西安重鑫電爐設(shè)備有限公司編輯

25TＬＦ－ＶＯＤ精煉爐冶煉超低碳不銹鋼研究攻關(guān)

摘要：ＯＯＣＲ系超低碳不銹鋼是哈爾濱電機(jī)有限責(zé)任公司電站設(shè)備用鋼的拳頭鋼種．西安電爐，西安電爐設(shè)備，西安電弧爐，西安精煉爐，西安礦熱爐，西安中頻爐 ，西安電渣爐，西安重鑫電爐設(shè)備有限公司，http://zjfs168.com.cn隨著國(guó)內(nèi)外科技的進(jìn)步，備電 站對(duì)設(shè)備用鋼的質(zhì)量要求也更加嚴(yán)格。尤其對(duì)我公司生產(chǎn)的００ＣＲ系超低碳不銹鋼葉片、轉(zhuǎn)輪等重要部件必須是精煉鋼水。我公司當(dāng)時(shí)只有兩臺(tái)ＡＣ爐，遠(yuǎn)不能滿足用戶的囂求。因此略爾濱電機(jī)有限責(zé)任公司各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)精心央簸 下奐心向國(guó)家貸款上馬一臺(tái)２５噸ＬＦ－ＶＯＤ精煉爐項(xiàng)目，并且列為公司掛號(hào)重點(diǎn)項(xiàng)目。此項(xiàng)目的成功使用不僅使我公 司能順利生產(chǎn)出００ＣＲ系超低碳不銹鋼精煉鋼水同時(shí)為冶煉其他高眭度精煉鋼種提供了保證。這充分標(biāo)志著我公司

冶煉設(shè)備和冶煉水平已提升到一個(gè)新的水平。 關(guān)鍵詞：ＬＦ．ｖＯＤ；超低碳不銹鋼

１．目的意義：

對(duì)于１０噸ＡＣ爐＋２５噸ＬＦ—ＶＯＤ精煉爐冶煉００ＣＲ系不銹鋼在我公司實(shí)屬首次，冶煉工藝技術(shù)、設(shè) 備建設(shè)維護(hù)、耐火材料選擇等各方面參數(shù)極其繁雜精細(xì)。據(jù)相關(guān)廠家的經(jīng)驗(yàn)精煉超低碳不銹鋼任 務(wù)艱巨，而且經(jīng)常出現(xiàn)漏鋼事故。因此如何合理安全保證１０噸ＡＣ爐＋２５噸ＬＦ－ＶＯＤ精煉爐成功冶煉 出００ＣＲ系超低碳不銹鋼，意義極其重大。

２．技術(shù)水平與技術(shù)難度：

１０噸ＡＣ爐＋２５噸ＬＦ—ＶＯＤ精煉爐冶煉００ＣＲ系超低碳不銹鋼所需工藝技術(shù)、設(shè)備建設(shè)維護(hù)、耐 火材料選擇等各方面參數(shù)極其繁雜精細(xì)，不僅要充分發(fā)揮１０噸ＡＣ爐的熔化作用、２５噸ＬＦ精煉爐的 控制溫度微調(diào)成分作用以及ＶＯＤ精煉爐高真空下氬氣氧氣混吹去碳保鉻的功能；而且更要把１０噸 ＡＣ爐、２５噸ＬＦ精煉爐以及ＶＯＤ精煉爐三者有機(jī)地結(jié)合起來。同時(shí)整個(gè)冶煉過程均處于高溫高壓高 氣流高風(fēng)險(xiǎn)狀態(tài)下，在這種情況下要順利地生產(chǎn)出合格的００ＣＲ系超低碳不銹鋼，其難度和風(fēng)險(xiǎn)是

可想而知的。

３．采用的主要新工藝方法：

３．１

２５盹ＬＦ—ＶＯＤ精煉包的優(yōu)化砌筑：

隔熱層采用耐火度≥１６５０＂Ｃ；導(dǎo)熱率（１０００。Ｃ）≤Ｏ．１５Ｗ／Ｍ．Ｋ的新型高鋁多晶奠來石纖維板 代替?zhèn)鹘y(tǒng)的石棉布。減少了熱損失；為避免和減少澹鋼事故非工作層改為碳鋁鎂尖晶石搗打料整 體打結(jié)；由于我公司主要生產(chǎn)００ＣＲ超低碳不銹鋼，精煉包是間歇式工作，因此工作層耐火材料的選 用首先是無碳材質(zhì)，其次要抗急冷急熱抗沖刷。綜合上述情況我公司２５噸ＬＦ—ＶＯＤ精煉包的工作層 渣線選用再結(jié)合或半再結(jié)合鎂鉻磚，包壁和包底選用無碳鋁鎂尖晶石磚；包底采用外裝式氬氣透 氣磚，更換比較方便；滑動(dòng)水口采用雙包眼滑動(dòng)水口，中心距固定為９５０ｒａｍ，滑板用透氣塞通氬 氣．既保征了薄大件雙包眼快速澆注；又能滿足單鑄口多件次澆注。 １０噸ＡＣ爐的工藝優(yōu)化： １０噸ＡＣ爐配料由低Ｐ軟鋼，不銹鋼返回料，低廉的高碳鉻鐵及其他鐵合金組成。爐料熔化

