【正文】 件和焊接件，需在500～950℃加熱，然后緩冷，消除應(yīng)力（消除焊接應(yīng)力取上限溫度），可以減輕晶間腐蝕傾向并提高鋼的應(yīng)力腐蝕抗力。在奧氏體不銹鋼的基礎(chǔ)上，適當(dāng)增加Cr含量并減少Ni含量，并與固溶化處理相配合，可獲得具有奧氏體和鐵素體的雙相組織（含40%～60％δ鐵素體）的不銹鋼，典型鋼號有0Cr21Ni5Ti、1Cr21Ni5Ti、0Cr21Ni6Mo2Ti等。雙相不銹鋼與奧氏體不銹鋼相比有較好的焊接性，焊后不需熱處理，而且其晶間腐蝕、應(yīng)力腐蝕傾向性也較小。但由于含Cr量高，易形成σ相，使用時應(yīng)加以注意。（不銹鋼煉鋼工藝與設(shè)備篇）第三章不銹鋼分公司煉鋼廠概況 概述不銹鋼分公司煉鋼廠包括不銹鋼煉鋼和碳鋼煉鋼兩個相對獨立的煉鋼系統(tǒng)。不銹鋼生產(chǎn)設(shè)備主要有100噸交流電弧爐2座、120噸AOD氬氧脫碳爐2座，120噸VOD真空脫碳精煉裝置1座, 120噸LF爐1座，一機一流不銹鋼板坯連鑄機兩臺。具備年產(chǎn)不銹鋼鋼水150萬t，不銹鋼板坯144萬t的能力。與大多數(shù)主要采用不銹鋼廢鋼為爐料的生產(chǎn)工藝相比，不銹鋼分公司采用脫磷鐵水作為不銹鋼冶煉爐料，可降低鋼中的有害元素及雜質(zhì)，提高不銹鋼鋼水的質(zhì)量；鐵水熱裝電爐能較大地節(jié)約能源，縮短冶煉周期。為了有效地去除原料中的有害元素磷，設(shè)置雙工位鐵水脫磷站一套，以滿足不銹鋼冶煉對低磷原料的要求。除高爐鐵水外，不銹鋼生產(chǎn)爐料還有不銹鋼廢鋼、固態(tài)鉻鐵、鎳鐵、金屬鎳等，為了適應(yīng)不銹鋼原料的多樣性，采用兩座公稱容量為100t的交流電弧爐作為不銹鋼初煉爐。采用公稱容量為120 t氬氧脫碳爐兩座，具有二步法直接生產(chǎn)不銹鋼成品的能力。采用120t雙工位強攪拌VOD（SS－VOD）一套，二步法工藝時，VOD裝置作為鋼水罐精煉站（LTS），用于調(diào)整鋼水成分和溫度。為了協(xié)調(diào)煉鋼生產(chǎn)和連鑄機生產(chǎn)節(jié)奏，配置一座120tLF爐。生產(chǎn)的不銹鋼鋼水全部經(jīng)不銹鋼板坯連鑄機澆鑄，連鑄比為100％。不銹鋼生產(chǎn)工藝采用獨特的高爐脫磷鐵水直接熱裝進電爐→氬氧脫碳爐→真空脫碳精煉裝置（VOD）精煉的三步法不銹鋼生產(chǎn)工藝，也可采用電爐→氬氧脫碳爐的二步法不銹鋼生產(chǎn)工藝。脫磷鐵水＋液態(tài)鉻鐵→電爐→氬氧脫碳爐→VOD→連鑄高爐鐵水由260t魚雷罐車運至鐵水倒罐站，倒入鐵水罐中，鐵水罐車開至氬氧脫碳爐加料跨，由280/80t起重機吊至鐵水脫磷站的受罐工位，該站的鐵水罐車開至位于電爐跨的鐵水罐噴吹脫磷工位，進行脫磷處理，經(jīng)扒渣后，鐵水罐車開至電爐跨的吊罐工位待用。在電爐廢鋼配料跨，將廢鋼和部分合金配至廢鋼料籃中，料籃位于帶稱量的料籃車上，料籃車開至電爐跨，由210/70/10t起重機吊起加入電爐爐內(nèi)，蓋上爐蓋通電熔化。隨后再由210/70/10t起重機吊起盛有脫磷鐵水的鐵水罐，并加入電爐內(nèi)。電爐完成爐料熔化升溫后，通過爐門噴粉槍向渣中噴入適量的硅鐵粉，還原渣中的氧化鉻。隨后將電爐母液與爐渣一起出至母液罐內(nèi)，渣鋼混出使?fàn)t渣中的氧化鉻充分還原。電爐母液由鋼水罐車運至加料跨，由280/80t起重機運至氬氧脫碳爐與電爐之間的扒渣站，經(jīng)扒渣后，測溫取樣，隨后由280/80t起重機兌入氬氧脫碳爐內(nèi)。氬氧脫碳爐按進VOD的碳含量對電爐母液進行脫碳保鉻吹煉，由于后工序是VOD，氬氧脫碳爐可用氮氣作為稀釋氣體，當(dāng)碳脫至目標(biāo)值后，進行還原期操作，加入硅鐵還原渣中的氧化鉻，隨后將初煉鋼水與爐渣一起出至爐下的鋼水罐內(nèi)，鋼渣混沖充分還原，再由鋼水罐車運至精煉跨。