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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：

介质及原材料	AOD	MRP-L
O2 Nm3/t	50—55	35--50
Ar Nm3/t	18--20	0.4—1
Si-Fe Kg/t	12—15	8—10
炉衬寿命次	130-200	1100

钢水质量的对比

二步法	三步法
N2含量 >180ppm	100—120 ppm
H2含量 >5-6 ppm	3—4 ppm

二步法与三步法成本对比

半轴螺栓

项目		二步法		三步法
	价格	消耗Kg/t	费用 DM	消耗Kg/t	费用 DM
电触点 1.废钢	0.17 DM/Kg	385.2	65.48	380.9	64.75
2.304返回料	1.11 同上	212.0	212.8	212.8	234.08
3.AL	2.15			2.0	4.3
4.HC-CrFe	1.10	283.8	283.8	282.5	310.75
5.石灰	耳机绕线器0.17	140	140	113.8	19.34
6.CaF2	0.23	6	6	4.5	1.03
7.HC-MnFe	1.10	13.6	13.6	12.9	14.19
8.FeNi	3.75	227.0	227.0	227	851.25
9.电极	4.75 同上	3.5	3.5	2.9	14.6
10.水	0.72 DM/M3	2.0	2.0	12.0	8.6
11.电	0.11DM/kwh	470	470	420.8	46.3
12.O2	0.07DM/Nm3	47.8	47.8	42.8	3.0
13N2	0.03 同上	5.0	5.0	5.6	0.2
14.Ar	1,25	18	18	2	2.5
15.蒸气	0.03	一	一	80	2.4
16.压缩空气	0.17	0.6	0.6	0.7	0.1
17.C3H8	1.90 同上	一	一	0.1	0.2
18.耐材	0.60DM/Kg	21.1	12.1	18	10.8
19.人工费	0.53 DM	7	7	8	4.2
合计			1652.71	1625.66 -27.05DM

二步法与三步法投资费用对比(百万马克)

项目	EAF +AOD	EAF +MRP +VOD
一. EAF: EAF投资电炉除渣设备(包括辅助设备) 电炉用氧	90t相同 1. 7 0.3	85t相同缘114
二. AOD 炉容量90t 除渣设备辅助设备留渣系统付软件工艺	1.6 3.7 2. 2 7.5	100t 0.5 1. 5
三. VOD VOD设备合金系统		9.9(新的) 3.0
四. 其它:搅拌装置合金系统(搅拌用) 炉体更换小车炉底更换设备炉衬破碎设备砌炉设备炉子存放站行车	0.35 1.50 5.0 1. 1 相同 0.2 250 t 7.2	1.1 相同 150 t 3.6
合计	32.35(BG1)	18.75(BG2)

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,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

序号	钢种	比例%	代表钢号	连铸坯产量 t/a	钢水产量 t/a
1	奥氏体	50	304	50,000	53,200
2	奥氏体	40	316	45,000	47,880
3	铁素体	10	430	5,000	5,320
合计	不锈钢	100		100,000	106,400

表二：钢种化学成分表

序	代表	化学成分 %
号	钢号	Cr	Ni	Ti	N	Mo	C	Si	Mn	数据监控 P	S
1	304	18.020.0	8.0010.5	5(C%0.02)0.8	--	--	0.08	1.00	2.00	0.035	0.03
2	316	16.018.0	10.014.0	--	0.10	2.00～3.00	0.08	1.00	2.00	0.035	0.03
3	430	16.018.0	--	--	--	--	0.12	0.75	1.00	0.035	0.03

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。

2.主要工艺设备技术性能

① 交流超高功率电弧炉

电弧炉公称容量	25t
平均出钢量	25t
炉壳直径	4400mm
变压器额定容量	20MVA
变压器一次侧电压	35或10kV
石墨电极直径	450mm
传动方式	全液压
液压介质	水乙二醇
水冷炉壁与炉盖	管式
电极冷却	喷淋
水冷碳氧喷机械手	有
除尘方式	炉盖第4孔+屋顶罩
散状料加料方式	炉盖第5孔和钢包机械化加料
每炉钢平均冶炼周期	70min
出渣方式	热泼渣

②LF油路分配器精炼炉

基本形式	钢水罐车炉盖升降型
公称容量	30t
精炼钢水量	1530t
变压器额定容量	6 MVA
电极直径	350mm
电极中心圆直径	600mm
变压器一次侧电压	35或10kV
加热速度	4℃/min
炉盖形式	管式水冷双层罩
炉盖升降行程	400mm
传动方式	全液压
液压介质	水乙二醇

③AOD炉主要技术性能：

本文发布于:2024-09-21 22:44:03，感谢您对本站的认可！

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