù)降低為連續(xù)降低

8、O O2 2/Ar/Ar，脫碳效率提高了脫碳效率提高了6%6%，硅鐵使用量降低了，硅鐵使用量降低了0.70.7Kg/tKg/t。lAODAOD改進(jìn)工藝在鋼水碳含量改進(jìn)工藝在鋼水碳含量0.11%0.11%時采用純氬吹煉，提高脫碳速時采用純氬吹煉，提高脫碳速度，減少鉻的氧化。鋼水溫度由原工藝的提高度，減少鉻的氧化。鋼水溫度由原工藝的提高1-4/1-4/minmin，變成降變成降低低3-6/3-6/minmin。頂?shù)讖?fù)吹頂?shù)讖?fù)吹A(chǔ)ODAOD法法l傳統(tǒng)傳統(tǒng)AODAOD法脫碳期的氧效率法脫碳期的氧效率（單位供氧量單位供氧量/ /脫碳量）只有脫碳量）只有70%70%左右，左右，大約有大約有30%30%的氧

9、被鉻等金屬的氧化所消耗。日本星崎廠開發(fā)了頂?shù)椎难醣汇t等金屬的氧化所消耗。日本星崎廠開發(fā)了頂?shù)讖?fù)吹復(fù)吹A(chǔ)ODAOD法。法。目前新上的目前新上的AODAOD設(shè)備都配有頂吹氧系統(tǒng)設(shè)備都配有頂吹氧系統(tǒng)。頂?shù)讖?fù)吹。頂?shù)讖?fù)吹A(chǔ)ODAOD法的特征是在法的特征是在 C0.5%C0.5%的脫碳一期從底部風(fēng)槍送一定比例的氧、的脫碳一期從底部風(fēng)槍送一定比例的氧、氬混合氣體，從頂部氧槍吹入一定速度的氧氣，進(jìn)行軟吹或硬吹，氬混合氣體，從頂部氧槍吹入一定速度的氧氣，進(jìn)行軟吹或硬吹，反應(yīng)生成的反應(yīng)生成的COCO經(jīng)二次燃燒，其釋放的熱量約有經(jīng)二次燃燒，其釋放的熱量約有757590%90%傳到熔池，傳到熔池，使鋼水的升溫速度由

10、通常的使鋼水的升溫速度由通常的127/%127/%C C提高到提高到195/%195/%C C，脫碳速度從脫碳速度從0.055%/0.055%/分提高到分提高到0.087%/0.087%/分。分。 1.2 1.2 初煉爐初煉爐 VOD VOD工藝工藝重要特點重要特點l VOD VOD法在真空下吹氧脫碳，適于冶煉超低碳、氮不銹鋼，精煉后法在真空下吹氧脫碳，適于冶煉超低碳、氮不銹鋼，精煉后碳碳30 30 ppmppm，氮氮5050ppmppm（而（而AODAOD法碳法碳100 100 ppmppm，氮氮100100ppmppm）；）；l 氫氫1-31-3ppmppm，氧氧30-60 30-60 p

11、pmppm（而（而AODAOD法氫法氫3-53-5ppmppm，氧氧40-6040-60ppmppm）；）； l EAF-VOD EAF-VOD法鉻回收率（法鉻回收率（90-95%90-95%）低于）低于EAF-AODEAF-AOD（95-99%95-99%）；）；l 脫脫S S效果比效果比AODAOD法為差，法為差，VODVOD法脫法脫S S率率30-70%30-70%，而，而 AODAOD法脫法脫S S率率60-60-90% 90% ；l 爐齡較低，一般爐齡較低，一般5050次。次。VODVOD工藝要點回顧工藝要點回顧l l 電弧爐的原料和操作與普通電弧爐煉鋼法基本沒有差別，溫電弧爐的原料