３．２

８０％以后加強(qiáng)吹氧助熔，全熔溫度≥１６００ｃ取樣控制碳含量并充分還原。為取得最優(yōu)止吹碳含量,減少貴重元素?fù)p失，給后續(xù)提供方便，我們分別把配碳量控制在０．２％；０．３％；Ｏ．４％一直到１．０一 １．５％作試驗(yàn)。鋼水溫度≥１６５０℃扒渣快速出鋼。

３．３

２５噸精煉包ＬＦＴ位的精煉：

ＬＦ爐又名鋼包爐，它的技術(shù)特征可概括為：還原氣氛下的埋弧加熱、透氣磚吹氬攪拌、真空脫 氣及高堿度合成渣精煉．

ＬＦ爐與ＡＣ爐相連有如下優(yōu)勢(shì)：

①加快了ＡＣ爐生產(chǎn)周期并提高了電爐鋼質(zhì)量。 ②ＬＦ爐可以嚴(yán)格調(diào)節(jié)鋼液的成分和溫度，對(duì)鋼的機(jī)械特性有利。 ③ＬＦ爐具有保溫鋼液的性能并能長(zhǎng)時(shí)間存放鋼液，為多包合澆或連鑄提供了可能。

我公司生產(chǎn)００ＣＲ系超低碳不銹鋼時(shí)充分還原調(diào)整高堿度精煉渣；透氣磚吹氬攪拌均勻鋼液的

成分和溫度；電極埋弧加熱控制鋼液的溫度。（Ｃ％＝０．２—０．６；ＳＩ％≤０．２；ＣＲ％＝Ｉ １．５—１２．０；ＮＩ％＝３．５—

４．Ｏ；ＭＯ％＝０．４０—０．４３）。鋼水溫度≥１６５０℃扒渣進(jìn)ＶＯＤ。

３．４

２５噸精煉包ＶＯＤ工位的精煉：

ＯＸＹＧＥＮ

ＶＯＤ精煉法是真空吹氧脫碳法的簡(jiǎn)稱（源自英文ＶＡＣＵＵＭ

ＤＥＣＡＲＢＵＲＩＺＡＴｌＯＮ的字頭），其結(jié)構(gòu)一般由真空罐、精煉盛鋼桶、真空泵、氧槍、加料系 統(tǒng)、終點(diǎn)控制儀表和取樣測(cè)溫裝置等組成。因我公司采用１０噸ＡＣ爐＋２５噸ＬＦ－ＶＯＤ精煉爐三聯(lián)組合 冶煉００ＣＲ系超低碳不銹鋼，因此結(jié)構(gòu)上省去了加料系統(tǒng)和取樣測(cè)溫裝置；終點(diǎn)控制儀表采用最先 進(jìn)的氧濃度儀代替氧濃差電池；真空泵也采用最先進(jìn)的德國(guó)萊寶機(jī)械泵代替?zhèn)鹘y(tǒng)蒸氣泵，創(chuàng)中國(guó) 領(lǐng)先。把加料調(diào)整成分和取樣操作放在ＬＦＴ位進(jìn)行。ＶＯＤ精煉法主要化學(xué)反應(yīng)原理如下： ２［ｃ）＋Ｏ：＝２Ｃ０ｔ ３【Ｃ，］＋２０：＝（Ｃｄ∞ ，平衡時(shí)還有

?

（ｃ一０）＋２（Ｃ］＝３［Ｃ，］＋４Ｃ０ｔ

由此可見ＯＯＣＲ系超低碳不銹鋼脫碳的主要因素是溫度和ＣＯ分壓。在精煉鋼包包襯能承受的 情況下適當(dāng)提高冶煉溫度和真空度有利降碳保鉻。針對(duì)我公司的實(shí)際情況，溫度提升到１６８０６Ｃ迸 人ＶＯＤ，真空度提高到６０００一ｓｏｏｏ｜９自吹氧精煉。待真空度明顯上升氧濃度表出現(xiàn)拐點(diǎn)時(shí)停氧高真空 （６７帕）碳脫氧．保持１５分鐘破真空調(diào)整出鋼。

