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不锈钢的冶炼方法介绍

信息来源：求和不锈钢时间：2018-11-28 09:46:57 浏览次数:-

这是气割过程能正常进行的最基本条件。如果金属的熔点低于其燃点，则在预热时金属将首先熔化，温度不再升高，以致在切割氧作用下不会发生燃烧过程。纯铁、低碳钢以及合金元素较少的低碳合金钢，可以满足这个条件，因而有很好的切割性能。而随着含碳量的增加，钢的熔点下降，燃点提高，如含碳量为0.70%的高碳钢，其熔点与燃点基本相等，因此含碳量大于等于0.70%的钢，用气割就比较困难。铝、铜、铸铁等材料的燃点高于熔点，故都不能用普通氧气切割方法进行切割。
1．aod精炼法

aod是一种转炉，通过转炉侧面的风口喷吹氧气、氮气、氩气、空气和二氧化碳气，并从炉顶氧枪喷吹氧气、氩气和氮气。这种方法可以利用大量的废钢和高碳铬铁。初始碳含量为3％，冶炼后可降至0．015％。经电炉冶炼的钢水通过钢包送入aod炉，向熔池喷吹氧气和氩气，降低碳含量，增加铬的氧化。为了确保快速脱碳，降低铬损，节省氩气，吹炼初期应采用低的氩氧比。随着碳含量的降低，提高氩氧比。添加氧化物(如硅铁)、熔剂(如石灰和萤石)，通过加强吹氩搅拌，将氧化铬转化为金属，以生产低硫不锈钢。如生产aisi304，典型的消耗量是：氩气约12nm3／t钢，氮气约10nm3／t钢，氧气约＞6nm3／t钢，石灰约5kg／t钢，晶石约3kg／t钢，铝约2kg／t钢，还原用硅约8kg／t钢，脱碳金属料约135kg／t，从装料到出钢的时间通常为60min左右。采用aod法，铬的收得率约为96％，锰为88％，总的金属收得率为95％。
2．kawasaki－bop和kawasaki－obm－s法
kawasaki－bop转炉类似于从炉顶氧枪吹氧的bof氧气转炉，有7个可以吹氧的底部风口，用丙烷气冷却风口(气体裂化)。通过转炉的风口还可喷吹石灰粉。
kawasaki－obm－s转炉是由奥钢联开发的，是bop法的发展，风口安装于转炉的侧面或底部，还装有顶部氧枪。顶部气体采用氧气、氮气和氩气，通过底部风口喷吹氧气、氮气、氩气和烃类气体。天然气和丙烷用于风口保护和提高耐火材料的寿命。用这种转炉精炼aisi304，典型消耗量是：氧气29nm3／t钢，氮气约为13nm3／t钢，氩气约为16．5nm3／t钢，用于还原的硅约为11kg／t钢，石灰约为50kg／t钢，白云石20kg／t钢，萤石约为8kg／t钢。
3．creusotloireuddeholm(clu)法
媒体报道:这种转炉法采用蒸汽作为稀释气体，而不是通常所用的氩气。此工艺是由瑞典的uddeholm和法国的creusotloire共同开发的。这种转炉从底部吹氧气、蒸汽、氮气和氩气，同时，从炉顶吹氧气、氮气和氩气。脱碳时，开始吹氧气－蒸汽混合气体。由于蒸汽和熔融金属的吸热反应而且铬损较aod法大得多，因此，该工艺的效率较低。采用这种转炉，耗氩量降低，但耗硅量却很高，而且钢中氢含量增加。目前的趋势是用更多的氩气来取代蒸汽，以提高这种转炉的效率。
用这种转炉生产aisi304，耗氧量约为2nm3／t钢，氮气约为13．5nm3／t钢，蒸气为10．4nm3／t钢，氩气为7nm3／t钢，还原用硅约为15．5kg／t钢，氢含量为5．9×10－6。
4．金属精炼法(mrp)

