不銹鋼冶煉工藝課件

不銹鋼冶煉工藝不銹鋼冶煉工藝3.1不銹鋼生產(chǎn)工藝流程8/15/202323.1不銹鋼生產(chǎn)工藝流程8/4/20232最早使用的不銹鋼冶煉方法是在熔化的廢鋼中加入低碳鉻鐵的工藝。這種方法曾使用多年，其間不銹鋼廢鋼大量積壓，其價格遠(yuǎn)低于廢鋼中合金元素的價值。這種狀況促進(jìn)了新工藝的開發(fā)。首先出現(xiàn)的是“不氧化”法，其中不銹鋼廢鋼在爐料中占了很大比例，在電弧爐中用鉻礦石和鐵礦石脫碳，可達(dá)0.05%C。其中變壓器功率很大，渣量很大，渣中的鉻用硅鐵還原。8/15/20233最早使用的不銹鋼冶煉方法是在熔化的廢鋼中加入低碳鉻鐵的20世紀(jì)40年代，從適度價格大規(guī)模制氧的技術(shù)得到應(yīng)用，經(jīng)過近十年的努力，在50年代未期掌握了不銹鋼吹氧法技術(shù)，逐漸在世界范圍內(nèi)得到了應(yīng)用。60年代開發(fā)了真空脫碳法(VOD)和氬氧脫碳法(AOD)兩種工藝，雙聯(lián)法逐漸在不銹鋼生產(chǎn)中占據(jù)了統(tǒng)治的地位。至今還有少量不銹鋼為感應(yīng)爐冶煉，或用其他特種冶煉方法。8/15/2023420世紀(jì)40年代，從適度價格大規(guī)模制氧的技術(shù)得到應(yīng)用，3.2冶煉工藝特點

不銹鋼的化學(xué)成分特點決定著冶煉工藝的特殊性(1)鋼中合金含量高，總量為13-30%(2)合金元素中鉻含量很高，而碳含量很低(0.01-0.08%)鉻比鐵易于氧化鉻的氧化物熔點高，渣子粘稠(3)合金元素價格昂貴，提高Cr、Ni、Mo的收得率十分重要。(4)近年來由于對表面質(zhì)量要求日益提高，故對夾雜和氧、硫等雜質(zhì)的潔凈化要求也日益提高。(5)不銹鋼脫磷問題仍未解決。8/15/202353.2冶煉工藝特點

不銹鋼的化學(xué)成分特點決定著冶煉工藝的3.3不銹鋼的冶煉方法：（1）單爐冶煉法（2）雙聯(lián)冶煉法（3）三聯(lián)冶煉法主要有三大類8/15/202363.3不銹鋼的冶煉方法：（1）單爐冶煉法主要有三大類8/4（1）單爐冶煉方法以電弧爐冶煉為主，在60年代以前曾是最基本的冶煉方法，現(xiàn)在只在個別場合下采用。根據(jù)原料條件，又分為三種工藝：返回吹氧法：以本鋼返回料為主，吹氧氧化脫碳冶煉。裝入法：全部使用本鋼返回料，不氧化或低碳廢鋼－鐵合金，不氧化冶煉。新料氧化法：碳鋼－鐵合金，氧化冶煉。8/15/20237（1）單爐冶煉方法以電弧爐冶煉為主，在60年代以前曾（2）雙聯(lián)冶煉方法雙聯(lián)法是60年代以來最主要的冶煉方法，主要是電弧爐熔化＋二次精煉：EAF－AOD是世界范圍內(nèi)最主要的冶煉方法，約占不銹鋼生產(chǎn)量的70%。EAF－VOD，國內(nèi)采用較多，主要用于生產(chǎn)高質(zhì)量的不銹鋼。EAF－CLU，采用水蒸汽代替AOD爐的氬氣。8/15/20238（2）雙聯(lián)冶煉方法雙聯(lián)法是60年代以來最主要的冶煉方

二步法主要是EAF+AOD多在專業(yè)化不銹鋼生產(chǎn)廠采用，冶煉鋼種基本不受限制（C+N≤250ppm），與連鑄匹配比較容易，投資和生產(chǎn)成本較低。8/15/20239二步法主要是EAF+AOD多在專業(yè)化不銹鋼生產(chǎn)廠采用（3）三聯(lián)冶煉方法

最近幾年新出現(xiàn)的冶煉工藝，其特點是：用于高爐－轉(zhuǎn)爐流程，適于年產(chǎn)量達(dá)50萬噸級的不銹鋼生產(chǎn)流程。使用VOD爐做為最終精煉爐，以獲得更優(yōu)的冶金質(zhì)量。投資規(guī)模較高，但合金由于收得率的提高，生產(chǎn)成本較低。8/15/202310（3）三聯(lián)冶煉方法最近幾年新出現(xiàn)的冶煉工藝，其特點是：8/牌號化學(xué)成分/%CrCSiPS范圍ⅠⅡⅠⅡⅠⅡⅠⅡ≥≤FeCr67C6.062.0-72.06.03.00.030.040.06FeCr55C60060.052.06.03.05.00.040.060.040.06FeCr67C9.562.0-72.09.53.00.030.040.06FeCr55C10060.052.010.03.05.00.040.060.040.063.4不銹鋼的配料

