電爐和精煉爐VOD雙聯(lián)法冶煉不銹鋼工藝
無錫不銹鋼板廠家無錫漢能不銹鋼2020年3月13日訊 以前冶煉超低碳不銹鋼通常采用兩種工藝方法:一種是電爐提供粗煉鋼水,，電爐調(diào)整鎳鉬成分，在精煉爐調(diào)整鉻,、錳,、硅，然后倒入另一個精煉包進行VOD操作；另一種是在電爐冶煉粗煉鋼水時除調(diào)整鎳鉬外,，部分調(diào)整鉻,、錳、硅合金,，在精煉爐繼續(xù)調(diào)整鉻成分,，最后倒入另一個精煉包進行VOD操作。以上兩種方法存在工藝煩瑣,，冶煉時間長等缺點,。在冶煉Z3CN20-09M鋼上我們進行了一次重大工藝改進，即兩臺電爐分別熔煉低磷鋼水及合金,，合兌后簡單微調(diào)成分即進行VOD操作,。
我公司新改造的VOD設備，是在原130 t VD鋼包精煉爐的基礎上自行設計改造的,。原VD爐的真空蓋上配置有拉瓦爾管式水冷氧槍,、爐氣溫度顯示儀及微氧含量分析儀，為VOD終點碳控制提供保證,。真空蓋上還裝有電子視頻監(jiān)視系統(tǒng),，實時觀察爐內(nèi)反應進行狀況及噴濺情況。有兩個500 kg真空加料倉,，可在VOD結(jié)束后加造渣材料及脫氧合金,。真空抽氣設備為500 kg蒸汽噴射泵，分為四級,，真空度可達到133 Pa以下,。
提供粗煉鋼水的電弧爐是40 t的EBT和30 t的EAF電弧爐。
試驗鋼種Z3CN20-09 M,，鋼水冶煉量70 t,。成品成分及粗煉鋼水要求見表1所示。
2. 1工藝流程
用40 t的偏心爐底電爐為VOD精煉爐提供不調(diào)整任何合金元素的純低磷氧化鋼水,，同時用30 t電爐專門熔化合金,。工藝流程如圖1所示。
表1 Z3CN20-09M鋼的主要化學成分(質(zhì)量分數(shù),，%)
圖1 Z3CN20-09M鋼試驗工藝流程圖
為了盡量回收渣中的鉻,，30 t電爐的合金直接帶渣翻入LF精煉鋼包。為盡量減少精煉期的回P,，40 t電爐冶煉的低磷氧化鋼水采用卡渣法兌入精煉包,，并嚴格控制進渣量。進行成分微調(diào)后將鋼水倒入另一個精煉包卡渣,，然后進行VOD操作,，VOD之后進行成分微調(diào)和溫度控制,，最后進行澆注。
2. 2 30 t EAF電爐冶煉工藝要點
(1)配料
30 t電爐的任務是熔化所需合金,。由于在合金熔化過程中碳不能氧化,，所以必須使用中碳及低碳鉻合金。配料結(jié)構(gòu)見表2,。
表2 30 t電爐的配料結(jié)構(gòu)
(2)操作要點
在熔化合金過程中,，Cr,，Ni都按成品規(guī)格調(diào)整,。整個冶煉過程中由于沒有標鋼只能分析鋼中的碳含量。造渣量5%,，石灰和螢石比例為4: l,。熔化中要避免增碳，可適當吹氧,。熔清后分批少量加入FeSi粉還原渣中鉻,。熔清后和出鋼前的化學成分見表3。
表3 30 t電爐熔清后和出鋼前化學成分(質(zhì)量分數(shù),，%)
2. 3 40 t EBT電爐冶煉工藝要點
(1)配料
其配料結(jié)構(gòu)見表4,。
(2)操作要點
40 t EBT電爐為von精煉提供低磷粗煉鋼水，關鍵在于造好氧化渣,。保證爐渣的堿度和鋼液的溫度,，達到快速去磷的目的。要求碳,、磷盡可能低,，并要保證一定的脫碳量。