12、和操作與普通電弧爐煉鋼法基本沒有差別，溫度達(dá)到度達(dá)到15801580開始吹氧脫碳，開始吹氧脫碳， CC從從0.80.81.5%1.5%降至降至0.3%0.3%。插鋁脫。插鋁脫氧和還原渣中氧化鉻氧和還原渣中氧化鉻, ,再添加高堿度渣，經(jīng)過出鋼可使再添加高堿度渣，經(jīng)過出鋼可使S S0.0040.004。l l VODVOD爐的入爐鋼水條件為：碳爐的入爐鋼水條件為：碳0.3%0.3%、硅、硅0.3%0.3%，并扒渣。，并扒渣。l l 真空度達(dá)到真空度達(dá)到150150200200TorrTorr后開始吹氧，并不斷提高真空度，后開始吹氧，并不斷提高真空度，為了減少噴濺量，適當(dāng)提高氧槍的高度。為了減少噴濺

13、量，適當(dāng)提高氧槍的高度。l l 脫碳末期，氧在鋼中的擴(kuò)散成為脫碳反應(yīng)速度的限制環(huán)節(jié)，脫碳末期，氧在鋼中的擴(kuò)散成為脫碳反應(yīng)速度的限制環(huán)節(jié)，所以供氧速度要減小，氬氣攪拌要強(qiáng)化。所以供氧速度要減小，氬氣攪拌要強(qiáng)化。VODVOD爐脫碳速度約為爐脫碳速度約為0.02%/0.02%/分。分。L L 臨近脫碳終點時停氧，用氬氣攪拌促使真空臨近脫碳終點時停氧，用氬氣攪拌促使真空 CC脫脫 OO。根據(jù)。根據(jù)廢氣成分、廢氣流量、真空度及耗氧量來判定脫碳的終點。廢氣成分、廢氣流量、真空度及耗氧量來判定脫碳的終點。L L 冶煉超低碳不銹鋼時，加強(qiáng)氬氣攪拌和控制溫度，以便在降冶煉超低碳不銹鋼時，加強(qiáng)氬氣攪拌和控制溫度，

14、以便在降低終點碳含量的同時抑制成本的增大和精煉時間的延長。低終點碳含量的同時抑制成本的增大和精煉時間的延長。SS-VODSS-VOD法法 帶有強(qiáng)攪拌的帶有強(qiáng)攪拌的VODVOD法稱為法稱為SS-VODSS-VOD法。傳統(tǒng)的法。傳統(tǒng)的VODVOD法的降法的降C C、N N效效果均以果均以5050ppmppm（甚至甚至100100ppmppm）為界，而為界，而SS-VODSS-VOD采用多個包底透氣采用多個包底透氣磚或磚或2-4mm2-4mm不銹鋼管吹氬，氬流量是通常的不銹鋼管吹氬，氬流量是通常的10102020倍倍。由于大量由于大量用用ArAr、C C含量可降至含量可降至30301010ppmpp

15、m的水平，適于冶煉超低碳不銹鋼和的水平，適于冶煉超低碳不銹鋼和超純鐵素體不銹鋼。超純鐵素體不銹鋼。 1.3 1.3 芬蘭芬蘭Tormio Tormio 公司用鉻礦粉冶煉不銹鋼流程公司用鉻礦粉冶煉不銹鋼流程 AvestaAvesta polarit polarit包括兩個公司：包括兩個公司：AvestaAvesta- -sheffiedsheffied（114114萬噸）和萬噸）和OutokumpuOutokumpu- -AvestaAvesta（即即TormioTormio, ,6060萬噸），萬噸），其不銹鋼總產(chǎn)量僅次于蒂森公司（其不銹鋼總產(chǎn)量僅次于蒂森公司（221221萬噸）。萬噸）。To

