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,冶煉不銹(xiu)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(zhuan)爐(lu)的特點
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. 復吹轉爐的吹煉工藝
經(jing)過脫(tuo)硅(gui)、脫(tuo)磷、脫(tuo)硫的鐵(tie)水,溫(wen)度(du)(du)1250℃以上倒人轉(zhuan)爐(lu)(lu),經(jing)過EAF熔化(hua)的合(he)金(jin)鐵(tie)水也(ye)倒入轉(zhuan)爐(lu)(lu)。混合(he)的鐵(tie)水在復吹轉(zhuan)爐(lu)(lu)中進行脫(tuo)碳(tan)粗煉,當鋼中碳(tan)含量約達(da)到(dao)0.3%,鋼水溫(wen)度(du)(du)1650℃,經(jing)過還原后出(chu)鋼送入VOD爐(lu)(lu)進行精煉。
復吹(chui)轉爐脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)工藝的(de)(de)(de)目標(biao)是減少(shao)鉻(ge)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua),提高(gao)(gao)脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)速(su)度(du)。對(dui)(dui)此,復吹(chui)工藝的(de)(de)(de)核心是頂、底(di)吹(chui)煉氧(yang)(yang)氣(qi)的(de)(de)(de)比(bi)例和與(yu)惰性(xing)氣(qi)體的(de)(de)(de)比(bi)例。首先,在高(gao)(gao)碳(tan)(tan)區脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)復吹(chui)工藝與(yu)單獨頂吹(chui)或底(di)吹(chui)比(bi)較,其脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)速(su)度(du)和減少(shao)鉻(ge)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)都具有明(ming)顯的(de)(de)(de)優越性(xing)。另外,頂、底(di)復吹(chui)氧(yang)(yang)的(de)(de)(de)比(bi)例,底(di)吹(chui)比(bi)應小于0.5.加(jia)大頂吹(chui)氧(yang)(yang)的(de)(de)(de)比(bi)例有利于提高(gao)(gao)脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)速(su)度(du),但有可能(neng)加(jia)大鉻(ge)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)。在頂吹(chui)氧(yang)(yang)的(de)(de)(de)條(tiao)件下,增加(jia)底(di)吹(chui)氮(氬(ya))流量(liang)可以減少(shao)鉻(ge)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)。另外,在頂吹(chui)氧(yang)(yang)中混合少(shao)量(liang)的(de)(de)(de)氮氣(qi)對(dui)(dui)減少(shao)鉻(ge)的(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)有利。
三步法 VOD爐(lu)要求(qiu)的入爐(lu)鋼水(shui)碳含量約在(zai)(zai)0.3%左右,所(suo)以復吹(chui)(chui)轉爐(lu)在(zai)(zai)碳含量為0.4%~0.25%的中碳區應(ying)停止頂吹(chui)(chui),其(qi)底(di)吹(chui)(chui)的氧/氮(氬)的比例應(ying)控(kong)制在(zai)(zai)2/1~1/1的范圍。
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不銹鋼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。

