我國第一臺AOD爐投產以來AOD的容量不斷大型化。早期約有1~40噸AOD爐20多臺,其中18噸以上AOD爐共8臺(包括太鋼3臺40噸、大連1臺40噸、浦東1臺30噸、上鋼五廠1臺18噸、長城1臺18噸和宜達1臺18噸)。2002年太鋼1臺80噸K-OBM-SAOD爐投產,2003年張家港浦項2臺150噸AOD爐投產,2004年上鋼五廠60噸AOD爐和上鋼一廠120噸AOD爐投產,2005年廣州聯眾2臺170噸AOD爐投產,2006年太鋼2臺170噸AOD爐投產、2006年酒鋼1臺110噸AOD爐建成投產。國內青山不銹、江蘇德龍、北海誠德等一大批民營企業也相繼投產了AOD設備,使中國AOD爐裝備水平有了明顯的提高。
太鋼是中國最早采用AOD爐生產不銹鋼(gang)的企業,太鋼對18噸AOD爐實施過兩次技術改造。經過第一次改造,AOD爐容由18噸擴至40噸,生產能力由16萬噸提高到40萬噸。2004年實施第二次改造,爐容進一步擴大至45噸,增設頂吹氧槍,縮短了冶煉時間;引進奧鋼聯專家自動化控制系統,提高了冶煉控制精度;降低氬氣消耗,加大了除塵風機的除塵能力,改善了環境質量。2006年投產的150萬噸不銹鋼項目引進當時世界上最先進的180噸AOD技術及設備,經過多次的技術改造與升級,太鋼AOD爐裝備水平達到國際先進水平,不銹鋼產能達到了300萬噸。
近(jin)年來,我國AOD的工藝(yi)技術及裝(zhuang)備水平取得了(le)明顯的進步,主要表現如下:
1. 爐襯壽命的(de)提高
AOD爐的(de)爐襯(chen)壽命(ming)是AOD生產的(de)主要技(ji)術經濟指標,經過多年來的(de)技(ji)術攻關,特別(bie)是在改(gai)進(jin)脫碳工(gong)藝、還原造渣工(gong)藝及耐火(huo)材料等方面的(de)進(jin)步(bu),AOD爐襯(chen)壽命(ming)普遍有了提高。
2. 脫(tuo)硫工(gong)藝(yi)的(de)改進
中國(guo)AOD爐大多采用單渣法吹煉工藝(yi)。為降(jiang)低鋼中硫含量(liang),采用快速(su)脫硫工藝(yi),精煉期渣中堿(jian)度控制在(zai)2.5左右,改進AOD工藝(yi)后,脫硫率在(zai)70%以上,不(bu)銹鋼中硫含量(liang)穩定(ding)在(zai)0.005%以下(xia),平均0.0034%。
3. 含氮不銹鋼(gang)冶(ye)煉
含(han)(han)氮(dan)(dan)不(bu)銹(xiu)鋼中(zhong)的(de)(de)氮(dan)(dan)合(he)(he)金(jin)化(hua)主要(yao)有兩條途徑,一是(shi)加入氮(dan)(dan)化(hua)錳、氮(dan)(dan)化(hua)鉻等合(he)(he)金(jin)進行合(he)(he)金(jin)化(hua),二是(shi)用(yong)氮(dan)(dan)氣直接(jie)合(he)(he)金(jin)化(hua),后(hou)者具有較(jiao)低的(de)(de)生(sheng)產(chan)成本。AOD爐可(ke)以用(yong)氮(dan)(dan)氣直接(jie)合(he)(he)金(jin)化(hua),因(yin)而,冶(ye)煉(lian)高(gao)氮(dan)(dan)不(bu)銹(xiu)鋼具有很大(da)的(de)(de)優勢。太鋼在(zai)(zai)18噸和(he)40噸AOD爐中(zhong)應(ying)用(yong)氮(dan)(dan)在(zai)(zai)不(bu)銹(xiu)鋼中(zhong)的(de)(de)溶(rong)解(jie)、脫除理論,建立(li)了氮(dan)(dan)合(he)(he)金(jin)化(hua)工藝(yi)模型,冶(ye)煉(lian)中(zhong)不(bu)需要(yao)在(zai)(zai)線(xian)分析鋼中(zhong)氮(dan)(dan)含(han)(han)量(liang)就(jiu)能較(jiao)為精確(que)地控制成品中(zhong)的(de)(de)氮(dan)(dan)含(han)(han)量(liang)。之(zhi)后(hou),太鋼用(yong)氮(dan)(dan)氣直接(jie)合(he)(he)金(jin)化(hua)的(de)(de)方法(fa)應(ying)用(yong)該模型批量(liang)生(sheng)產(chan)0Cr19Ni9N、0Cr19Ni9NbN、1Cr17Mn6Ni5N、00Cr18Ni5Mo3Si2N和(he)00Cr22Ni5Mo3N等含(han)(han)氮(dan)(dan)不(bu)銹(xiu)鋼鋼種,最(zui)高(gao)氮(dan)(dan)含(han)(han)量(liang)可(ke)以控制在(zai)(zai)0.6%以上。
4. AOD除塵灰的利用
AOD爐冶煉時的粉塵量為鋼產量0.7%~1.0%,一般AOD粉塵中含Cr2O315%、NiO 4%、CaO 26%、Fe27%、MgO 15%及其他物質,粉塵粒度不大于20μm。粉塵中Cr2O3和NiO是貴重金屬氧化物,若不回收,不僅造成資源浪費,也會污染環境。因此,如何回收AOD粉塵中的鉻、鎳是各不銹鋼煉鋼廠的重要課題。太鋼經研究采用的回收工藝是按還原氧化物所需的SiC量與粉塵混合成型,經200℃干燥后送至中頻感應爐進行預熔還原,鑄成高碳鎳鉻合金(Cr13%-Ni6%),再送回電爐冶煉,用這種方法回收的AOD爐粉塵已取得較好的經濟效益。
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