當鋼液中P≤0. 003%,、C≤0. 03%,，鋼液溫度≥1660℃時，可以出鋼,。出鋼過程中利用包車電子秤及所需鋼水量嚴格卡渣,，兌鋼時也要卡渣。出鋼前成分見表5,。
表4 40 t電爐的配料結(jié)構(gòu)
表5 40 t電爐出鋼前化學成分(質(zhì)量分數(shù),，%)
2. 4精煉爐冶煉工藝要點
(1)倒包前操作
在精煉爐工位，要準備兩個精煉包,。其中一個是用鎂碳磚砌筑的,，用于LF操作，另一個是用鎂鉻磚砌筑的,，用于VOD操作,。精煉包烘烤溫度要求大于800℃。將30 t粗煉爐的合金翻入，再卡渣兌入40 t粗煉爐粗煉鋼水,，然后造還原渣給電升溫,。取樣微調(diào)成分達到表1要求，將溫度升至1 680℃以上,，進行倒包,，倒包時嚴格卡渣。倒包后進入VOD工位進行VOD吹煉,。合兌后成分見表6,。
(2) VOD操作
VOD吹煉工藝流程見圖2。
從圖2可以看出,，在VOD吹氧后可以在真空下進行爐渣調(diào)整,，然后將真空度升到133 Pa以內(nèi)，保持15-20 min進行VD操作,。出真空后再微調(diào)合金,，溫度合適即可出鋼。
表6 合兌后化學成分(質(zhì)量分數(shù),，%)
圖2 VOD吹煉工藝流程圖
VOD過程的主要工藝參數(shù)見表7,。
VOD操作前后的化學成分見表8。
表7 VOD過程工藝參數(shù)
表8 VOD操作前后化學成分(質(zhì)量分數(shù),，%)
用雙聯(lián)法成功試煉Z3CN20-09M鋼,，為我公司在冶煉不銹鋼的工藝方面開拓了新思路。與傳統(tǒng)的VOD不銹鋼冶煉工藝相比,，雙聯(lián)法+VOD法具有以下特點:
(1)縮短了冶煉時間
總結(jié)幾年來的VOD生產(chǎn),，電爐冶煉周期相對偏長。由于傳統(tǒng)工藝中粗煉鋼水需將鉻預調(diào)一部分,，并要在電爐內(nèi)進行脫磷及還原,，這樣使得電爐冶煉的過程相對延長，一般要4h-5h個小時冶煉一爐,。精煉爐合金加入量大,，冶煉時間也大大延長。
而在新的工藝中,，電爐分工合作,。化合金的電爐按計算數(shù)量裝好合金,，不需要分析化學成分和脫磷,，當溫度合適時即可出鋼。一般冶煉時間在2h-2. 5h,。40t EBT電爐負責提供氧化鋼水,，不需要調(diào)合金,，只要C、P溫度達到工藝要求即可,。它的冶煉時間一般在2.5h-3h,。粗煉鋼水和兌后，主要成分和溫度基本達到工藝要求,，合金加入量很少,，這樣使冶煉時間大大縮短，一般3h-4h,。傳統(tǒng)工藝冶煉時間則在5h-7h,。
(2)提高了鉻的回收率
傳統(tǒng)工藝中由于部分鉻在電爐粗煉鋼水時加入，回收率偏低,，一般在90%左右,。采用新工藝后,，由于熔化合金的電爐鋼水是全包帶渣翻入精煉包中,，這樣渣中的鉻可以做到盡可能地被還原回收，回收率一般在97%-99% ,。
(3)還能進一步改進工藝
在制定試驗方案時,，為穩(wěn)妥起見我們采用了倒包。其實粗煉鋼水合兌后,，成分和溫度就已經(jīng)符合了VOD操作條件,，