不锈钢冶炼工艺

不锈钢冶炼工艺2020/4/2623.1不锈钢生产工艺流程2020/4/263最早使用的不锈钢冶炼方法是在熔化的废钢中加入低碳铬铁的工艺。这种方法曾使用多年，其间不锈钢废钢大量积压，其价格远低于废钢中合金元素的价值。这种状况促进了新工艺的开发。首先出现的是“不氧化”法，其中不锈钢废钢在炉料中占了很大比例，在电弧炉中用铬矿石和铁矿石脱碳，可达0.05%C。其中变压器功率很大，渣量很大，渣中的铬用硅铁还原。2020/4/26420世纪40年代，从适度价格大规模制氧的技术得到应用，经过近十年的努力，在50年代未期掌握了不锈钢吹氧法技术，逐渐在世界范围内得到了应用。60年代开发了真空脱碳法(VOD)和氩氧脱碳法(AOD)两种工艺，双联法逐渐在不锈钢生产中占据了统治的地位。至今还有少量不锈钢为感应炉冶炼，或用其他特种冶炼方法。2020/4/2653.2冶炼工艺特点不锈钢的化学成分特点决定着冶炼工艺的特殊性(1)钢中合金含量高，总量为13-30%(2)合金元素中铬含量很高，而碳含量很低(0.01-0.08%)铬比铁易于氧化铬的氧化物熔点高，渣子粘稠(3)合金元素价格昂贵，提高Cr、Ni、Mo的收得率十分重要。(4)近年来由于对表面质量要求日益提高，故对夹杂和氧、硫等杂质的洁净化要求也日益提高。(5)不锈钢脱磷问题仍未解决。2020/4/2663.3不锈钢的冶炼方法：（1）单炉冶炼法（2）双联冶炼法（3）三联冶炼法主要有三大类2020/4/267（1）单炉冶炼方法以电弧炉冶炼为主，在60年代以前曾是最基本的冶炼方法，现在只在个别场合下采用。根据原料条件，又分为三种工艺：返回吹氧法：以本钢返回料为主，吹氧氧化脱碳冶炼。装入法：全部使用本钢返回料，不氧化或低碳废钢－铁合金，不氧化冶炼。新料氧化法：碳钢－铁合金，氧化冶炼。2020/4/268（2）双联冶炼方法双联法是60年代以来最主要的冶炼方法，主要是电弧炉熔化＋二次精炼：EAF－AOD是世界范围内最主要的冶炼方法，约占不锈钢生产量的70%。EAF－VOD，国内采用较多，主要用于生产高质量的不锈钢。EAF－CLU，采用水蒸汽代替AOD炉的氩气。2020/4/269二步法主要是EAF+AOD多在专业化不锈钢生产厂采用，冶炼钢种基本不受限制（C+N≤250ppm），与连铸匹配比较容易，投资和生产成本较低。2020/4/2610（3）三联冶炼方法最近几年新出现的冶炼工艺，其特点是：用于高炉－转炉流程，适于年产量达50万吨级的不锈钢生产流程。使用VOD炉做为最终精炼炉，以获得更优的冶金质量。投资规模较高，但合金由于收得率的提高，生产成本较低。2020/4/2611牌号化学成分/%CrCSiPS范围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不锈钢的配料不锈钢冶炼的第一个技术要点就是配料，要保证铬、碳和磷三种主要化学元素的成分符合要求，而且成本最低。2020/4/2612为了使配料成本最低，应可能多的使用使用高碳铬铁，其中含碳量约为9.0％，含铬量约为66.6％。设配料达到铬规格下限，即Cr=18.0％，需加铬铁量（按1t成品计）：kgCrFeG2700.660.182020/4/2613带入的碳量kgCG3.24270%0.9即溶池中含碳量增加2.43％，若原炉料中原始含碳量约0.2％，则炉料中总配碳达2.63％。亦即在冶炼过程中需有较大的脱碳量。即配用AOD法冶炼较为合适。2020/4/2614高碳铬铁中含磷量较高，例如约为0.060％，这样配入磷量为：kgPG162.0270%060.0若废钢中原有磷约为0.030％，则配料磷量为：kg219.0%030.0)2701000(则溶池中总磷量为0.162+0.219=0.381kg，即总百分含量为0.0381％，[P]=0.0381超出规格的要求。若配加一定的生铁，或采用三联法冶炼（以加热铁水为原料），必须采用铁水脱磷工艺。2020/4/2615大包公称容量：45吨拉坯速度：0.6-0.9m/min中间包类型：矩形中间包公称容量：18吨中间包钢水液位高度：800mm结晶器类型：800mm结晶器3.5连铸主要工艺2020/4/2616大包经AOD冶炼得到合乎要求的钢液后，出钢至45t大包，大包经吊车送至吹氩站。吹氩采用弱搅拌，避免吹氩过程裸露钢液面，喂Si-Ca线前吹氩时间3～5分钟，喂Si-Ca线后吹氩时间大于5分钟，吹氩总时间约为1个小时。2020/4/2617中间包中包公称容量18吨，内腔尺寸如下图所示。2020/4/2618中间包挡墙挡坝安装位置如图所示：2020/4/2619浸入式水口为可更换式，材质是Al2O3－C，连接处具备氩封条件。2020/4/26202020/4/2621连铸机主要工艺参数该铸机主要技术特点如下：机型：1280mm立式板坯连铸机年生产能力：45万吨／年铸机流数：1机1流铸坯规格：160×1015mm2；160×1238mm2；180×1015mm2；180×1238mm2；200×1015mm2；200×1238mm2；2020/4/2622连铸过程控制连铸过程控制的主要目的是：控制二次氧化，保证精炼后的钢水在整个连铸过程中不再产生二次污染，影响钢水的洁净度；控制连铸工艺参数，保证获得表面及内部质量（包括中心疏松、缩孔、偏析等）良好的连铸坯。该钢厂采用了如下技术措施:2020/4/2623(1)低过热度浇注该钢厂生产中将钢的过热度控制在20℃以内，这样可以获得较宽的等轴晶区，避免产生中心偏析、中心疏松和缩孔等缺陷而降低钢的致密度。。(2)保护浇注采用钢包氩气密封长水口以及中间包浸入式水口，目的是为了使钢质纯净，夹杂物和气体含量低，就要在连铸过程中避免二次氧化的发生，以保证精炼后钢水的洁净度。2020/4/2624(3)拉速的控制拉速是连铸生产操作中的重要控制参数。影响拉速的因素主要有钢种、中间包容量、液面深度、铸坯断面尺寸、冶金长度、结晶器出口坯壳厚度和浇注温度等。该钢厂铸机拉速一般控制在0.6-0.9m/min左右。2020/4/2625断面厚度mm拉速m/min结晶器上口宽mm结晶器下口宽mm铸坯规格mm1800.7510681055180×1020200×10202000.6012961280180×1240200×12401600.910581045160×10151600.912901274160×12381800.7510581045180×10151800.7512901274180×12382000.610581045200×10152000.612901274200×1238结晶器尺寸2020/4/2626连铸机某厂板坯连铸为一机一流立式连铸机（板坯长度为6～16米）组成，主要生产300、400系列和部分200系列不锈钢。板坯断面规格（160-200）×（1015-1240）mm2,拉速0.60-0.90m/min。2020/4/2627连铸工序主要技术指标序号项目单位现状1痕振深度mm180mm0.15-0.3200mm0.25-0.52镰刀弯mm53宽面鼓度mm0-24窄面鼓度mm0-25板坯宽度偏差mm3-46偏菱形形状mm0-27结晶器运动偏差mm0.09