不銹鋼冶煉工藝有兩種方法:一種是20紀(jì)70年代初開發(fā)的二步法,即EAF+AOD法或VOD法(圖3-1);另一種是20世紀(jì)80年代開發(fā)的三步法,即EAF+轉(zhuǎn)爐(MRP,K-OBM或LD-OB)+VOD法(圖3-2).這兩種方法各具特點(diǎn)。二步法主要是EAF+AOD多在專業(yè)化不銹鋼生產(chǎn)廠采用,冶煉不銹鋼鋼種基本不受限制(除C+N≤250ppm),與連鑄匹配比較容易,投資和生產(chǎn)成本較低。
1. 復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的特點(diǎn)
復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的爐型有很多種。其方法的選擇實(shí)際上只是氣源、供氣元件和供氣壓力的選擇。對(duì)于不銹鋼三步法中的復(fù)吹轉(zhuǎn)爐都是使用強(qiáng)攪拌的復(fù)吹工藝。底吹供氣強(qiáng)度為0.2~1.7Nm3/(t·min)[頂槍4.6 Nm3/(t·min)].有的復(fù)吹轉(zhuǎn)爐底部可以供氧,例如K-OBM,LD-OB等,底吹強(qiáng)攪拌和供氧可以提高脫碳速度和鋼水收得率(93%)。
2. 復(fù)吹轉(zhuǎn)爐的吹煉工藝
經(jīng)過脫硅、脫磷、脫硫的鐵水,溫度1250℃以上倒人轉(zhuǎn)爐,經(jīng)過EAF熔化的合金鐵水也倒入轉(zhuǎn)爐?;旌系蔫F水在復(fù)吹轉(zhuǎn)爐中進(jìn)行脫碳粗煉,當(dāng)鋼中碳含量約達(dá)到0.3%,鋼水溫度1650℃,經(jīng)過還原后出鋼送入VOD爐進(jìn)行精煉。
復(fù)吹轉(zhuǎn)爐脫碳工藝的目標(biāo)是減少鉻的氧化,提高脫碳速度。對(duì)此,復(fù)吹工藝的核心是頂、底吹煉氧氣的比例和與惰性氣體的比例。首先,在高碳區(qū)脫碳復(fù)吹工藝與單獨(dú)頂吹或底吹比較,其脫碳速度和減少鉻的氧化都具有明顯的優(yōu)越性。另外,頂、底復(fù)吹氧的比例,底吹比應(yīng)小于0.5.加大頂吹氧的比例有利于提高脫碳速度,但有可能加大鉻的氧化。在頂吹氧的條件下,增加底吹氮(氬)流量可以減少鉻的氧化。另外,在頂吹氧中混合少量的氮?dú)鈱?duì)減少鉻的氧化有利。
三步法 VOD爐要求的入爐鋼水碳含量約在0.3%左右,所以復(fù)吹轉(zhuǎn)爐在碳含量為0.4%~0.25%的中碳區(qū)應(yīng)停止頂吹,其底吹的氧/氮(氬)的比例應(yīng)控制在2/1~1/1的范圍。
復(fù)吹轉(zhuǎn)爐使用的惰性氣體應(yīng)根據(jù)冶煉鋼種或成品鋼中氮含量的要求所決定。VOD爐去氮能力是很強(qiáng)的,對(duì)于304不銹鋼復(fù)吹轉(zhuǎn)爐可以使用氮?dú)獯禑?,?duì)于限制氨的鋼種,應(yīng)根據(jù)其含量在吹煉后期使用氬氣吹煉。