16、rmioTormio不不銹鋼公司位于芬蘭北部，年產(chǎn)鉻鐵合金銹鋼公司位于芬蘭北部，年產(chǎn)鉻鐵合金2626萬噸，萬噸，6060萬噸不萬噸不銹鋼。銹鋼。TormioTormio的不銹鋼生產(chǎn)流程的特點是：的不銹鋼生產(chǎn)流程的特點是：l l 埋弧礦熱爐使用燒結(jié)球團(tuán)的鉻鐵生產(chǎn)工藝；埋弧礦熱爐使用燒結(jié)球團(tuán)的鉻鐵生產(chǎn)工藝；l l 電弧爐電弧爐 & & LDLD轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐AODAOD冶煉不銹鋼工藝；冶煉不銹鋼工藝；l l 爐卷軋機(jī)熱軋不銹鋼板卷；爐卷軋機(jī)熱軋不銹鋼板卷；l l 森吉來爾軋機(jī)冷軋不銹鋼板卷。森吉來爾軋機(jī)冷軋不銹鋼板卷。選礦選礦燒結(jié)燒結(jié)礦熱爐礦熱爐鉻鐵熱鐵水鉻鐵熱鐵水LD轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐電爐電爐A

17、OD連鑄連鑄芬蘭芬蘭TormioTormio公司不銹鋼板卷生產(chǎn)流程公司不銹鋼板卷生產(chǎn)流程板坯板坯加熱爐加熱爐冷坯冷坯粗軋機(jī)粗軋機(jī)爐卷軋機(jī)爐卷軋機(jī)（ 1 1）鉻鐵的生產(chǎn)工藝）鉻鐵的生產(chǎn)工藝TormioTormio年產(chǎn)鉻鐵年產(chǎn)鉻鐵2626萬噸，占世界鉻鐵產(chǎn)量萬噸，占世界鉻鐵產(chǎn)量5.55.5。該廠。該廠鉻鐵生產(chǎn)流程很有特點，鉻礦粉經(jīng)球磨機(jī)細(xì)磨后脫水，采鉻鐵生產(chǎn)流程很有特點，鉻礦粉經(jīng)球磨機(jī)細(xì)磨后脫水，采用圓筒造球，然后通過燒結(jié)的方法生產(chǎn)鉻礦球團(tuán)，該球團(tuán)用圓筒造球，然后通過燒結(jié)的方法生產(chǎn)鉻礦球團(tuán)，該球團(tuán)經(jīng)礦熱爐冶煉成鉻鐵。經(jīng)礦熱爐冶煉成鉻鐵。埋弧礦熱爐使用燒結(jié)球團(tuán)不易粉碎，不結(jié)料和不塌料，埋弧礦熱爐使用

18、燒結(jié)球團(tuán)不易粉碎，不結(jié)料和不塌料，提高了鉻回收率高，降低了耗能，每噸鉻鐵耗能僅為提高了鉻回收率高，降低了耗能，每噸鉻鐵耗能僅為30003000KwhKwh，使鉻鐵成本下降。使鉻鐵成本下降。 Tormio Tormio鉻鐵生產(chǎn)流程為：鉻鐵生產(chǎn)流程為： 含含CrCr2 2O O3 3 26 26的鉻礦的鉻礦球團(tuán)球團(tuán)帶式燒結(jié)機(jī)帶式燒結(jié)機(jī)配礦、計配礦、計量，量，7070球團(tuán)，球團(tuán)，3030鉻礦鉻礦加熱至加熱至600600700700埋弧式礦埋弧式礦熱爐，冶煉成為熱爐，冶煉成為5252CrCr、7 7C C、3 3SiSi的鉻鐵。的鉻鐵。（2 2）不銹鋼的冶煉工藝）不銹鋼的冶煉工藝將不銹鋼返回料及含將不

19、銹鋼返回料及含NiNi廢鋼在廢鋼在6060t t電弧爐中熔化，埋弧電弧爐中熔化，埋弧礦熱爐生產(chǎn)的液態(tài)鉻鐵用礦熱爐生產(chǎn)的液態(tài)鉻鐵用LDLD轉(zhuǎn)爐吹煉，然后一并兌入容量轉(zhuǎn)爐吹煉，然后一并兌入容量為為9090噸的噸的AODAOD中，入中，入AODAOD爐的鋼水碳含量爐的鋼水碳含量 1.2 1.21.5%1.5%，溫度，溫度15501550，進(jìn)行氬氧吹煉和成份調(diào)整。，進(jìn)行氬氧吹煉和成份調(diào)整。出鋼鋼液溫度約出鋼鋼液溫度約16501650，連鑄成扁坯。，連鑄成扁坯。1.4 1.4 瑞典瑞典SandivckSandivck二步法流程二步法流程瑞典瑞典Sandivck ABSandivck AB是一個處于世界領(lǐng)

