不锈钢工艺

不锈钢工艺介绍炼钢项目组2001年6月一钢公司不锈钢工程炼钢单元包括不锈钢和碳钢炼钢两个独立的炼钢系统，范围为铁水倒罐站到合格钢水上大包转台至板坯连铸机。•不锈钢炼钢系统以经脱磷的高炉铁水和液态铬铁为主要原料，采用电炉——脱碳转炉——VOD至板坯连铸机三步法工艺或采用电炉——脱碳转炉至板坯连铸机二步法工艺。生产不锈钢水75万吨/年，不锈钢连铸板坯72万吨/年。•碳钢炼钢系统以经脱硫的高炉铁水为主要原料，采用2座转炉一座脱磷一座脱碳双联作业，经过精炼处理至板坯连铸。生产碳钢钢水能力223.3万吨/年，碳钢连铸板坯216.6万吨/年。项目建设内容项目建设规模炼钢：•不锈钢钢水75万t/a•板坯72万t/a•碳钢钢水223.3万t/a•板坯216.6万t/a一钢公司不锈钢工程项目组利用现有750m3和2500m3高炉262万t/a铁水生产能力热轧：•不锈钢板卷69.8万t/a（供浦钢11.5万t/a板坯时为58.7万t/a板卷）•碳钢板卷212.4万t/a不锈钢产品大纲钢号比例年产量（吨）类别30450%375000奥氏体304L10%75000奥氏体3165%37500奥氏体316L5%37500奥氏体4095%37500马氏体4205%37500马氏体43020%144000铁素体合计100%720000不锈钢工艺流程100t电炉120tAOD转炉铁水脱磷、扒渣站双工位VOD/LTS连铸De-PO2O215tLiq.HCCr电炉扒渣站转炉扒渣站电炉扒渣站二步法工艺100t电炉120t转炉铁水包喷吹脱磷、扒渣120t双工位VOD/LTCCMDe-PO2O210tLiq.HCCr扒渣站扒渣站304、420、430钢三步法工艺100t电炉120t转炉铁水包喷吹脱磷、扒渣双工位VOD/LTCCMDe-PO2O210tLiq.HCCr扒渣站扒渣站304L,316L,430,409钢转炉直接冶炼工艺120t转炉铁水包喷吹脱磷、扒渣双工位VOD/LTCCMDe-PO215tLiq.HCCr扒渣站420,430,409钢喷吹脱磷剂O2铁水包喷吹脱磷工艺流程脱磷剂：氧化铁、烧结矿粉、石灰粉、萤石粉。脱磷处理目标[P]≤0.0010%脱硅处理要求Si≤0.20%扒渣处理喷吹脱磷工艺•1、要求脱P前铁水中[Si]≤0.15～0.20%，若[Si]﹥0.20%，T﹥1330℃时，进行混冲脱Si。如温度较低，则在脱磷站进行补充脱Si操作。混冲脱Si：在倒罐站兑铁水的同时，由加料系统加入氧化铁皮，通过铁水流的混冲进行脱Si反应。补充脱Si：在脱P站通过喷粉枪喷入石灰粉和CaF2粉的混合物，同时吹入氧气和加入氧化铁皮，并且由氮气作为搅拌气体进行搅拌，使脱Si反应在短时间内完成。•2、在铁水混冲或补充脱Si后，[Si]≤0.2%。扒去脱Si渣，进行脱P操作。•3、在双工位的脱P站，通过喷粉枪喷入铁矿粉、石灰粉、CaF2粉组成的脱P剂（用氮气搅拌）同时铁水液面吹氧，使脱P反应得以进行，达到下道工序对成分、温度的要求。•4、扒渣：脱P后的铁水由倾翻台车输送到同一轴线的扒渣工位进行扒渣操作，以防止脱P铁水渣在兑铁水时混入电炉或转炉，造成回P。铁水混冲脱硅设备•1、料仓、称量斗、振动给料器、下料溜槽等组成的加料系统。•2、测温取样装置。补充脱硅及脱磷设备•1、料仓、喷吹罐、粉剂混料器、振动给料器、气送管路等组成的加料系统。•2、喷粉枪：尺寸300×8600浇注料枪（一用一备）。•3、助燃吹氧枪：尺寸165×900水冷氧枪。•4、铁水液面测试仪。•5、扒渣机：液压式，扒渣力1000公斤。扒杆速度60m/min。•6、倾翻台车、测温取样装置等辅助设施。铁水脱磷消耗•1、混冲脱Si:氧化铁皮≤14Kg/t,氮气≤45Nm3/炉。•2、补充脱Si：氧化铁皮≤4Kg/t；石灰≤2.6Kg/t；CaF2≤0.4Kg/t；氮气≤60Nm3/炉；氧气≤4Nm3/t。