北京不锈钢方管厂冶炼工艺流程
发布时间:2018-3-27 9:15:42 不锈钢方管: http://www.tj-fywy.com  所属分类: 厂家动态

一、严格控制冶炼化学成分

    为满足北京不锈钢方管厂防锈、耐酸等多种用途的要求,设计出的大量的北京不锈钢方管厂钢种各有不同的化学成分,除含有常规的碳、硅、锰、磷、硫外,还有铬、镍、铝、妮、铜、钦、铝、氮等多种元素。北京不锈钢方管厂冶炼要求严格控制化学成分,使之符合产品标准,这不仅直接影响产品的使用性能,而且也影响后部工序中的轧制加工性能和产品的表面质量。
二、妥善解决“降碳”和“保铬”的矛盾
    为防止在大气中产生腐蚀,一般情况下北京不锈钢方管厂中含铬量大约在12%以上,而进一步提高耐蚀性能,钢中还需加入更多的铬和一定量的镍、铝、钦等合金元素,以适应更加苛刻的使用环境。准确控制铬的含量和提高铬的回收是冶炼的一个重要技术指标。而碳又是对北京不锈钢方管厂耐蚀性能有不良影响的主要元素之一,脱碳是北京不锈钢方管厂冶炼中必须完成的另一个重要任务。因此,既要含有大量的铬又要尽量低的碳含量以改善其耐蚀性能,但在正常冶炼温度下,要把碳降至0.03%以下,则平衡的铬只能保持在4%左右,而提高冶炼温度虽能适当提高铬的平衡含量,但耐火材料却难以承受。
    为此,采用在真空下精炼或向钢液中吹氢、氮等惰性气体以稀释炉气中的一氧化碳等方法,从而达到降碳保铬的目的。20世纪60年代开发了VOD, AOD等炉外精炼新技术,开辟了北京不锈钢方管厂冶炼的新纪元。
  三、降低炼钢成本是北京不锈钢方管厂生产工艺水平的一个重要标志
    北京不锈钢方管厂冶炼中要使用大量昂贵的合金料,加之北京不锈钢方管厂炼钢浇注工艺又比较复杂,炼钢成本在总的生产成本中占有相当大的比例,因而改进工艺,降低炼钢成本具有重要意义。例如,改进原料配比,选用廉价合金,采用返回法冶炼,节约合金料;采用连铸技术以降低消耗、提高收得率;提高炉龄、降低耐火材料消耗等等。
  四、保证表面质量是北京不锈钢方管厂生产中的一项重要任务
北京不锈钢方管厂产品对表面质量的要求很严格,因此,在北京不锈钢方管厂生产中自始至终要把保证表面质量放在重要位置,而采取许多特殊的工艺措施。例如炼钢中严格控制冶炼化学成分,浇注时采用无氧保护浇铸,对锭、坯表面缺陷的修磨等。
第二节北京不锈钢方管厂的冶炼工艺
    北京不锈钢方管厂的冶炼工艺有两种方法:一种是20世纪70年代初开发的二步法,即EAF + AOD或VOD法;另一种是20世纪80年代开发的三步法,即EAF+转炉(MRP}  K一OBM或LD一OB)+VOD法。这两种方法各具特点。二步法主要是EAF + AOD多在专业化北京不锈钢方管厂生产厂采用,冶炼钢种基本不受限制(除C + N , 250ppm ),与连铸匹配比较容易,投资和生产成本较低。
    该法约占北京不锈钢方管厂总产量的70 %。三步法的主要优点是可以节省氢气消耗,转炉的补寿命比AOD高;同时由于有VOD因而可以更容易冶炼超低碳、氮,高铝和含钦北京不锈钢方管厂。目前二步法和三步法各占北京不锈钢方管厂总冶炼量的70%和20 %。典型的设备配置情况见表3一1一to
一、三步法中复吹转炉的吹炼工艺
(一)复吹转炉的特点
    复吹转炉的炉型有很多种。其方法的选择实际上只是气源、供气元件和供气压力的选择。对于北京不锈钢方管厂三步法中的复吹转炉都是使用强搅拌的复吹工艺。底吹供气强度为0.2一1.7Nm3/ } t' min)〔顶枪4 . 6Nm3/ } t' min ) }。有的复吹转炉底部可以供氧,例如K一OBM }  LD一OB等,底吹强搅拌和供氧可以提高脱碳速度和钢水收得率(93%)0
 
