国内不锈钢的锻炼进程及其简介

国内不锈钢的训练进程及其简介
不锈钢有许多优异的功用,外观精巧,运用寿数长,可以100%回收运用,因此得以广泛运用。
不锈钢训练工艺技术的前进,特别是20世纪60年代往后,炉外精粹和连续铸锭技术的运用,进一步促进了不锈钢的快速展开,改进了不锈钢的质量,前进了成材率,下降了出产本钱。
我国从20世纪50年代初初步出产不锈钢,当时用3t电弧炉训练,没有炉外精粹设备和连铸,年产量仅为几百吨到几千吨,质量、品种和本钱均不能满足要求。20世纪80年以来,太原钢铁公司和钢铁研讨总院等单位率先在我国开发AOD炉外精粹工艺技术。随后,各特别钢厂先后占设备了18-40tAOD和15-60tVOD炉外精粹设备,精粹比也得以显著前进。1985年从前,我国不锈钢的铸锭一贯选用落后的模铸。太钢1280立式连铸机于1985年投产后,上钢三厂、重庆特钢和上钢五厂相继有板坯、方坯连铸机投出产。1989年,成都无缝钢管厂不锈钢管坯水平连铸机的投产,结束了我国不锈钢铸锭完全选用模铸的前史。但由于种种原因,我国不锈钢年产量一贯在30万t左右徜徉,不锈钢训练工艺技术的展开缓慢,严峻限制了我国不锈钢的展开。2000年以来,国家对钢铁工作结构进行了调整,采用一系列鼓动不锈钢工作展开的政策措施,使我国不锈钢炼钢出产结束跨越式展开,从1999年的35万t增长到2003年的177.8万t,年均增长率约50%,成为世界名名列第4位的不锈钢炼钢出产大国。
AOD炉装备和工艺的展开
AOD炉是精粹不锈钢的首要设备,现在世界上约有1-175tAOD炉155台,其间1/2在不锈钢厂,其他在铸造厂。AOD精粹的不锈钢产量约占世界不锈钢80%以上。
我国第一台18tAOD炉自1983年9月投产以来,现在约有1-40tAOD炉20多座,其间18t以上AOD炉共8台(包括太钢3x40t、大连1x40t、浦东1x30t、上钢五厂1x18t、长城118t和宜达lx18t等)。2004年,上钢五厂60tAOD炉和上钢一厂120tAOD炉的投产使我国AOD炉装备水平有了明显的前进。
太钢是我国最早选用AOD炉出产不锈钢的企业,现在AOD炉已累计出产不锈钢200多万t,积累了许多经历。为了进一步扩展出产才干,太钢对18tAOD炉实施两次技术改造。经过第一次改造,AOD炉容由18t扩至40t,出产才干由16万t前进到40万t。2004年实施第2次改造,炉容进一步扩展至45t,增设顶吹氧枪,缩短了训练时间;引进奥钢联专家自动化控制系统,前进了训练控制精度;下降氨气消耗,加大了除尘风机的除尘才干,改进了环境质量。经过两次改造,太钢AOD炉装备水平抵达世界先进水平。此外,太钢还计划实施日元告贷环保项目,6座18t化钢电炉将被改构成一座90t超高功率化钢电炉,这不但消除了化钢速度慢的出产瓶颈,也使出产才干进一步前进到50万t,大大改进了环境质量,结束了实在的清洁出产。
近年来,我国AOD出产的操作技术取得了明显的效果,首要展开如下:
(1)炉衬寿数的前进
AOD炉的炉衬寿数是AOD出产的首要技术经济指标,经过多年来的技术攻关,特别是在改进操作工艺(例如,下降电炉出钢时的硅含量,改进AOD造渣制度,脱碳期碱度从0.5前进到1.0,恢复期碱度从0.8-1.0前进到2.0-3.5以及选用优质耐火材料改进筑炉工艺等方面做了不少作业,AOD炉衬寿数广泛有了前进。太钢AOD炉炉衬寿数均匀达110次,最高130次,其间运用太钢自产耐火材料的均匀寿数达92次。
(2)脱硫工艺的改进
我国AOD炉大多选用单渣法吹炼工艺。为下降钢中S含量,选用快速脱S工艺,精粹期渣中碱度控制在2.5左右,钢包增加SiCa,运用出钢时激烈搅拌效果脱硫,使钢中残留适量钙。改进AOD工艺后,脱硫率在70%以上。现在,太钢不锈钢中硫含量稳定在0.005%以下,均匀0.0034%。
(3)含N不锈钢训练
含N不锈钢中的氮合金化首要有两条途径:一是加人氮化锰、氮化铬等合金进行合金化,二是用氮气直接合金化,后者具有较低的出产本钱。AOD炉可以用氮气直接合金化,因此,训练不锈钢具有很大的优势。太钢在18t和40tAOD炉中运用氮在不锈钢中的溶解、脱除理论,建立了氮合金化工艺模型,训练中不需求在线剖析钢中氮含量就能较为精确地控制制品中的氮含量,控制精±0.0135%。现在,太钢已用氮气直接合金化的办法运用该模型批量出产OCr19Ni9N、OCr19Ni9NbN、1Cr17Mn6Ni5N、00Cr18Ni5Mo3Si2N和00Cr22Ni5Mo3N等含氮不锈钢钢种。2003年,出产各类含N不锈钢3.5万t,取得了明显的经济效益。