•3、脱磷：铁矿粉≤20Kg/t；石灰≤25Kg/t；CaF2≤3Kg/t；氮气≤240Nm3/炉；氧气≤7.5Nm3/t。铁水脱磷处理周期（min)•项目脱磷脱磷+脱硅•铁水包开进11•测温取样33•脱Si12•测温取样2•扒渣99•脱磷3131•测温取样33•扒渣99•铁水包开出11•合计5771电炉工艺流程主原料：脱磷铁水、不锈废钢、铬铁水、铬铁合金、镍铁合金、硅铁。付原料：石灰、白云石。O2兑铁水溜槽废钢料蓝铬铁水包电炉作用：熔化废钢、合金，调整成分、温度（T=1630℃）。电炉扒渣站转炉电炉工艺•料蓝配料：不锈钢废钢、固态铬铁、石灰。•加料方式：开盖加入铬铁水和料蓝，通电后，从炉门通过溜槽加入脱磷铁水。•通电熔化，同时，从炉门吹入氧气和硅铁粉，从料仓加入渣料和固态铬铁、镍铁。熔清后，测温取样，调整成分、温度。•还原操作：加硅铁、喷吹硅铁粉。•出钢操作：钢、渣通过出钢槽混出，以提高铬的回收率。•扒渣操作：在扒渣站，扒除电炉出钢包中的渣，测温取样后送转炉。供电曲线电炉设备•形式：三相交流电弧炉。•公称容量：100吨；最大：120吨；•变压器容量：80MVA。•出钢方式：槽式出钢。•炉壳直径：6.5m。•电极直径：610mm。•炉门氧枪:自耗式。•喷粉枪：硅铁粉（碳粉）。•料仓数量：10只。电炉消耗电能消耗:approx.305kWh/t电极消耗：approx.2.6kWh/t氧气消耗:approx.17Nm3/t石灰消耗:approx.30kg/t白云石消耗:approx.15kg/t电炉作业周期加15吨液态铬铁水•1、加液态铬铁水2分钟•2、加料蓝（废钢等）2分钟•3、通电时间44分钟•4、测温取样1分钟•5、出钢4分钟•6、准备时间（出钢口修补、补炉、电极升降等）7分钟•7、合计60分钟转炉工艺流程VOD/LT电炉预熔体脱碳转炉转炉扒渣站O2Ar,N2,O2铬铁、镍铁、硅铁锰铁、造渣料转炉工艺装料：兑入成分、温度、重量符合冶炼钢种要求的电炉预熔体或直接兑入脱磷铁水及铬铁水。脱碳：顶枪、底（侧）枪吹氧脱碳，底（侧）枪同时吹氩、氮气搅拌，快速升温。脱碳过程中，按付枪测量或废气分析结果逐步减少供氧量，增加底部氩、氮气搅拌量。添加铬、镍合金调整成分，加入渣料，调整炉渣成分、碱度。脱碳至目标要求。还原：停止供氧，底部吹氩（氮气）搅拌，加入硅铁还原,调整合金成分、温度至出钢要求。出钢：按工艺要求，采用钢、渣混出工艺。转炉冶炼304不锈钢工艺转炉工艺参数•AOD转炉•公称容量：120吨•最大出钢量：135吨•转炉型式：活炉座•炉壳直径：5000mm•炉壳高度：7335mm•炉容比：0.55m3/t•风口数量：7•顶枪氧气流量：150Nm3/mim•风口气体流量：100Nm3/mim•风口位置：炉底侧部•出钢周期：60~75分钟•供氧时间（二步法）：59min•脱碳速度（二步法）：0.07%/min•（三步法）0.1%/min序号项目单位VAISMS备注1公称容量t120120最大出钢量t1301352炉座型式更换炉壳、底炉壳更换3炉型K-OBM-SAOD-L4风口数量个57风口直径mm风口布置垂直于炉底底侧部风口类型双套管双套管5风口氧气流量Nm3/min120100风口氧气耗量Nm3/t11.721.1风口氩、氮气流量Nm3/minmax:80100304二步法风口氩气耗量Nm3/t13.179.83风口氮气耗量Nm3/t16.1516.966顶枪氧气流量Nm3/min220150顶枪氧气耗量Nm3/t29.136.3供氧时间min44.6(24)59(40)二（三）步最大供氧强度Nm3/min/t2.11.77平均脱碳速度[C]%/min0.068(0.114)0.070(0.098)8出钢至出钢时间min=60=65304钢种三步法=67=82（双渣）304钢种二步法8新炉衬容积m3～84～689V/T（炉容比）m3/t～0.70～0.5510炉壳直径