20、先地位的從事工具是一個處于世界領(lǐng)先地位的從事工具鋼、不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)，年產(chǎn)鋼鋼、不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)，年產(chǎn)鋼2020多萬噸，其中多萬噸，其中90%90%為不銹為不銹鋼。該公司的不銹鋼冶煉屬二步法，其流程為鋼。該公司的不銹鋼冶煉屬二步法，其流程為: :超高功率超高功率EAFEAF（75T/70MVA75T/70MVA） LF LF AOD AOD CC CC。LFLF爐對于穩(wěn)定溫度和成分、保證連鑄順利，起著至關(guān)爐對于穩(wěn)定溫度和成分、保證連鑄順利，起著至關(guān)重要的作用。該公司連鑄產(chǎn)量占重要的作用。該公司連鑄產(chǎn)量占9393，其余，其余7 7為大錠型為大錠型模鑄。連鑄機(jī)一般可以連澆。北歐不銹鋼生產(chǎn)廠家認(rèn)為，模鑄

21、。連鑄機(jī)一般可以連澆。北歐不銹鋼生產(chǎn)廠家認(rèn)為，不銹鋼長形材的年產(chǎn)量應(yīng)大于不銹鋼長形材的年產(chǎn)量應(yīng)大于2020萬噸，電爐容量萬噸，電爐容量7575T T左右左右為宜。為宜。 三步法冶煉不銹鋼的典型工藝三步法冶煉不銹鋼的典型工藝三步法的基本步驟是：三步法的基本步驟是：初煉爐初煉爐MRPMRP（或（或AODAOD）VODVOD（或或RH-OBRH-OB）LFLFCCCCl l第一步：初煉爐主要起熔化和合金化作用，為第二步第一步：初煉爐主要起熔化和合金化作用，為第二步的的MRPMRP轉(zhuǎn)爐或轉(zhuǎn)爐或AODAOD爐提供液態(tài)金屬；爐提供液態(tài)金屬；l l第二步：快速脫碳并防止鉻的氧化；第二步：快速脫碳并防止鉻的氧

22、化；l l第三步：在第三步：在VODVOD或或RH-OBRH-OB、RH-KTBRH-KTB的真空條件下對鋼水的真空條件下對鋼水進(jìn)行深脫碳和調(diào)整成分。進(jìn)行深脫碳和調(diào)整成分。2.1 2.1 川崎用鉻礦砂和雙轉(zhuǎn)爐冶煉不銹鋼工藝川崎用鉻礦砂和雙轉(zhuǎn)爐冶煉不銹鋼工藝 日本川崎公司開發(fā)出利用南非鉻礦砂、熔融還原為特點日本川崎公司開發(fā)出利用南非鉻礦砂、熔融還原為特點的不銹鋼生產(chǎn)工藝，的不銹鋼生產(chǎn)工藝，19941994年在川崎千葉廠投入生產(chǎn)，目前年在川崎千葉廠投入生產(chǎn)，目前生產(chǎn)正常生產(chǎn)正常, ,能夠降低能耗和成本，適合于大量生產(chǎn)鉻不銹能夠降低能耗和成本，適合于大量生產(chǎn)鉻不銹鋼。鋼。 該工藝主要包括：該工藝主要

