0Cr18Ni9不锈钢的冶炼工艺研究

0Cr18Ni9不锈钢的冶炼工艺研究

　 8 2006年4月　

第12卷第2期

宽厚板

WIDEANDHEAVYPLATE

Vol.12.No.2　

April　2006　　

0Cr18Ni9不锈钢的冶炼工艺研究

韩全军1.2　成国光1

(1北京科技大学;2舞阳钢铁有限责任公司)

　　摘　要　本文简要介绍了不锈钢的发展历史和前景,

舞钢引进奥钢联VOD,出了一些建议。

StudyofSteelmakingProcessfor0Cr18Ni9StainlessSteel

HanQuanjun

1.2

andChengGuoguang

1

(1BeijingUniversityofScienceandTechnology;2WuyangIronandSteelCo.Ltd)

Abstract　Thisarticlebrieflydescribesthedevelopmenthistoryandtheprospectofthestainless-steel,andaccordingtotheproductionexperiencediscussestheVODequipmentimportedfromVAIandtheproductionprocessesofthethreeheatsofstainless-steel(304),putsforwardsomesuggestionstodevelopandproducethenewstainless-steelinthefuture.

Keyword　Stainless-steel,VOD,Production,Process

1　前言

20世纪80年代以来,世界钢总产量增长缓

化产品结构,舞钢投资引进德国先进的技术,2004年新建了90t双盖双工位VOD真空设备,为完善VOD工艺设备的功能实践,争取早日开发新的市

慢,而不锈钢的生产一直持续快速增长,估计2010年将达到2000万t,占世界总粗钢产量的2%强。近几年我国不锈钢生产的发展缓慢,与我国钢产量大幅度增加相比,不锈钢产量在总产量中所占比例逐年下降,只占约0.3%,远远不能满足不锈钢消费逐年增加的需要。目前我国不锈钢年消费总量约为65万t左右,人均消费量仅约为0.5kg 年。资料显示,近10年来发达国家不锈钢人均消费量显著增长,日本、瑞典、德国、意大利等达到10～15kg 年,美国约为8kg 年,英国约为7kg 年,奥地利最高,达25kg 年。世界不锈钢人均消耗量约为2kg 年,今后世界不锈钢的消耗量将以较高的速度增长。我国不锈钢生产在企业规模、专业化生产、产量、质量、品种和工艺技术等各方面与工业发达国家相比都有很大差距,不能满足我国国民经济发展和人民生活水平提高的需要。为了优

场空间,舞钢进行了三炉奥氏体不锈钢的0Cr18Ni9(304)生产,现将其生产过程简要介绍

如下。

2　生产简要工艺流程

舞钢公司现有从奥钢联引进的具有国际先进生产水平的90t超高功率电弧炉和双工位VOD抽真空设备,生产0Cr18Ni9的简要工艺流程为:

90tUHP电弧炉→LF→VOD→加合金和还

原剂(冷却废钢)→VD→模铸3　VOD设备简介

VOD(VacuumOxygenDecarburization)真

空吹氧脱碳法,是现今世界范围内第二位的不锈钢冶炼手段,可以冶炼超低碳、高难度、高纯度的不锈

钢产品。为原西德维腾特殊钢厂

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　第2期

韩全军:0Cr18Ni9不锈钢的冶炼工艺研究 9

(EdelstahlwerkWitten)于1967年所发明,第一

总之,不锈钢冶炼的核心技术可归纳为4个字:降碳保铬。即如何在降碳的同时尽量减少铬的烧损。

在一般不锈钢的成分范围内,可认为在Fe-Cr-C-O构成的四元体系中基本的反应式为:

Cr3O4(s)+4[C]=3[CrCO}(g)

台容量为50t。现全世界共有近百台,其容量为5～150t。我国第一台容量为13t,于1982年在大连钢厂投产。真空罐、氧枪、VOD主要装备有:钢包、加料系统、测温取样系统、真空系统和控制系统。图1为VOD工作状态示意图

。

,即Pco1=+8.76[%C]T

式中:T为绝对温度K;[%Cr]和[%C]分别

为熔池中Cr和C的重量百分浓度。

在饱和氧的熔池中铬、碳和温度的关系如图2所示。

图1　VOD工作状态示意图

VOD的简要工作原理为:用真空装置降低CO分压进行脱碳。它的主要优点为:

1)降碳保铬效果好。通过控制真空度,可在铬

几乎不被氧化的情况下脱碳。脱碳后用于还原渣中<Cr2O3>的还原剂用量少;

2)由于是在钢包中精炼,精炼后不吸收氮、

碳,更适合冶炼超低碳、超低氮不锈钢;

3)脱氧效果好。4　不锈钢生产的核心技术

图2　饱和氧的熔池中铬、碳和温度的关系图

可以看出:对于Cr=18%的不锈钢,若使C降至0.12%以下,溶池温度可达到1825℃,炉衬将很快毁坏。这就是单炉法冶炼的

不锈钢冶炼工艺的特殊性主要表现在以下几个方面:

1)钢中合金含量高,总量为13%～30%;2)合金元素中铬含量很高,而碳含量很低(0.01%～0.08%);

3)铬比铁易于氧化,铬的氧化物熔点高,渣子

主要困难。

考虑到Pco的影响,热力学计算式为:=+8.76-0.9251gPco[%C]T

式中Pco为气相中一氧化碳的分压,

单位为1gatm。

粘稠;

4)合金元素价格昂贵,提高Cr、Ni、Mo的收

由此式可知减压操作有利于不锈钢冶炼,即可通过VOD抽真空,降低气相总压强,从而提高Cr的收得率。

得率十分重要;

5)近年来由于对表面质量要求日益提高,故

对夹杂和氧、硫等杂质的洁净化要求也日益提高;

6)不锈钢脱磷问题仍未解决。

从图3中可以清楚地看出,18%Cr钢中C%、温度和Pco的关系。

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5　舞钢不锈钢的生产冶炼过程

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5.1.2　降碳保铬

第12

卷　

VOD法冶炼不锈钢生产过程分为两个步骤:

理论表明,在大气压状态下,当氧气吹到炉内钢渣界面,立即发生三个重要化学反应:

[C]+{O}=CO

2[Cr]+3{O}=<Cr2O3>3[C]+<Cr2O3>=2[Cr3(CO)

(1)(2)(3)

一是在电炉中熔化和初炼(初脱碳、脱硅、脱硫) …… 此处隐藏：2277字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……