不锈钢冶炼生产工艺

不锈钢冶炼生产系统包括铁水预处理系统，电炉系统，氩氧脱碳炉系统和钢水精炼系统等子系统。

一、铁水预处理系统

为不锈钢生产服务的铁水预处理包括铁水脱磷站和铁水倒罐站混冲脱硅设施。

1、脱硅

高炉铁水在高炉出铁场进行脱硅处理后铁水[Si]≤0.3%，由于铁水脱磷时对铁水的含硅量有一定的要求，因此在铁水脱磷之前，还要在铁水脱磷站对铁水进行补充脱硅处理。倒罐后，铁水罐进入脱磷工位进行喷吹脱硅，使铁水[Si]含量降至0.15%以下。

2、脱磷

脱硅铁水在脱磷站扒渣工位扒渣后，进行铁水罐喷吹脱磷，脱磷扒渣后铁水温度≥1265℃，[P]含量≤0.010%。

二、电炉系统

电炉以脱磷铁水、不锈钢废钢、高碳铬铁合金、镍铁合金等为炉料，熔炼出已基本上具有所炼钢种成分的不锈钢母液。

母液在加料跨扒渣，然后倒入氩氧脱碳炉进一步冶炼。

三、氩氧脱碳炉系统

1、三步法工艺

三步法工艺的主要功能为脱碳、还原、成分和温度调整。

三步法工艺过程分为脱碳期和还原期。

脱碳期，采用氧枪和炉底侧部风口复吹供氧，加快脱碳速率；当碳含量达到临界点时，逐步降低氧气流量，增大氮气或氩气的流量，氧气和氮气或氩气的比例从9:1降低至1:1，以降低一氧化碳分压，确保降碳保铬的热力学条件，使钢液中铬的氧化降低到最低限度，减少还原剂的消耗。如钢种对氮气含量有严格要求，炉底侧部风口稀释气体应采用氩气，如没有特别要求，可采用氮气代替氩气在脱碳前期或全程作为稀释气体，以降低氩气的消耗。

当钢液中碳含量达到目标成分后，氩氧脱碳炉进行还原期操作，此时炉底侧部风口的氮气切换成氩气，通过炉顶料仓加料系统加入还原剂硅铁，还原炉渣中被氧化的铬和锰，此时，加大炉底风口氩气的吹入强度，使熔池形成较好的动力学条件，加速和充分还原，同时可以达到良好的脱硫效果，之后将钢水和炉渣一起出至炉下的钢水罐内，通过渣钢混冲进一步还原渣中的氧化铬。

2、二步法工艺

二步法的主要功能为脱碳、还原、脱硫、成分和温度调整。

其工艺过程分为脱碳期和还原期，如钢中硫含量要求低于50～100ppm，在还原期后，需要进行单独造渣脱硫工艺。

脱碳期，采用氧枪和炉底侧部风口复吹供氧，加快脱碳速率，与三步法不同的是由于后面不进行VOD真空处理，所以除了对氮没有要求的钢种在脱碳前期可吹入部份氮气外，炉底侧部风口主要吹氩。当碳含量达到临界点时，逐步降低氧气流量，增大氩气或氮气的流量，氧气和氩气或氮气的比例从10:1降低至1:3，在碳含量达到0.3％以后，顶枪停止供氧，氧气和氩气均由炉底侧部风口吹入，以降低一氧化碳分压，确保降碳保铬的热力学条件，使钢液中铬的氧化降低到最低限度，减少还原剂的消耗。

当钢液中碳含量达到目标成分后，氩氧脱碳炉进行还原期操作，通过炉顶料仓加料系统加入还原剂硅铁，还原炉渣中被氧化的铬和锰，此时，加大炉底风口氩气的吹入强度，使熔池形成较好的动力学条件，加速和充分还原，同时可以达到良好的脱硫效果，之后将钢水和炉渣

一起出至炉下的钢水罐内，通过渣钢混冲进一步还原渣中的氧化铬。

四、钢水精炼系统

1、VOD系统

（1）VOD系统功能

三步法时，本装置的功能如下：

·深脱碳

·还原

·脱硫

·去除夹杂物

·合金和温度调整

二步法时，冶炼在氩氧脱碳炉中已基本结束，本装置仅用作钢水罐处理站（LTS），其功能如下：

·去除夹杂物

·合金和温度调整

（2）VOD工艺

三步法时，氩氧脱碳炉出钢后扒渣，由精炼跨起重机将钢水罐吊至真空罐内，接上吹氩管，盖上真空盖抽真空到5000Pa，通过真空下钢液中自然碳氧反应，在钢液中产生大量一氧化碳气泡，并借助强吹氩搅拌，将钢液中氮气脱去。然后进行真空吹氧脱碳精炼，碳含量达到目标成分时，进一步降低真空度，进行真空碳脱氧。随后加入还原剂和渣料，进行还原操作。再破真空进行常压下钢水调整，使钢水成分和温度满足连铸的需要，然后运至连铸钢水罐回转台浇铸。

常压下钢水成分和温度调整是在盖上常压盖情况下进行的，这样可以避免钢水吸氮，便于添加合金和测温取样。

二步法时，VOD装置作为钢水罐处理站（LTS）。氩氧脱碳炉出钢后扒渣，由精炼跨起重机将钢水罐吊至真空罐内，接上吹氩管，盖上非真空盖在常压下进行钢水调整，使钢水成分和温度满足连铸的需要，然后运至连铸钢水罐回转台浇铸。

2、LF炉

（1）LF炉功能

LF具备以下功能：协调炼钢生产和连铸机生产节奏，调整均匀钢水成分和温度，减少钢中夹杂物和控制夹杂物形态，深脱硫，深脱氧。

（2）LF炉工艺