23、包括：l l 轉(zhuǎn)爐熔融還原鉻礦砂；轉(zhuǎn)爐熔融還原鉻礦砂；l l 頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐脫頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐脫C C；l l VODVOD爐深脫爐深脫C C；l l STARSTAR熔融還原爐處理煉鋼含鉻粉塵。熔融還原爐處理煉鋼含鉻粉塵。川崎制鐵不銹鋼生產(chǎn)工藝示意圖川崎制鐵不銹鋼生產(chǎn)工藝示意圖(1)(1) 熔融還原轉(zhuǎn)爐熔融還原轉(zhuǎn)爐( (SR-KCB)SR-KCB) 川崎不銹鋼流程的核心是其轉(zhuǎn)爐熔融還原工藝，該工藝川崎不銹鋼流程的核心是其轉(zhuǎn)爐熔融還原工藝，該工藝主要有以下特點：主要有以下特點：l l 采用頂?shù)撞捎庙數(shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，爐底設(shè)有復(fù)吹轉(zhuǎn)爐，爐底設(shè)有8 8個雙層管風(fēng)口，底吹氧個雙層管風(fēng)口，底吹氧氣流量為氣流量為0

24、.50.51.2 1.2 NmNm3 3/min/t/min/t。 由于底吹對熔池由于底吹對熔池的強(qiáng)攪拌作用，能夠獲得高的鉻收得率的強(qiáng)攪拌作用，能夠獲得高的鉻收得率和熔化大量廢鋼。和熔化大量廢鋼。l l 采用大容積轉(zhuǎn)爐，使?fàn)t內(nèi)能夠容納大量的爐渣。采用大容積轉(zhuǎn)爐，使?fàn)t內(nèi)能夠容納大量的爐渣。l l 采用大流量供氧采用大流量供氧(950 (950 NmNm3 3/min)/min)，使鉻的還原能夠在限使鉻的還原能夠在限定的時間里完成。此外還采用的二次燃燒技術(shù)。定的時間里完成。此外還采用的二次燃燒技術(shù)。l l 使用特制的水冷噴槍，向爐內(nèi)噴吹鉻礦砂。從南非購置使用特制的水冷噴槍，向爐內(nèi)噴吹鉻礦砂。從南非

25、購置的鉻礦砂尺的鉻礦砂尺寸為寸為3838500500 m m，如采用傳統(tǒng)的頂部加料工藝，如采用傳統(tǒng)的頂部加料工藝，大量鉻礦砂將會被吹出爐外。川崎制鐵專門開發(fā)了加料噴大量鉻礦砂將會被吹出爐外。川崎制鐵專門開發(fā)了加料噴槍，將鉻礦砂噴入熔池槍，將鉻礦砂噴入熔池，鉻礦砂的收得率高達(dá)，鉻礦砂的收得率高達(dá)9797以上。以上。(2) (2) 強(qiáng)攪拌頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐強(qiáng)攪拌頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐( (DC-KCB)DC-KCB) 熔融還原轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)出的碳飽和熔融還原轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)出的碳飽和鋼液約含鋼液約含9 91313CrCr，在在后步的脫碳工序，川崎制鐵采用了強(qiáng)攪拌氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)后步的脫碳工序，川崎制鐵采用了強(qiáng)攪拌氧氣頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐

26、，在吹煉初期大量供氧、快速升溫，并改進(jìn)氧氣噴頭設(shè)爐，在吹煉初期大量供氧、快速升溫，并改進(jìn)氧氣噴頭設(shè)計避免了大量供氧造成的噴濺增加。由于供氧速率高，其計避免了大量供氧造成的噴濺增加。由于供氧速率高，其脫碳速率高于脫碳速率高于AODAOD爐。當(dāng)碳降低到爐。當(dāng)碳降低到1.01.0后，為了減少后，為了減少CrCr的氧化，通常采用降低氧氣比例的氧化，通常采用降低氧氣比例( (用用ArAr、N N2 2氣稀釋氣稀釋) )和增加和增加熔池攪拌的方法。川崎制鐵在最后階段只頂吹熔池攪拌的方法。川崎制鐵在最后階段只頂吹N N2 2氣，使氣，使CrCr的氧化顯著降低。的氧化顯著降低。(3) (3) VODVOD爐深