不銹鋼冶煉的第一個技術(shù)要點就是配料，要保證鉻、碳和磷三種主要化學(xué)元素的成分符合要求，而且成本最低。8/15/202311牌號化學(xué)成分/%CrCSiPS范圍ⅠⅡⅠⅡⅠⅡⅠⅡ≥≤FeC為了使配料成本最低，應(yīng)可能多的使用使用高碳鉻鐵，其中含碳量約為9.0％，含鉻量約為66.6％。設(shè)配料達(dá)到鉻規(guī)格下限，即Cr=18.0％，需加鉻鐵量（按1t成品計）：8/15/202312為了使配料成本最低，應(yīng)可能多的使用使用高碳鉻

帶入的碳量

即溶池中含碳量增加2.43％，若原爐料中原始含碳量約0.2％，則爐料中總配碳達(dá)2.63％。亦即在冶煉過程中需有較大的脫碳量。即配用AOD法冶煉較為合適。8/15/202313帶入的碳量即溶池中含碳量增加2.43％，若

高碳鉻鐵中含磷量較高，例如約為0.060％，這樣配入磷量為：若廢鋼中原有磷約為0.030％，則配料磷量為：則溶池中總磷量為0.162+0.219=0.381kg，即總百分含量為0.0381％，[P]=0.0381超出規(guī)格的要求。若配加一定的生鐵，或采用三聯(lián)法冶煉（以加熱鐵水為原料），必須采用鐵水脫磷工藝。8/15/202314高碳鉻鐵中含磷量較高，例如約為0.060％，大包公稱容量：45噸拉坯速度：0.6-0.9m/min中間包類型：矩形中間包公稱容量：18噸中間包鋼水液位高度：800mm結(jié)晶器類型：800mm結(jié)晶器3.5連鑄主要工藝8/15/202315大包公稱容量：45噸3.5連鑄主要工藝8/4/202315

大包

經(jīng)AOD冶煉得到合乎要求的鋼液后，出鋼至45t大包，大包經(jīng)吊車送至吹氬站。吹氬采用弱攪拌，避免吹氬過程裸露鋼液面，喂Si-Ca線前吹氬時間3～5分鐘，喂Si-Ca線后吹氬時間大于5分鐘，吹氬總時間約為1個小時。8/15/202316

大包經(jīng)AOD冶煉得到合乎要求的鋼液后，出中間包中包公稱容量18噸，內(nèi)腔尺寸如下圖所示。8/15/202317中間包中包公稱容量18噸，內(nèi)腔尺寸如下圖所示。8中間包擋墻擋壩安裝位置如圖所示：8/15/202318中間包擋墻擋壩安裝位置如圖所示：8/4/202318浸入式水口為可更換式，材質(zhì)是Al2O3－C，連接處具備氬封條件。8/15/202319浸入式水口為可更換式，材質(zhì)是Al2O3－C，8/15/2023208/4/202320連鑄機(jī)主要工藝參數(shù)該鑄機(jī)主要技術(shù)特點如下：機(jī)型：1280mm立式板坯連鑄機(jī)年生產(chǎn)能力：45萬噸／年鑄機(jī)流數(shù)：1機(jī)1流鑄坯規(guī)格：160×1015mm2；160×1238mm2；180×1015mm2；180×1238mm2；200×1015mm2；200×1238mm2；8/15/202321連鑄機(jī)主要工藝參數(shù)該鑄機(jī)主要技術(shù)特點如下：8/4/連鑄過程控制

連鑄過程控制的主要目的是：控制二次氧化，保證精煉后的鋼水在整個連鑄過程中不再產(chǎn)生二次污染，影響鋼水的潔凈度；控制連鑄工藝參數(shù)，保證獲得表面及內(nèi)部質(zhì)量（包括中心疏松、縮孔、偏析等）良好的連鑄坯。該鋼廠采用了如下技術(shù)措施:8/15/202322連鑄過程控制8/4/202322(1)低過熱度澆注該鋼廠生產(chǎn)中將鋼的過熱度控制在20℃以內(nèi)，這樣可以獲得較寬的等軸晶區(qū)，避免產(chǎn)生中心偏析、中心疏松和縮孔等缺陷而降低鋼的致密度。。(2)保護(hù)澆注采用鋼包氬氣密封長水口以及中間包浸入式水口，目的是為了使鋼質(zhì)純凈，夾雜物和氣體含量低，就要在連鑄過程中避免二次氧化的發(fā)生，以保證精煉后鋼水的潔凈度。8/15/202323(1)低過熱度澆注8/4/202323(3)拉速的控制拉速是連鑄生產(chǎn)操作中的重要控制參數(shù)。影響拉速的因素主要有鋼種、中間包容量、液面深度、鑄坯斷面尺寸、冶金長度、結(jié)晶器出口坯殼厚度和澆注溫度等。該鋼廠鑄機(jī)拉速一般控制在0.6-0.9m/min左右。8/15/202324(3)拉速的控制8/4/202324斷面厚度mm拉速m/min結(jié)晶器上口寬mm結(jié)晶器下口寬mm鑄坯規(guī)格mm1800.7510681055180×1020200×10202000.6012961280180×1240200×12401600.910581045160×10151600.912901274160×12381800.7510581045180×10151800.7512901274180×12382000.610581045200×10152000.612901274200×1238結(jié)晶器尺寸8/15/202325斷面厚度mm拉速m/min結(jié)晶器上口寬mm結(jié)晶器下口寬m連鑄機(jī)某廠板坯連鑄為一機(jī)一流立式連鑄機(jī)（板坯長度為6～16米）組成，主要生產(chǎn)300、400系列和部分200系列不銹鋼。板坯斷面規(guī)格（160-200）×（1015-1240）mm2,拉速0.60-0.90m/min。

8/15/202326連鑄機(jī)