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法或VOD法(fa)(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(xiu)鋼生產廠采用,冶煉不(bu)銹鋼(gang)鋼(gang)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)爐的特點(dian)
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(chui)轉爐的吹(chui)煉工(gong)藝
經(jing)過(guo)脫(tuo)硅、脫(tuo)磷、脫(tuo)硫的(de)鐵水,溫(wen)度(du)1250℃以上倒人轉爐(lu),經(jing)過(guo)EAF熔化的(de)合金(jin)鐵水也倒入轉爐(lu)。混合的(de)鐵水在復吹(chui)轉爐(lu)中(zhong)進(jin)行脫(tuo)碳(tan)粗煉(lian)(lian),當鋼(gang)中(zhong)碳(tan)含量約達到(dao)0.3%,鋼(gang)水溫(wen)度(du)1650℃,經(jing)過(guo)還原(yuan)后出鋼(gang)送入VOD爐(lu)進(jin)行精煉(lian)(lian)。
復吹(chui)轉爐脫碳工(gong)藝的(de)(de)(de)(de)目(mu)標是(shi)減少鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化,提高(gao)(gao)脫碳速度。對此,復吹(chui)工(gong)藝的(de)(de)(de)(de)核心是(shi)頂(ding)(ding)、底(di)吹(chui)煉氧(yang)氣(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)比(bi)例和(he)與(yu)惰性氣(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)(de)(de)比(bi)例。首先,在(zai)高(gao)(gao)碳區脫碳復吹(chui)工(gong)藝與(yu)單獨頂(ding)(ding)吹(chui)或底(di)吹(chui)比(bi)較,其脫碳速度和(he)減少鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化都具有(you)明顯的(de)(de)(de)(de)優越性。另外,頂(ding)(ding)、底(di)復吹(chui)氧(yang)的(de)(de)(de)(de)比(bi)例,底(di)吹(chui)比(bi)應(ying)小于0.5.加大(da)頂(ding)(ding)吹(chui)氧(yang)的(de)(de)(de)(de)比(bi)例有(you)利(li)于提高(gao)(gao)脫碳速度,但有(you)可能加大(da)鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化。在(zai)頂(ding)(ding)吹(chui)氧(yang)的(de)(de)(de)(de)條件下,增加底(di)吹(chui)氮(dan)(dan)(氬)流量(liang)(liang)可以減少鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化。另外,在(zai)頂(ding)(ding)吹(chui)氧(yang)中混(hun)合(he)少量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)氮(dan)(dan)氣(qi)(qi)對減少鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化有(you)利(li)。
三步法 VOD爐要求的(de)入(ru)爐鋼水碳含(han)量約在(zai)0.3%左右,所以復吹轉爐在(zai)碳含(han)量為0.4%~0.25%的(de)中碳區應停止頂吹,其底吹的(de)氧/氮(氬)的(de)比例應控制在(zai)2/1~1/1的(de)范(fan)圍(wei)。
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。