27、脫碳爐深脫碳 川崎制鐵選擇川崎制鐵選擇VODVOD爐，是因為爐，是因為VODVOD爐具有深脫爐具有深脫C C的特點。的特點。VODVOD爐因為渣爐因為渣- -鋼在真空室內(nèi)反應(yīng)，因此必須考慮鋼在真空室內(nèi)反應(yīng)，因此必須考慮脫硫和夾脫硫和夾雜物的控制雜物的控制，以滿足冶煉高潔凈不銹鋼的需要。，以滿足冶煉高潔凈不銹鋼的需要。 為了抑制為了抑制 3 3（MgOMgO）+ 2Al= 3Mg + Al+ 2Al= 3Mg + Al2 2O O3 3 反應(yīng)中反應(yīng)中MgMg、AlAl尖晶石類夾雜物生成，采用降低尖晶石類夾雜物生成，采用降低AlAl的活度和增加的活度和增加AlAl2 2O O3 3的活度；在真空下

28、強(qiáng)攪拌時用硅脫氧，在大氣下弱攪拌時的活度；在真空下強(qiáng)攪拌時用硅脫氧，在大氣下弱攪拌時加鋁脫氧；控制渣加鋁脫氧；控制渣- -鋼反應(yīng)的強(qiáng)度等措施。使得鋼反應(yīng)的強(qiáng)度等措施。使得AlAl2 2O O3 3和和MgAlMgAl尖晶石類夾雜物改性，冷軋時因冶煉原因所引起的表尖晶石類夾雜物改性，冷軋時因冶煉原因所引起的表面缺陷幾乎全部消除。面缺陷幾乎全部消除。（4 4）STARSTAR熔融還原爐處理含鉻粉塵熔融還原爐處理含鉻粉塵 STAR STAR爐是焦炭床熔融還原爐，有兩排風(fēng)口，以轉(zhuǎn)爐冶爐是焦炭床熔融還原爐，有兩排風(fēng)口，以轉(zhuǎn)爐冶煉不銹鋼的煙塵和部分爐渣做為原料，生產(chǎn)含鉻的生鐵供煉不銹鋼的煙塵和部分爐渣做為

29、原料，生產(chǎn)含鉻的生鐵供轉(zhuǎn)爐冶煉不銹鋼用。轉(zhuǎn)爐冶煉不銹鋼用。2.2 2.2 曼內(nèi)斯曼德馬克不銹鋼三步法生產(chǎn)流程曼內(nèi)斯曼德馬克不銹鋼三步法生產(chǎn)流程 德國曼內(nèi)斯曼德馬克開發(fā)的不銹鋼流程是以德國曼內(nèi)斯曼德馬克開發(fā)的不銹鋼流程是以MRPMRP為特為特點的三步法：點的三步法： 初煉爐初煉爐-MRP-MRP轉(zhuǎn)爐轉(zhuǎn)爐（Metal Refining Metal Refining ProcessProcess）-VOD-VOD精精煉煉 l l初煉鋼水由初煉鋼水由超高功率電爐或轉(zhuǎn)爐超高功率電爐或轉(zhuǎn)爐供給；供給；lMRPMRP轉(zhuǎn)爐的爐襯壽命高達(dá)轉(zhuǎn)爐的爐襯壽命高達(dá)10001000次以上；次以上；lMRP精煉法的精煉法的

30、爐爐底裝有套管式噴嘴，中心管噴吹精煉氣底裝有套管式噴嘴，中心管噴吹精煉氣體，外管通保護(hù)氣體，中心管和外管的氣流壓力是獨立的，體，外管通保護(hù)氣體，中心管和外管的氣流壓力是獨立的，互不影響，能夠通過爐底噴嘴以互不影響，能夠通過爐底噴嘴以2Nm m3 3/tmin的強(qiáng)度吹入精的強(qiáng)度吹入精煉氣體，造成良好的動力學(xué)條件。煉氣體，造成良好的動力學(xué)條件。 3 3 薄板坯短流程生產(chǎn)不銹鋼薄板坯短流程生產(chǎn)不銹鋼 意大利意大利TerniTerni小鎮(zhèn)小鎮(zhèn)AST鋼廠的鋼廠的煉鋼、軋鋼設(shè)備是原有的，煉鋼、軋鋼設(shè)備是原有的，新建了新建了CSP鑄機(jī)和隧道加熱爐。設(shè)計能力鑄機(jī)和隧道加熱爐。設(shè)計能力100萬噸，由于萬噸，由于

