中科普金300系不锈钢全冷料生产工艺流程及其特点

中科普金300系不锈钢全冷料生产工艺流程及其特点

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300系列不锈钢全冷材生产工艺及特点

从不锈钢冶炼工艺的发展历史来看，可采用一步法、两步法和三步法生产不锈钢。

一步法是指在电弧炉内完成所有冶金任务，包括废钢及合金的熔化、脱碳精炼、钢渣还原和合金化。 目前，由于冶炼周期长、耐火材料烧损严重、成本高，已发展了一步法。 被逐步淘汰。

两步法是指将废钢及合金材料在一次精炼炉（如电弧炉、转炉或中频炉）中熔化，生产不锈钢母液，然后在不同的转炉式精炼炉中精炼（如AOD、GOR、K-OBM-S、KCB、MRP、CLU等）成合格的不锈钢钢水。 三步法是在两步法的基础上增加深度脱碳设备（如VOD、SS-VOD、VOD-PB等）来生产超低碳或超低碳氮不锈钢。

在全冷料条件下，300系不锈钢的冶炼主要采用两步法工艺，其中不锈钢母液有以下三种方式提供：

(1)全部固体冷料在电炉内熔化，生产不锈钢母液；

(2)含镍原料采用电炉熔炼，含铬原料(如铬铁合金等)采用中频炉熔炼。 两者混合在一起形成不锈钢母液；

(3)全部固体冷料在中频炉内熔化，生产不锈钢母液。

下面从原料适应性、优点、缺点以及工艺存在的问题等角度详细讨论不同生产方法的特点。

全冷料电炉熔炼工艺全冷料电炉熔炼工艺流程如图1所示。这里，电炉采用镍生铁、不锈钢废钢、固体高碳铬铁等为原料。 在炉内熔化加热，将铬、镍含量控制在规定范围内。 熔炼时可通入氧气辅助熔化，最终控制母液中的碳质量。 分数为1.0%~3.5%，为转炉式精炼炉（如AOD等）提供不锈钢母液。 由于母液的质量、温度和成分得到有效控制，有利于后续转炉式精炼炉冶炼操作的稳定。 该工艺路线在国内宝钢不锈钢、太原钢铁、酒钢不锈钢等钢厂均有采用。

根据炉料中低镍生铁的物理化学特性，不锈钢生产过程中面临以下问题：

(1)含镍铁水脱磷。 国内某钢厂不锈钢电炉的脱磷实践表明，通过向炉内供氧形成泡沫渣可以实现脱磷，但脱磷效果有限。

(2)电炉冶炼周期延长，导致电炉工况恶化。 据了解，国内某厂电炉低镍生铁比例约为74.2%，电炉出钢磷质量分数不大于0.09%，电炉冶炼周期为90~。

(3)使用低镍生铁对电炉电耗、电极消耗、耐火材料消耗影响较大。 生产实践表明，随着电炉使用低镍生铁的增加，电耗和耐火材料消耗均呈上升趋势。

上述低镍生铁电炉熔炼带来的问题，可以通过原料管理、牺牲周期、牺牲炉龄等手段在短期内得到解决。 但从长远来看，必须进行一定程度的技术改造。 常用的手段有：

(1)增设炉壁燃烧器。 炉壁燃烧器通常也用作氧枪。 在电炉中引入化学热源的同时，可以加速脱磷，缩短冶炼周期。 但炉壁燃烧器燃烧效率低、易加剧炉衬侵蚀和炉壁泄漏等问题也必须引起重视。 另外，引入炉墙燃烧器/氧枪会导致电炉废气量大幅增加，应详细分析其除尘能力，以确定是否需要同时改造时间。

(2)引进中频炉进行预熔。 中频炉可预热低镍生铁，减少电炉负荷，也可预热铬铁合金，减少AOD炉负荷。 但中频炉大型化后，其设备可靠性下降。 建议多炉综合使用。