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五种常见的不锈钢冶炼工艺介绍
来源: 时间:2023-06-06

常见的不锈钢冶炼方法有AOD精炼法、KAWASAKI-BOP法、CLU 法、金属精炼法、克虏伯复合吹炼法等五种,下面本文就来介绍下这些方法各自的优势与特点。

 

AOD精炼法

AOD是一种转炉,在冶炼时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。这种方法的特点是能够使用大量的废钢和高碳铬铁来冶炼不锈钢。初始碳含量是3%,冶炼后能够降到 0.015%。经电炉冶炼的不锈钢水通过钢包送入AOD炉,向熔池喷吹氧气和氩气,从而减少其中的碳含量,增加铬的氧化。为了确保快速脱碳,降低铬的损耗,节约氩气,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。

比如生产AISI304不锈钢,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%。

不锈钢冶炼

CLU

该种转炉法使用蒸汽作为稀释气体,而不是一般使用的氩气。这种转炉从底部吹氧气、蒸汽、氮气和氩气,另外还从炉顶吹氧气、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耗比AOD法要大得多,所以这种工艺的效率较低。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不锈钢,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。

 

金属精炼法

此种转炉工艺包括含铬、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。

 

KAWASAKI-BOPKAWASAKI-OBM-S

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。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。

 

克虏伯复合吹炼法

该工艺由克虏伯钢厂研发,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,另外导入工艺气体以提高脱碳率。吹炼开始时,同时从炉顶氧枪和侧壁风口吹氧,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。