31、該生產(chǎn)線為隧道爐加熱的薄板坯與傳統(tǒng)步進(jìn)爐加熱的厚鑄該生產(chǎn)線為隧道爐加熱的薄板坯與傳統(tǒng)步進(jìn)爐加熱的厚鑄坯交叉運行，對生產(chǎn)能力影響較大，目前只能生產(chǎn)坯交叉運行，對生產(chǎn)能力影響較大，目前只能生產(chǎn)30萬噸萬噸不銹鋼。其中，不銹鋼。其中，AISI 300系列不銹鋼系列不銹鋼60，400系列不銹系列不銹鋼鋼27，硅鋼，硅鋼13。 AST廠用廠用CSP薄板坯生產(chǎn)線來生產(chǎn)不銹鋼和硅鋼時，由薄板坯生產(chǎn)線來生產(chǎn)不銹鋼和硅鋼時，由于拉速降低、不允許出現(xiàn)大于于拉速降低、不允許出現(xiàn)大于0.7mm的振痕及表面缺陷、的振痕及表面缺陷、加熱溫度高等要求，使加熱溫度高等要求，使CSP生產(chǎn)率大幅降低，隧道爐加熱生產(chǎn)率大幅降低，隧

32、道爐加熱溫度也要從溫度也要從1150提高到提高到1250或更高?；蚋?。 AST廠的生產(chǎn)流程為：廠的生產(chǎn)流程為： EAFAODLFCSP隧道爐隧道爐高壓水除鱗高壓水除鱗傳統(tǒng)鑄坯一步進(jìn)爐傳統(tǒng)鑄坯一步進(jìn)爐傳統(tǒng)連軋機(jī)傳統(tǒng)連軋機(jī)l l 180180噸電弧爐的出鋼噸電弧爐的出鋼- -出鋼時間為出鋼時間為110110分鐘，偏心底出鋼，分鐘，偏心底出鋼，出鋼時留鋼約出鋼時留鋼約3030噸。出鋼溫度約噸。出鋼溫度約16501650。lAOD額定容量額定容量140t，冶煉周期約為，冶煉周期約為70min。 AOD爐頂端裝有爐頂端裝有3孔氧槍，最大吹氧量孔氧槍，最大吹氧量170Nm3 3/min，強(qiáng)強(qiáng)吹氧時可進(jìn)行

33、脫碳，弱吹氧可起到二次燃燒作用。吹氧時可進(jìn)行脫碳，弱吹氧可起到二次燃燒作用。 二次燃燒中的升溫速度為二次燃燒中的升溫速度為5/min。lAOD分四個階段噴吹，氧氣與惰性氣體的比例在分四個階段噴吹，氧氣與惰性氣體的比例在3：1至至1：4的的范圍變化。范圍變化。lAOD噸鋼氧、氬、氮消耗分別為噸鋼氧、氬、氮消耗分別為25m3 3、16m3 3、10 m3 3，噸鋼噸鋼FeSi用量用量11kg，噸鋼冷卻廢鋼加入量為，噸鋼冷卻廢鋼加入量為15kg。 4 4 不銹鋼冶煉流程的主要特點比較不銹鋼冶煉流程的主要特點比較方法方法工藝流程工藝流程主要特點主要特點代表廠家代表廠家二二步步法法EAF + AOD廢鋼

34、、氬氣廢鋼、氬氣瑞典瑞典SandivckEAF + AOD/VCR廢鋼、氬氣、真空廢鋼、氬氣、真空日本知多廠日本知多廠EAF + VOD廢鋼、真空冶煉廢鋼、真空冶煉日本橫濱廠日本橫濱廠EAF + RH-OB廢鋼、真空循環(huán)脫氣廢鋼、真空循環(huán)脫氣日本山陽廠日本山陽廠EAF + CLU廢鋼、蒸汽廢鋼、蒸汽瑞典瑞典KanthalEAF+ MRP-L + VOD電爐熔化鉻鐵、脫磷鐵水、電爐熔化鉻鐵、脫磷鐵水、轉(zhuǎn)爐脫碳轉(zhuǎn)爐脫碳巴西阿塞西塔巴西阿塞西塔EAF+ BOP + AOD廢鋼廢鋼 、液態(tài)鉻鐵、液態(tài)鉻鐵芬蘭芬蘭Tormio三三步步法法SR-KCB + DC-KCB + VOD（KMS-S + K-OB

