不銹鋼冶煉工藝有兩種方法:一種是20紀70年代初開發的二步法,即EAF+AOD法(fa)或VOD法(圖3-1);另一種是20世紀80年代開發的三步法,即EAF+轉爐(MRP,K-OBM或LD-OB)+VOD法(圖3-2).這兩種方法各具特點。二步法主要是EAF+AOD多在專業化不銹鋼生產廠采用,冶煉不(bu)銹鋼鋼種基本不受限制(除C+N≤250ppm),與連鑄匹配比較容易,投資和生產成本較低。
1. 復吹轉爐的特(te)點
復吹轉爐的爐型有很多種。其方法的選擇實際上只是氣源、供氣元件和供氣壓力的選擇。對于不銹鋼三步法中的復吹轉爐都是使用強攪拌的復吹工藝。底吹供氣強度為0.2~1.7Nm3/(t·min)[頂槍4.6 Nm3/(t·min)].有的復吹轉爐底部可以供氧,例如K-OBM,LD-OB等,底吹強攪拌和供氧可以提高脫碳速度和鋼水收得率(93%)。
2. 復吹轉爐(lu)的(de)吹煉(lian)工(gong)藝
經(jing)(jing)過(guo)脫硅、脫磷、脫硫的(de)鐵水(shui),溫度(du)1250℃以上倒(dao)人轉(zhuan)爐,經(jing)(jing)過(guo)EAF熔化(hua)的(de)合金鐵水(shui)也倒(dao)入轉(zhuan)爐。混合的(de)鐵水(shui)在復吹轉(zhuan)爐中進行(xing)脫碳粗煉(lian),當鋼中碳含量約(yue)達到(dao)0.3%,鋼水(shui)溫度(du)1650℃,經(jing)(jing)過(guo)還原后出(chu)鋼送入VOD爐進行(xing)精煉(lian)。
復(fu)(fu)(fu)吹(chui)(chui)(chui)轉爐脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)(tan)(tan)工(gong)(gong)藝的(de)(de)(de)(de)(de)(de)目標是減(jian)(jian)少(shao)鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化,提高(gao)脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)(tan)(tan)速度(du)。對(dui)此,復(fu)(fu)(fu)吹(chui)(chui)(chui)工(gong)(gong)藝的(de)(de)(de)(de)(de)(de)核心是頂(ding)(ding)(ding)、底(di)吹(chui)(chui)(chui)煉氧(yang)(yang)(yang)氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)例和與(yu)惰性氣(qi)(qi)體的(de)(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)例。首先(xian),在高(gao)碳(tan)(tan)(tan)(tan)區脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)(tan)(tan)復(fu)(fu)(fu)吹(chui)(chui)(chui)工(gong)(gong)藝與(yu)單獨頂(ding)(ding)(ding)吹(chui)(chui)(chui)或(huo)底(di)吹(chui)(chui)(chui)比(bi)較,其(qi)脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)(tan)(tan)速度(du)和減(jian)(jian)少(shao)鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化都具有(you)明顯的(de)(de)(de)(de)(de)(de)優越性。另外,頂(ding)(ding)(ding)、底(di)復(fu)(fu)(fu)吹(chui)(chui)(chui)氧(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)例,底(di)吹(chui)(chui)(chui)比(bi)應小于0.5.加大頂(ding)(ding)(ding)吹(chui)(chui)(chui)氧(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)比(bi)例有(you)利(li)于提高(gao)脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)(tan)(tan)速度(du),但有(you)可能加大鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化。在頂(ding)(ding)(ding)吹(chui)(chui)(chui)氧(yang)(yang)(yang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)條件(jian)下(xia),增加底(di)吹(chui)(chui)(chui)氮(氬)流量可以減(jian)(jian)少(shao)鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化。另外,在頂(ding)(ding)(ding)吹(chui)(chui)(chui)氧(yang)(yang)(yang)中(zhong)混合(he)少(shao)量的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氮氣(qi)(qi)對(dui)減(jian)(jian)少(shao)鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)(yang)化有(you)利(li)。
三步(bu)法 VOD爐要求的(de)入(ru)爐鋼(gang)水碳(tan)(tan)含量約(yue)在0.3%左(zuo)右,所以復吹轉(zhuan)爐在碳(tan)(tan)含量為0.4%~0.25%的(de)中碳(tan)(tan)區應(ying)(ying)停止頂吹,其底(di)吹的(de)氧/氮(氬)的(de)比(bi)例應(ying)(ying)控制在2/1~1/1的(de)范圍。
復吹轉爐使用的惰性氣體應根據冶煉鋼種或成品鋼中氮含量的要求所決定。VOD爐去氮能力是很強的,對于304不銹(xiu)鋼(gang)復吹轉爐可以使用氮氣吹煉,對于限制氨的鋼種,應根據其含量在吹煉后期使用氬氣吹煉。