(4)AOD除尘灰的运用
AOD炉训练时的粉尘量为钢产量0.7%-1.0%,一般AOD粉尘中含Cr2O315%,NiO4%,CaO26%,Fe27%,MgO15%以及其它物质,粉尘粒度≤20μm,粉尘中Cr2O3和NiO是名贵金属氧化物。若不回收,不只构成资源浪费,也会污染环境。因此,怎样回收AOD粉尘中的Cr、Ni二物是各不锈钢炼钢厂的重要课题。
太钢经研讨选用的回收工艺是按还氧化物所需的sic量与粉尘混合成型,经200℃单调后送至中频感应炉进行熔恢复,铸成高C镍铬合金(Cr13%-Ni6%),再送回电炉训练,用这种办法回收的AOD炉粉尘已取得较好的经济效益。
铁水训练不锈钢技术的展开
我国是一个展开中的国家。废钢,特别是不锈钢废钢的积储量很少,因此,开发用全部铁水或部分铁水训练不锈钢是我国不锈钢厂的政策,世界上有3家工厂用铁水训练不锈钢,包括日本新日铁八幡厂、JFE集团川崎千叶厂以及巴西Acesita厂。我国太钢于2003年建成一条以铁水为首要材料的三步法出产工艺即铁水预处理脱硅脱磷-30tUHP电炉预熔合金-75tK-OBM-S复吹转炉脱碳-80tVOD精粹80tLF炉精粹—立弯式方板坯连铸机。其关键设备铁水预处理从日本JFE集团川崎引进,75tK-B0M-S转炉从奥钢联引进,80tVOD从达涅利引进,这条出产线的规划不锈钢产量55t。
该转炉训练不锈钢有以下特色:
(1)材料活络,既可以用EAF预熔合金(15-30t)+部分脱磷铁水(30-50t),也可全部用脱磷铁水(65t)训练不锈钢;
(2)转炉炉容较大,可以保证平稳操作而不发生飞溅;
(3)带枪位控制的顶枪,可以取得高的脱碳速度以及CO后吹操作,以保证训练操作中的热能需求;
(4)底部风口冷却气体流量和压力可以单独控制,以保证最佳冷却和延伸风口的运用寿数;
(5)选用VAI-CON-TEMP连续测温设备;
(6)选用气动挡渣器和IRIS测渣系统,减少出钢时渣量过多,以保证下工序VOD操作顺行;
(7)选用先进的LevelII自动控制系统和软件模型,保证转炉训练不锈钢时的全自动控制,前进不锈钢质量。
经过1年来的实践,太钢基本上掌握了K-OBM-S转炉不锈钢工艺,取得了以下效果:
(1)K-OBIII-S原规划产量为35万t/a,2003年4月投产以来,当年出产不锈钢26.05万t,2004年设备K-OBNI-S转炉炉壳替换车,缩短了炉壳替换时间。结束改造后,不锈钢规划产量为55万t/a。
(2)炉衬寿数不断前进,从初步的200次左右前进到现在的近700次,炉底寿数也在不断前进,从初步时的50次前进到现在的近300次(每个炉衬替换2-3次炉底)。
(3)氢卸消耗大幅度下降,原规划训练304不锈钢氢气消耗为8m3/t,现在底部风口全流程以N2代Ar,取得明显的经济效益。
(4)吊销电炉熔化合金工序,实施了100%脱磷铁水,铬铁全部加人转炉内训练400系列不锈钢的二步法出产工艺流程,大幅度下降出产本钱。
(5)由于选用脱P铁水训练不锈钢,钢中P含量低于以废钢为首要材料训练的不锈钢,钢中As,Su,Cu等有害元素也大大下降。
宝钢集团上钢一厂年产72万t以铁水和铬铁水为首要材料的一条不锈钢炼钢出产线已投产。其工艺路途是铁水预处理-100tUHP电炉预熔铬铁水和合金-120tVOD精粹-120tVOD精粹-连铸。该出产线的转炉选用AOD-L。这条出产线的投产进一步前进了我国用铁水训练不锈钢的技术水平。
连铸技术的展开
我国不锈钢连铸技术起点较晚,直至1985年,太钢投产了我国第一台立式板坯不锈钢连铸机。由于这台连铸机选用单炉连铸离线切开办法,钢包容量只需18t,最高年产量仅5.8万t,不能结束全连铸出产。1999年,太钢抉择对这台连铸机实施技术改造。其改造目的是增加钢包和中心包容量,选用在线切开办法结束多炉连铸,改动二冷办法,前进铸坯质量。2004年,又抉择对这台连铸机实施第2次技术改造。这次改造目的是增加铸坯厚度规范至200mm,前进铸坯质量,下降铸坯修磨丢掉。其首要内容是将结晶器振动办法改为DYNAFLEX液压振动,二冷系统实施动态冷却(DYNACS),设备VAI一Q质量控制专家系统,增设粒状保护渣自动加人设备和铸坯打印机。