35、M-S + VOD ）鐵水、轉(zhuǎn)爐使用鉻礦砂鐵水、轉(zhuǎn)爐使用鉻礦砂熔融還原、轉(zhuǎn)爐脫碳熔融還原、轉(zhuǎn)爐脫碳日本川崎千葉廠日本川崎千葉廠K-BOP1 + K-BOP2 + RH/KTB鐵水、轉(zhuǎn)爐使用鐵水、轉(zhuǎn)爐使用預(yù)還原鉻球團(tuán)預(yù)還原鉻球團(tuán)日本川崎千葉廠日本川崎千葉廠EAF + K-OBM-S + VOD廢鋼、復(fù)吹轉(zhuǎn)爐脫碳廢鋼、復(fù)吹轉(zhuǎn)爐脫碳比利時阿爾茲比利時阿爾茲EAF + AOD + VOD廢鋼冶煉廢鋼冶煉奧地利伯樂鋼廠奧地利伯樂鋼廠EAF + 復(fù)吹復(fù)吹A(chǔ)OD + VOD頂?shù)讖?fù)吹頂?shù)讖?fù)吹A(chǔ)OD韓國浦項不銹鋼韓國浦項不銹鋼表示優(yōu)勢表示優(yōu)勢特點特點二步法二步法三步法三步法大量使用高碳鉻鐵大量使用高碳鉻鐵使用鐵

36、水、鉻礦使用鐵水、鉻礦超低碳、氮鋼種超低碳、氮鋼種冶金質(zhì)量冶金質(zhì)量爐齡爐齡工藝優(yōu)化工藝優(yōu)化生產(chǎn)效率生產(chǎn)效率流程均衡和銜接流程均衡和銜接可靠性可靠性投資投資規(guī)模規(guī)模 從表中韓國浦項不銹鋼廠兩種工藝的比較可以看出，三步法中從表中韓國浦項不銹鋼廠兩種工藝的比較可以看出，三步法中各步的碳含量約為各步的碳含量約為1.81.82.0% 2.0% 、0.20.20.3% 0.3% 、0.080.080.01%0.01%。第二。第二步一般采用步一般采用AODAOD，因為碳含量從因為碳含量從1.8% 1.8% 降至降至0.2% 0.2% 時時AODAOD脫碳效率高。脫碳效率高。第三步采用第三步采用VODVOD,

37、 , 因為因為VODVOD要求的入爐碳含量應(yīng)小于要求的入爐碳含量應(yīng)小于0.6%,0.6%,而把碳含而把碳含量從量從0.20.20.3%0.3%降至降至0.080.080.01%,0.01%,正是正是VODVOD經(jīng)濟(jì)合理的范圍。經(jīng)濟(jì)合理的范圍。 VODVOD入入爐碳含量過高則造成噴濺嚴(yán)重，延長脫碳時間，使?fàn)t襯損失嚴(yán)重。爐碳含量過高則造成噴濺嚴(yán)重，延長脫碳時間，使?fàn)t襯損失嚴(yán)重。電弧爐熔化電弧爐熔化C: 1.82%Si:0.2%Cr:17.5%Ni:6%兩步法出鋼兩步法出鋼EAF+復(fù)吹復(fù)吹A(chǔ)OD三步法出鋼三步法出鋼（EAF+復(fù)吹復(fù)吹A(chǔ)OD+VOD）常規(guī)鋼種常規(guī)鋼種超低超低C、NC 0.03%Si 0.3%Mn 1.4%Cr 18.4%