(二)复吹转炉的吹炼工艺
经过脱硅、脱磷、脱硫的铁水,温度1250℃以上倒入转炉,经过EAF熔化的合金铁水也倒入转炉。混合的铁水在复吹转炉中进行脱碳粗炼,当钢中碳含量约达到0.3%,钢水温度1650 0C,经过还原后出钢送入VOD炉进行精炼。
    复吹转炉脱碳工艺的目标是减少铬的氧化,提高脱碳速度。对此,复吹工艺的核心是顶、底吹炼氧气的比例和与惰性气体的比例。首先,在高碳区脱碳复吹工艺与单独顶吹或底吹比较,其脱碳速度和减少铬的氧化都具有明显的优越性。另外,顶、底复吹氧的比例,底吹比应小于0.5。加大顶吹氧的比例有利于提高脱碳速度,但有可能加大铬的氧化。在顶吹氧的条件下,增加底吹氮(氢)流量可以减少铬的氧化。另外,在顶吹氧中混合少量的氮气对减少铬的氧化有利。
    三步法VOD炉要求的入炉钢水碳含量约在0.3%左右,所以复吹转炉在碳含量为0.4%一0.25%的中碳区应停止顶吹,其底吹的氧/氮(氢)的比例应控制在2/1一1/1的范围。
    复吹转炉使用的惰性气体应根据冶炼钢种或成品钢中氮含量的要求所决定。VOD炉去氮能力是很强的,对于304北京不锈钢方管厂复吹转炉可以使用氮气吹炼,对于限制氮的钢种,应根据其含量在吹炼后期使用氢气吹炼。
二、AOD炉的精炼工艺
(一)AOD炉基本操作工艺
    AOD炉外形与转炉相似,炉衬采用多种规格和品种的碱性耐火材料(如镁钙砖、铬镁砖等),在AOD侧底部安有两支或多支双层自耗式喷枪,喷枪内管为铜管,吹入不同比例的氧氢(氮)混合气体进行脱碳。外管为北京不锈钢方管厂管,从内管和外管之间的缝隙中吹入氢气或氮气,压缩空气作为冷却气。AOD工艺实质是二步法炼钢工艺,首先炉料(包括废钢和铁合金)在电弧炉或感应炉中熔化,镍、铬、锰一般按规格中下限配入,按照炉料最低成本要求,碳一般在0.5%一3.0%之间变化,大部分钢厂在1.5%一2.0%炉料熔化后就可进行还原,当电炉钢水温度约1550℃时经过扒渣后倒入AOD炉进行脱碳。入炉钢水的碳含量一般在1.5%一2.0%,经过三期脱碳达到0.03%的要求。第一期氧氢(氮)比为3:1脱碳到0.25%,第二期1:1
脱碳到0.10%,第三期3: 1一4:1到终点碳。终点温度在1710 } 1730℃进行还原精炼
  (二)AOD炉脱碳工艺
AOD炉脱碳工艺在高碳区可以采用纯吹氧或高的氧氮比进行脱碳。AOD炉的吹炼强度为0.8一1. 8Nm3/ C t' min ) o  AOD炉脱碳工艺关键在于C<0.7%一0.08%的区间,为了提高脱碳速度,防止铬的大量氧化。必须随着碳含量的降低不断降低氧氢比,以降低Pco。传统的AOD炉脱碳工艺采用的是根据钢中的碳含量把氧氢比分成几个阶段进行的。AOD炉的脱碳速度介于VOD炉和复吹转炉之间
(三)AOD炉的还原工艺
    脱碳终点时AOD炉一般有2%的Cr氧化,VOD炉约有1%的Cr氧化,钢中的氧含量约分别为700ppm和200ppm。为了还窄渣中的Cr203并对钢水脱氧,一般是向钢中加入Fe一Si进行还原。Fe一Si的添加量AOD炉一般在8一12k扩t,硅脱氧后要进行纯吹氢约6分钟,以利于夹杂物上浮。AOD炉采用F。一Si和铝脱氧可使钢中的氧含量降至50一80ppm和30一4Oppm。    
 为了还原渣中的Cr203,应控制钢中的硅含量和钢渣的碱度。为使AOD炉铬的回收率达到98.5%。钢中含Si量应控制在0.5%左右,钢渣碱度应控制在2.0左右。为了控制钢渣碱度,石灰应分阶段加入,兑钢前加入15k扩t和9kg/t的Mg0,脱碳工期中加入22kg/t,终点后加22kg/t。为了充分化渣,脱碳终点时应加入12%石灰量的Ca。
(四)AOD炉的脱硫工艺
    北京不锈钢方管厂中的硫对热塑性、耐锈性和耐蚀性都有明显的影响,AOD炉精炼后钢中的硫含量一般己达到蕊0 . 030%的水平。采用双渣法操作可使硫含量达到小于10ppm的水平。
    AOD炉由于可以进行强搅拌操作,所以脱硫比VOD炉容易,能够达到更低的含量。AOD炉脱硫同炉渣碱度有很大关系,此外,为了强化脱硫,在精炼期向钢渣中添加铝粉使钢渣的组成接近60% CaO, 32% Ab03和8%Si02,对脱硫更有效,而且脱硫速度加快。