不锈钢生产工艺简述

不锈钢生产工艺简述

目前不锈钢的冶炼技术，大体可分为两种方法，即两步法、三步法。采用两步法的占70%以上.即EAF-AOD,或EAF-VOD,EAF-CLU等.

近年来由德马克公司发展的三步法冶炼工艺，即EAF--MRP-L--VOD 已被一些厂家采用.实际上三步法也不局限于德马克所推荐的工艺,也可以是其它类似工艺.如精炼转炉也可以是K-OBM,CLU,AOD-L.真空吹氧装置也可以是RH-KTB/OB.三步法的工艺优势在于:Ar耗量低(1-3 Nm3/t),还原铁合金用量少,转炉炉衬寿命长,生产节奏利于和连铸匹配.

生产成本大约可降低约18美元/吨.在这两种方法之外，采用转炉并以铁水为主要原料的不锈钢冶炼工艺，是当今的一项重要技术进步,其中，以日本川崎的千叶厂最具代表性。

不锈钢的薄板坯连铸技术近年来也取得一定进展,在NUCON厂浇注了409不锈钢,AMCO浇注了430不锈钢,Avesta则浇注了300系列的不锈钢.但正常生产仍采用常规连铸.

不锈钢薄带钢连铸在日本光厂已宣告投产.生产2-5mm的304钢种,年产量~40万吨.但又宣称尚不准备推广.

一、目前世界上现行的七种工艺流程:（以废钢为主原料）

1、电炉+VOD合金废钢

2、电炉+K-OBM-S或AOD或CLU转炉

3、电炉+ 底吹搅拌+ VOD以铁水为主要原料

4、铁水(脱P) +电炉+转炉(液态合金炉料).

5、铁水(脱P) +KMS-S + K-OBM-S + VOD. Cr矿石,固态合金, 无电炉.

6、铁水(脱P) +KMS-S (+VOD)固态合金. 无电炉.

7、电炉+ 铁水(脱P) +转炉(液态HCFeCr—脱Si) (VOD).

二、三步法工艺: (Three Process SteS)

三步法为MDH公司所发展,但实际上一些生产厂先于MDH公司采了三步法的工艺.(从广义上讲).

MDH公司所开发的三步法指EAF + MRP-L +VOD的不锈钢冶炼方法.目前该工艺已用于比利时ALZ厂,巴西Acesita,韩国Posco等厂家.

三步法与传统的二步法比较,其主要优点是:生产周期短，有利于和连铸的匹配;由于Ar气耗量减少,炉衬寿命长因而降低了生产成本;此外钢水气体含量低,改善了产品质量.具体对比如下：生产周期: 通常VOD处理周期为100分钟,AOD为70-90分钟.而三步法可以将各生产环节控制在60-70分钟,从而使连铸连浇率提高到6-10炉，铸坯收得率可达94%以上。

原材料及介质消耗：

三步法的操作工艺:

电炉: 只作为熔化装置.在75分钟内完成熔化过程.出钢化学成分:

MRP-L转炉:

设两只可转动氧枪,最大氧流量: 1-2M3/t.min.炉体为可更换式.炉容比(V/T)0.6.m3/t.每炉冶炼周期在75分钟之内.每个炉役换一次炉底.炉底及炉体采用铬镁砖或白云石砖.装入钢水后的理论温度为1570℃.在开始吹氧1分钟内加入石灰,使碱度(Cao/Sio2)达到2.

当钢水温度达到1720℃时,开始连续加入冷却剂,包括非合金废钢.海绵铁,镍铁和氧化镍等.

脱碳: 脱碳至0.25%时中断脱碳.进一步脱碳将在VOD中完成.由于在转炉中欲将碳脱至很低,则需要吹入惰性气体以降低CO分压,但尽管如此Cr的氧化仍难以避免.在其它工艺中还原剂的用量为14Kg,而三步法只需10Kg,其中在转炉中消耗量为6Kg.由于不需要降低CO分压,所以惰性气体用量比其它工艺少得多.另外钢水在该阶段吸氮能力很低, 所以可以用氮气搅拌.对氮含量有特殊要求的钢种.在还原过程的后期可用氩气搅拌,氮含量可降到

110-140ppm.处理时间长可降到100ppm 以下.同纯底吹(MRP)和类似工艺比,惰性气体用量可减少75%.每吨~4Nm3. 出钢C: 0.25%,钢水温度1720℃.

还原: 一般用75%的Si-Fe作为还原剂,特殊钢用75%的Si-Fe和Al的混合还原剂.渣碱度1.8-2.0时,石灰和还原剂加入钢水中,搅拌7分钟强度与精炼期相同.添加的铁合金量应尽可能接近终点目标.(C.S除外).还原后Cr的回收率应高于98%.取样测温后无渣出钢.

VOD: 钢水送达VOD的温度约1640℃,再次测温取样后开始真空处理.以0.3m3/min的流量连续吹Ar搅拌.在200mb的负压下精炼,渣碱度1.8.氧枪吹氧,使C降至0.06%.沸腾反映结束,如达到目标C含量,则加入还原剂和造渣剂、添加剂.添加75%的Si-Fe或Al的混合还原剂后搅拌~10分钟,随后以测温取样值调整最终成分和温度后出钢.

不锈钢生产总的发展趋势:

节约原材料：原材料费用大约占总成本的50%以上

减少能耗

提高生产率

不断改进产品质量

减少环境污染

更广泛的应用自动控制技术用于质量控制及生产计划

降低基建费用

建10万吨/年不锈钢方案简介

一：建设规模：年产不锈钢水106400吨，不锈钢连铸坯100000吨。

二：产品大纲

表一：产品大纲

三：工艺流程简述

1.炼钢工艺：

根据规模、产品大纲和投资计划、电炉炼钢车间拟建设一座25t UHP EAF(交流超高功率电弧炉)、一座30tLF（精炼炉）、一座30tAOD（氩氧炉），并在LF与AOD工位各配备一台双线喂丝机，全部钢水供给连铸车间的一台2流合金钢方坯连铸机浇注。

预留一座30tVOD（真空吹氧精炼炉）。

2.工艺流程

由配料间装好废钢与大部分高碳铬铁的料篮运入主厂房炉子跨，用50/10t（30/5 t）加料吊车将原料加入电炉。电炉所需要的石灰和各种合金料及萤石等熔剂，通过机械化加料系统从炉盖第5孔加入电炉、或加入炉后钢包内。电炉冶炼时产生的炉渣，直接从炉门流至炉下地坪上，喷水冷却裂化后，由铲车将炉渣铲到自翻汽车上运出。电弧炉出钢结束后，由80/20t （50/10 t）铸造起重机将钢包吊运至AOD和/或LF工位进行脱碳与加热精炼。AOD主要用于脱碳精炼，LF除提高钢水质量外，主要功用是协调冶炼和连铸的配合，以保证多炉连浇，提高钢水收得率，改善经济技术指标。其时，需通过精炼装置料仓的加料系统往钢包和/或AOD炉内里再加入适量的铁合金，冷却废钢与脱氧剂、脱硫剂，调整成分和温度。