西安重鑫電爐設備有限公司編輯

25TＬＦ－ＶＯＤ精煉爐冶煉超低碳不銹鋼研究攻關

摘要：ＯＯＣＲ系超低碳不銹鋼是哈爾濱電機有限責任公司電站設備用鋼的拳頭鋼種．西安電爐，西安電爐設備，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，西安重鑫電爐設備有限公司，http://www.9kuaiyou.cn隨著國內外科技的進步，備電 站對設備用鋼的質量要求也更加嚴格。尤其對我公司生產的００ＣＲ系超低碳不銹鋼葉片、轉輪等重要部件必須是精煉鋼水。我公司當時只有兩臺ＡＣ爐，遠不能滿足用戶的囂求。因此略爾濱電機有限責任公司各級領導精心央簸 下奐心向國家貸款上馬一臺２５噸ＬＦ－ＶＯＤ精煉爐項目，并且列為公司掛號重點項目。此項目的成功使用不僅使我公 司能順利生產出００ＣＲ系超低碳不銹鋼精煉鋼水同時為冶煉其他高眭度精煉鋼種提供了保證。這充分標志著我公司

冶煉設備和冶煉水平已提升到一個新的水平。 關鍵詞：ＬＦ．ｖＯＤ；超低碳不銹鋼

１．目的意義：

對于１０噸ＡＣ爐＋２５噸ＬＦ—ＶＯＤ精煉爐冶煉００ＣＲ系不銹鋼在我公司實屬首次，冶煉工藝技術、設 備建設維護、耐火材料選擇等各方面參數(shù)極其繁雜精細。據相關廠家的經驗精煉超低碳不銹鋼任 務艱巨，而且經常出現(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．技術水平與技術難度：

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、設備建設維護、耐 火材料選擇等各方面參數(shù)極其繁雜精細，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精煉爐三者有機地結合起來。同時整個冶煉過程均處于高溫高壓高 氣流高風險狀態(tài)下，在這種情況下要順利地生產出合格的００ＣＲ系超低碳不銹鋼，其難度和風險是

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；由于我公司主要生產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，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 渣線選用再結合或半再結合鎂鉻磚，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；滑動水口采用雙包眼滑動水口，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,減少貴重元素損失，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。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：

①加快了ＡＣ爐生產周期并提高了電爐鋼質量。 ②ＬＦ爐可以嚴格調節(jié)鋼液的成分和溫度，對鋼的機械特性有利。 ③ＬＦ爐具有保溫鋼液的性能并能長時間存放鋼液，為多包合澆或連鑄提供了可能。

我公司生產００ＣＲ系超低碳不銹鋼時充分還原調整高堿度精煉渣；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稱（源自英文ＶＡＣＵＵＭ

ＤＥＣＡＲＢＵＲＩＺＡＴｌＯＮ的字頭），其結構一般由真空罐、精煉盛鋼桶、真空泵、氧槍、加料系 統(tǒng)、終點控制儀表和取樣測溫裝置等組成。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，因此結構上省去了加料系統(tǒng)和取樣測溫裝置；終點控制儀表采用最先 進的氧濃度儀代替氧濃差電池；真空泵也采用最先進的德國萊寶機械泵代替?zhèn)鹘y(tǒng)蒸氣泵，創(chuàng)中國 領先。把加料調整成分和取樣操作放在ＬＦＴ位進行。ＶＯＤ精煉法主要化學反應原理如下： ２［ｃ）＋Ｏ：＝２Ｃ０ｔ ３【Ｃ，］＋２０：＝（Ｃｄ∞ ，平衡時還有

?

（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 情況下適當提高冶煉溫度和真空度有利降碳保鉻。針對我公司的實際情況，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)拐點時停氧高真空 （６７帕）碳脫氧．保持１５分鐘破真空調整出鋼。

４．攻關效果與結論：

通過各級領導和大家的共同努力，鞍鋼鑄鋼廠歷經兩年才進入正常運營的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。進入正常生產。各項冶煉指標均良好： ①據現(xiàn)場不完全統(tǒng)計我公司２５噸ＬＦ－ＶＯＤ精煉包單包超低碳冶煉次數(shù)高達８次，如果再加上其 他鋼種ＬＦ冶煉次數(shù)已超過３０次。這兩項指標均高于鞍鋼鑄鋼廠（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０．０１％以下，完全可以進行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,在不銹鋼冶煉過程中發(fā)揮重要作用.一重集團公司在原90/130 t鋼包精煉爐上增設了氧槍,使 其具有VOD功能.簡要介紹該設備在冶煉葉片鋼Z5CN12-04-M上的應用.

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 -大型鑄鍛件2001,""(4)

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

3.會議論文 劉竑.李實 VOD在不銹鋼脫碳中的應用 2007

文中介紹了VOD 真空吹氧脫碳裝置的脫碳原理，結合寶鋼股份不銹鋼分公司VOD 裝置的生產經驗，從幾方面對VOD 在不銹鋼冶煉脫碳工藝中的應用 進行闡述。通過提高真空度、增加底吹氬氣的流量、合理設計鋼包內襯形狀等措施，可以有效提高脫碳效率。經過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超低碳不銹鋼的要求。

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

雖然我國的不銹鋼產量逐年增加，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口。 本文針對鞍鋼集團機械制造公司鑄鋼廠的生產現(xiàn)狀，系統(tǒng)研究了單爐VOD冶煉中初煉成分、吹氧溫度、吹氧真空度對停氧溫度的影響及加入冷料的鋼 水溫降，得出以下結論： 1、在鑄鋼廠現(xiàn)有兩座公稱容量20噸電弧爐，一臺40噸LF-VOD精煉爐情況下，可以建立一個最多罐數(shù)為四罐的多罐合澆生產超低碳不銹鋼大型鑄件的 生產工藝模式； 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 關系； 3、根據鑄鋼廠單爐不銹鋼冶煉的生產實踐，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際值與理論計算值相同，均為30噸鋼水加入1000kg冷料溫降為5℃。