这种转炉是由曼内斯曼·德马克开发的，该工艺包括含铬、镍熔融金属的装料，采用氧和惰性气体脱碳。通过转炉底部的风口交替地吹气，氧气未经惰性气体稀释，只是吹氧后再吹惰性气体，降低一氧化碳分压，加快脱碳率，提高铬的收得率，降低耗硅量和渣中的氧化铬。mrp－l转炉是一种改进型，氧气从炉顶吹入，惰性气体从转炉底部的多孔塞吹入并可取代底部风口。该工艺可采用比aod法更高的喷吹率，而且风口侵蚀最少。在转炉中的熔融金属的中间碳达到一定水平后，转入脱碳。
5．克虏伯复合吹炼法(kcb－s)
该工艺由克虏伯开发，是bof转炉的改进型，通过氧枪和转炉侧壁的风口进行复合吹炼，同时，导入工艺气体以提高脱碳率。与aod法相比，冶炼305钢的冶炼时间缩短。吹炼开始时，同时从炉顶氧枪和侧壁风口吹纯氧，吹氧达到一定温度后，加入铁合金和废钢。碳含量达到临界值后降低工艺气体的氧含量，加入惰性气体，如氮气或氩气，比例为4∶1，2∶1，1∶1，1∶2和1∶4，逐渐降低碳含量。碳含量达到0．15％时，中断氧枪，只从风口导入工艺气体。达到目标碳含量时，加硅以降低渣中的氧化铬，加石灰和熔剂，降低溶解氧含量，优化脱硫。
6．氩气二次精炼法(asm)
该工艺由德国manghh开发，风口位于转炉的底部，吹氧气、氮气和氩气。这种转炉是在配有炉顶氧枪的asm－l转炉的基础上稍加改进而成。
7．住友顶底复吹法(stb)

该工艺是被住友金属工业公司概念化的工艺。该工艺克服了单从顶部或单从底部吹气的困难，将二者结合起来，有助于降低风口的侵蚀，通过炉顶氧枪加大富氧气体的吹量，提高了脱碳率，缩短了脱碳时间。
8．顶底复吹氩法(tmbi)
该工艺为alleghenyledlum公司所采用，类似于bof转炉，底部装有风口，吹入惰性气体，为氩气或氮气。吹炼初始，先从炉顶吹入混合气体，作为中间转炉，加铬以后再转入另一座转炉。该工艺主要用于生产铁素体不锈钢。
9．ruhrstahl－hereusob法
该工艺由新日本钢铁公司开发，高炉铁水直接送入bof炉，进行铬合金化和吹炼，在不锈钢二次精炼炉rh－ob中进行最终脱碳，直至碳含量降至0．5％～0．6％。
10．aod／vcr法
中华不锈钢网据媒体报道:应用转炉上方真空的概念，缩短脱碳时间，减少铬的氧化，并将氩气消耗量降至最低。在aod炉中将碳含量降至0．085％～0．10％，取样、用真空盖定位，进行脱碳，加硅，还原氧化铬。该工艺降低了氩气和硅的消耗量，在送进aod炉前，在钢包内先行脱硫。该工艺的问题是耐火材料消耗量较高，不能熔炼废钢，维护成本较高。
11．真空吹氧脱碳法(vod)
该工艺是生产不锈钢最合适的真空法之一，被认为是生产低碳、低氮、低氩不锈钢的最有效方法。钢包中的钢水经过处理，碳含量降至1％左右。该工艺从真空度为100～250torr(1torr＝133．322pa)的炉顶氧枪吹氧，硅首先被氧化，接着是碳被氧化。在熔池达到一定温度和硅含量时，一氧化碳开始生成，脱碳开始。监测co∶co2值，熔池碳含量达到0．08％时，该比值快速升高。此后，脱碳率下降，与氧气流速无关。停止吹氧，转炉压力降低，吹氩搅拌，以加强溶解氧和残余碳的反应。加铝、还原硅，同时，加石灰和萤石以更有效地脱硫。
12．精炼法的选择

精炼法的选择取决于投资费用、运行成本、原料、物流、下游设备的利用以及所生产不锈钢的种类。在此基础上，精炼法可分为二步法或三步法。废钢成本高，则利用高碳铬铁，提高脱碳率；碳钢废钢用作冷却剂。铁合金或不锈钢废钢太贵的地方可代之以铬矿石。氩气成本高，可采用真空法，并安装钢包炉。

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