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(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(fu)吹轉爐的(de)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. 復吹轉爐的吹煉工(gong)藝(yi)
經過(guo)脫硅(gui)、脫磷、脫硫的鐵(tie)水(shui),溫度1250℃以上倒人轉爐,經過(guo)EAF熔化的合金鐵(tie)水(shui)也(ye)倒入(ru)轉爐。混合的鐵(tie)水(shui)在復吹轉爐中進行脫碳粗煉(lian),當鋼(gang)中碳含量約(yue)達到0.3%,鋼(gang)水(shui)溫度1650℃,經過(guo)還原后出鋼(gang)送入(ru)VOD爐進行精(jing)煉(lian)。
復(fu)吹(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)轉爐脫碳(tan)(tan)工藝的(de)(de)(de)(de)目(mu)標(biao)是減少(shao)(shao)鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua),提(ti)高(gao)(gao)(gao)脫碳(tan)(tan)速度(du)。對此,復(fu)吹(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)工藝的(de)(de)(de)(de)核(he)心(xin)是頂(ding)(ding)、底(di)吹(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)煉氧(yang)氣(qi)的(de)(de)(de)(de)比(bi)例和與惰性氣(qi)體的(de)(de)(de)(de)比(bi)例。首先(xian),在(zai)高(gao)(gao)(gao)碳(tan)(tan)區脫碳(tan)(tan)復(fu)吹(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)工藝與單(dan)獨頂(ding)(ding)吹(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)或底(di)吹(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)比(bi)較,其(qi)脫碳(tan)(tan)速度(du)和減少(shao)(shao)鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)都(dou)具有明顯的(de)(de)(de)(de)優越(yue)性。另外,頂(ding)(ding)、底(di)復(fu)吹(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)氧(yang)的(de)(de)(de)(de)比(bi)例,底(di)吹(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)比(bi)應(ying)小于0.5.加(jia)大(da)頂(ding)(ding)吹(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)氧(yang)的(de)(de)(de)(de)比(bi)例有利于提(ti)高(gao)(gao)(gao)脫碳(tan)(tan)速度(du),但有可(ke)能加(jia)大(da)鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)。在(zai)頂(ding)(ding)吹(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)氧(yang)的(de)(de)(de)(de)條件下,增(zeng)加(jia)底(di)吹(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)氮(氬)流量可(ke)以減少(shao)(shao)鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)。另外,在(zai)頂(ding)(ding)吹(chui)(chui)(chui)(chui)(chui)氧(yang)中混合少(shao)(shao)量的(de)(de)(de)(de)氮氣(qi)對減少(shao)(shao)鉻(ge)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)有利。
三步法 VOD爐(lu)(lu)要求的(de)入爐(lu)(lu)鋼(gang)水碳含(han)量約在(zai)0.3%左右,所以復吹(chui)(chui)轉爐(lu)(lu)在(zai)碳含(han)量為0.4%~0.25%的(de)中(zhong)碳區應停(ting)止頂吹(chui)(chui),其(qi)底吹(chui)(chui)的(de)氧/氮(氬)的(de)比例應控(kong)制在(zai)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。