经过改造,太钢在连铸工艺方面取得了以下展开:
(1)不锈钢连铸比明显前进。立式连铸机的连铸比从1999年的51.4%前进到2003年的97.5%。
(2)连浇炉数明显前进。关于304钢种来说,连浇炉数在6炉以上,连铸坯收得率前进2.37个百分比,均匀96.97%。
(3)连铸工艺作了改进。连铸钢水包全部选用底吹氢工艺,中心包选用挡渣墙和挡渣坝,连铸进程实施快速替换水口和无氧化保护浇铸工艺,连铸坯纯净度明显前进,其间氧含量和夹杂物含量别离稳定在50ppm和60xl0ppm以下(1ppm=10-6)。
(4)连铸坯修磨丢掉明显下降。修磨丢掉从1999年的4%左右降至2003年的1.5%以下,估计2004年50%铸坯不修磨,修磨丢掉进一步降至0.5%左右。
我国在2003-2004年期间投产的3台较先进的连铸机别离设备在太钢、宝钢集团上钢一厂和五厂。这3台连铸机均设有液面自动控制、结晶器液压振动、避免漏钢预告、电磁搅拌、二冷动态气雾冷却和轻压下以及二级计算机控制系统,能保证不锈钢铸坯质量。这些连铸机的投产必将进一步前进我国不锈钢连铸技术的水平。
展开趋势
(1) 不锈钢企业的规划化和集约化
世界不锈钢企业的规划化和集约化已成为潮流,特别是不锈钢板材出产的集中度越来越高,世界排名前10位的不锈钢公司产量占世界不锈钢总产量80%。独占鳌头的阿赛洛公司、克虏伯蒂森不锈钢公司、奥托昆普公司和阿塞里诺克斯公司的炼钢才干均逾越200万t,其间阿塞洛公司达350万to不锈钢企业的大型化和集约化对下降原材料的收买本钱和训练本钱极有效果,关于前进出产功率和产品质量也有很大的长处。
我国出产不锈钢的企业多达16家以上,这还不包括许多的民营企业,规划最大的太钢,现在才干也只需100万t,我国又是世界不锈钢消费量最多的国家。因此,有必要习惯世界潮流,继续按照世界判定的“南宝北太”展开不锈钢的思路,别离将太钢和宝钢建成年产250万t和150万t以上规划的不锈钢炼钢出产企业,前进我国不锈钢炼钢出产企业的集中度,促进我国不锈钢工业的健康展开。
(2)不锈钢炼钢出产设备的大型化
不锈钢炼钢出产设备的大型化是当今世界不锈钢炼钢出产展开的另一趋势。20世纪70年代,不锈钢炼钢电炉只需50t左右,均匀出产规划仅为30万t/a左右。到2000年,电炉和AOD炉都大型化了,炉容抵达150t以上,出产规划达100万t/a。
现在,我国不锈钢厂的炉子容量不大,只需宝钢集团一钢AOD炉逾越l00t。因此,太钢和宝钢新建的不锈钢炼钢厂将参照世界上大型化的趋势,缔造大型化的炼钢出产设备,以下降出产本钱,满足商场需求。
(3)不锈钢规范的扩展化
为满足商场需求,不锈钢规范正在不断扩展,特别是板坯宽度正在不断增加。
(4)不锈钢品种的多样化
我国的镍和不锈钢废钢资源匾乏。扩展400系列Cr不锈钢的比例将是我国不锈钢品种结构调整的要点之一。世界上Cr-Ni钢和Cr钢的比例一般为75:25,美国、法国、日本等国家的比例还要高一些,我国为90:10,太钢2003年仅为91.3:8.7。因此,扩展并开发Cr不锈钢的出产和运用是我国不锈钢炼钢出产的首要任务。太钢计划在2004年将Cr-Ni钢和Cr钢的出产比例调整为85.7:14.3。往后,跟着需求的增加,还将进一步前进Cr钢出产的比例。合理运用少镍或不含镍的锰氮代镍新式不锈钢和双相不锈钢不但可以下降不锈钢本钱,也具有战略意义。掌握这些钢种的训练出产技术,满足商场需求,也是我国不锈钢炼钢出产的展开趋势。
结语
自2000年以来,我国不锈钢炼钢出产取得了明显的展开,以太钢为代表的老厂技术改造速度加速,以宝钢为代表的新建不锈钢项目顺畅结束,其品种质量也有很大的前进,消耗和本钱进一步下降。为了满足我国不锈钢商场的需求,以太钢和宝钢为首的国有企业将进一步扩建具有世界水平的不锈钢炼钢厂,民营企业也将加速改造,调整结构。不久的将来,我国不只是不锈钢的消费大国,也是不锈钢的出产大国。


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