４．攻關(guān)效果與結(jié)論：

通過各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)和大家的共同努力，鞍鋼鑄鋼廠歷經(jīng)兩年才進(jìn)入正常運(yùn)營(yíng)的ｕ’－ＶＯＤ精煉 ＯＯＣＲ系超低碳不銹鋼我公司不到一年就基本形成工藝。進(jìn)入正常生產(chǎn)。各項(xiàng)冶煉指標(biāo)均良好： ①據(jù)現(xiàn)場(chǎng)不完全統(tǒng)計(jì)我公司２５噸ＬＦ－ＶＯＤ精煉包單包超低碳冶煉次數(shù)高達(dá)８次，如果再加上其 他鋼種ＬＦ冶煉次數(shù)已超過３０次。這兩項(xiàng)指標(biāo)均高于鞍鋼鑄鋼廠（鞍鋼鑄鋼廠４０噸ＬＦ－ＶＯＤ精煉包 單包超低碳冶煉次數(shù)一般３—４次，最高５次；加上其他鋼種ＬＦ冶煉次數(shù)也不超過２０次）。 ②ＶＯＤ精煉吹氧脫碳量最低可達(dá)０．０１％以下，完全可以進(jìn)行ＯＯＣＲ系超低碳不銹鋼的冶煉

（Ｃ％≤０．０３％）的要求。

③ＬＦ和ＶＯＤ精煉后鋼水的氣體含量均良好。［Ｈ］最低０．９３ＰＰＭ；【Ｏ］最低７５．９５ＰＰＭ。

VOD工藝在冶煉過程中具有增加品種及降低成本等優(yōu)點(diǎn),在不銹鋼冶煉過程中發(fā)揮重要作用.一重集團(tuán)公司在原90/130 t鋼包精煉爐上增設(shè)了氧槍,使 其具有VOD功能.簡(jiǎn)要介紹該設(shè)備在冶煉葉片鋼Z5CN12-04-M上的應(yīng)用.

2.期刊論文 趙林.楊青海.高建軍.陳玉明.盧井才 葉片用超低碳不銹鋼冶煉技術(shù) -大型鑄鍛件2001,""(4)

介紹了我廠為冶煉三峽不銹鋼葉片ZG0Cr13Ni4Mo鋼進(jìn)行的設(shè)備改造,以及ZG0Cr13Ni4Mo鋼VOD(真空氧脫碳)冶煉工藝流程和試驗(yàn)結(jié)果等.

3.會(huì)議論文 劉竑.李實(shí) VOD在不銹鋼脫碳中的應(yīng)用 2007

文中介紹了VOD 真空吹氧脫碳裝置的脫碳原理，結(jié)合寶鋼股份不銹鋼分公司VOD 裝置的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，從幾方面對(duì)VOD 在不銹鋼冶煉脫碳工藝中的應(yīng)用 進(jìn)行闡述。通過提高真空度、增加底吹氬氣的流量、合理設(shè)計(jì)鋼包內(nèi)襯形狀等措施，可以有效提高脫碳效率。經(jīng)過VOD 的各階段脫碳工藝的優(yōu)化，使之 能滿足降低消耗和生產(chǎn)超低碳不銹鋼的要求。

4.學(xué)位論文 趙寶泉 采用EAF+LF——VOD精煉爐冶煉超低碳不銹鋼生產(chǎn)大型鑄件的研究 2005

雖然我國(guó)的不銹鋼產(chǎn)量逐年增加，但不銹鋼鑄件特別是一些大型超低碳不銹鋼鑄件全部靠進(jìn)口。 本文針對(duì)鞍鋼集團(tuán)機(jī)械制造公司鑄鋼廠的生產(chǎn)現(xiàn)狀，系統(tǒng)研究了單爐VOD冶煉中初煉成分、吹氧溫度、吹氧真空度對(duì)停氧溫度的影響及加入冷料的鋼 水溫降，得出以下結(jié)論： 1、在鑄鋼廠現(xiàn)有兩座公稱容量20噸電弧爐，一臺(tái)40噸LF-VOD精煉爐情況下，可以建立一個(gè)最多罐數(shù)為四罐的多罐合澆生產(chǎn)超低碳不銹鋼大型鑄件的 生產(chǎn)工藝模式； 2、VOD吹氧后鋼水的溫升主要取決于熱量的傳遞和分配，而不僅僅在于熱量的產(chǎn)生。也就是說在正常的冶煉條件下，吹氧后溫度與開吹成分無明顯 關(guān)系； 3、根據(jù)鑄鋼廠單爐不銹鋼冶煉的生產(chǎn)實(shí)踐，在相同的真空度，開吹溫度越高，吹氧后的溫度就越高；開吹真空度越低，吹氧后的溫升也越高； 4、加入冷料的鋼水降溫實(shí)際值與理論計(jì)算值相同，均為30噸鋼水加入1000kg冷料溫降為5℃。