mm60705000炉壳高度mm76507335炉口直径mm2100200012过程（终点）控制副枪（废气）废气（副枪）测温取样副枪副枪（选择件）13新衬加炉壳重量t～26027014炉龄炉*400100*200炉换炉底15耐材种类镁碳砖白云石砖16换炉时间小时/次42不锈钢脱碳转炉主要参数AOD与K-OBM-S脱碳速率、供氧量比较VAI脱碳量(%)3.1-1.851.85-1.11.1-0.40.4-0.160.16-0.080.08-0.053.05还原二步法时间(min)6.266.29.210744.68304脱碳速率(%/min)0.2020.1250.1130.0260.0080.00430.0684(120t)供氧量（Nm3/min）220+30200+30150+300+500+250+200供氧强度Nm3/min.t2.081.921.50.420.210.17底吹氩量（Nm3/min）0000508065底吹氮量（Nm3/min）3030（60）[phone]底吹氮气耗量（Nm3/t）16.15底吹氩气耗量（Nm3/t）13.17SMS脱碳量(%)4.2-0.60.6-0.30.3-0.120.12-0.070.07-0.034.16还原二步法时间(min)351086594+(4)304脱碳速率(%/min)0.1110.0180.0060.00670.0707(135t)供氧量（Nm3/min）140+60140+400+600+400+300供氧强度Nm3/min.t1.671.500.500.330.25底吹氩量（Nm3/min）00009080底吹氮量（Nm3/min）2040608000底吹氮气耗量（Nm3/t）16.96底吹氩气耗量（Nm3/t）9.83VOD工艺流程主要合金：不锈废钢、铬铁合金、镍铁合金、硅铁、锰铁等合金。付原料：石灰、萤石、其它熔剂。VOD作用：真空脱碳，脱气，成分微调，温度调整，均匀成分、温度。CCM转炉脱碳钢水、扒渣VOD工艺•不锈钢转炉出钢后进行扒渣。•钢包吊入真空罐后，连接吹氩管吹氩，测温取样。•移动真空盖台车至处理位，开始抽真空。•氧枪吹氧，在低真空下进行强制脱碳。•脱碳至临界值，停止吹氧，在高真空下开始自然脱碳。•脱碳至目标值，加入还原剂进行还原操作。•按钢种成分进行合金化操作。•在高真空下，进行脱气操作。•破真空，移走真空盖台车。•测温取样后，加废钢进行温度调整和喂丝，吹氩。•取终点样、测温，吊走钢包。VOD主要设备•形式：双真空罐形式•公称容量：120吨；最大：135吨；•真空泵形式：4级或6级蒸汽喷射泵。•极限真空度：0.25mbar。•真空盖台车：1套。•真空槽直径：约6000mm。•真空加料系统：1套。•测温取样：真空状态下。•VOD氧枪：水冷拉瓦尔喷枪。•动态脱碳控制：MSP或MTA。•料仓数量：16只。VOD真空泵比较真空泵形式四级泵六级泵抽气能力@0.67mbar500kg/h400kg/h增压泵2级3级喷射泵2级3级蒸汽消耗Max20.3t/hMax13.5t/h冷凝器3个5个冷凝水消耗900m3/h700m3/h针阀有无VOD真空操作工艺（四级泵系统*304钢种处理模式）•首先合上真空盖，启动E4a、E4b级蒸汽喷射泵•约3分钟后，打开E3a、E3b级蒸汽喷射泵•处理至约10分钟时，关闭E3b、E4b级喷射泵，打开E2增压泵进行预脱气处理•14分钟时，关闭E2增压泵，打开E4b、E3b级喷射泵，进行吹氧脱碳处理•33分钟时，顺序打开E2、E1级增压泵，真空度达到0.67mbar进行真空自由脱碳反应•约43分钟时，关闭E1、E2级增压泵，打开E4b、E3b级喷射泵，进行脱氧合金化操作（真空测温取样）•48分钟时，关闭E3b、E4b级喷射泵，顺序打开E2、E1级增压泵，在0.67mbar下进行真空脱气和吹氩处理•约58分钟时，真空处理结束，破真空后打开真空盖