在精煉跨的280/80t起重機將氬氧脫碳爐初煉鋼水運至位于該跨的扒渣站，扒渣后，再由該起重機運至位于該跨的雙工位VOD其中的一個真空罐內(nèi)，蓋上真空蓋，抽真空到一定真空度后，吹氧脫碳；當(dāng)碳含量達到較低水平后，停吹氧，進一步降低真空度，進行自然脫碳；隨后加入硅鐵，在真空下，進行渣還原、脫氧和脫氣；隨后破壞真空，蓋上常壓罐蓋，對鋼水進行最終成分和溫度調(diào)整；此時真空蓋移到另一真空罐處，接著對另一罐鋼水進行真空吹氧脫碳精煉。當(dāng)鋼水在VOD完成精煉后，由280/80 t起重機吊運至過跨鋼水罐車上，開至鋼水接受跨，由280/80 t起重機吊運至不銹鋼板坯連鑄機回轉(zhuǎn)臺上，進行澆鑄。脫磷鐵水＋液態(tài)鉻鐵→電爐→氬氧脫碳爐→連鑄電爐工藝同上述三步法電爐工藝。氬氧脫碳爐將電爐母液脫碳至鋼水成品所需的最終碳含量，加硅鐵還原后，鋼水和爐渣一起出至鋼水罐內(nèi)，鋼渣混沖充分還原，再由鋼水罐車運至精煉跨，經(jīng)扒渣后，由精煉跨的280/80 t起重機運至VOD真空罐內(nèi)，蓋上常壓蓋，進行鋼水成分和溫度調(diào)整，之后由280/80 t起重機吊運至過跨鋼水罐車上，開至鋼水接受跨，由280/80 t起重機吊運至不銹鋼板坯連鑄機回轉(zhuǎn)臺，進行澆鑄。采用二步法工藝時，VOD裝置用作常壓下鋼水罐處理站（LTS）。脫磷鐵水＋液態(tài)鉻鐵→氬氧脫碳爐→VOD→連鑄采用本工藝是主體工藝的備用工藝，如電爐維修時間過長，可根據(jù)具體情況，采用這一工藝流程。電爐維修時，將脫磷鐵水和液態(tài)鉻鐵直接兌入氬氧脫碳爐，吹氧脫碳至進VOD的碳含量后，加入硅鐵還原渣中的氧化鉻，隨后將初煉鋼水與爐渣一起出至爐下的鋼水罐內(nèi)，鋼渣混沖充分還原，再運至精煉跨，經(jīng)扒渣后進VOD真空罐內(nèi)進行真空精煉。VOD工藝與三步法相同，當(dāng)鋼水在VOD完成精煉后，由280/80 t起重機運吊至過跨鋼水罐車上，開至鋼水接受跨，由280/80 t起重機運至不銹鋼板坯連鑄機回轉(zhuǎn)臺，進行澆鑄。由于不銹鋼生產(chǎn)線設(shè)置了電爐、氬氧脫碳爐和VOD、LF爐，生產(chǎn)組織非常靈活，可根據(jù)原料條件和生產(chǎn)鋼種選擇不同的工藝路線。a) 由于不銹鋼冶煉生產(chǎn)線設(shè)置了鐵水脫磷站、電爐、氬氧脫碳爐和雙工位VOD，對爐料的適應(yīng)范圍廣；b) 工藝流程組織靈活，既可采用三步法冶煉不銹鋼，也可采用二步法工藝或不經(jīng)電爐工藝冶煉不銹鋼；c)本工藝由于采用了脫磷鐵水，可以很好地控制不銹鋼鋼水中磷含量，不必尋求昂貴的低磷爐料，有較高的經(jīng)濟效益；d) SS－VOD的使用，可以生產(chǎn)超低碳和超低氮不銹鋼，鋼水純凈度高，內(nèi)在質(zhì)量好，有利于開發(fā)高質(zhì)量的不銹鋼新品種；e)在爐料起始碳含量較高的情況下，采用三步法工藝，由氬氧脫碳爐和VOD共同完成脫碳任務(wù)，縮短冶煉周期，有利于與連鑄匹配，提高連澆爐數(shù)。第四章 不銹鋼冶煉主要生產(chǎn)系統(tǒng)不銹鋼冶煉生產(chǎn)系統(tǒng)包括鐵水預(yù)處理系統(tǒng)，電爐系統(tǒng)，氬氧脫碳爐系統(tǒng)和鋼水精煉系統(tǒng)等子系統(tǒng)。為不銹鋼生產(chǎn)服務(wù)的鐵水預(yù)處理包括鐵水脫磷站和鐵水倒罐站混沖脫硅設(shè)施。高爐鐵水在高爐出鐵場進行脫硅處理后鐵水[Si]≤ %，由260t魚雷罐車經(jīng)扒渣后運抵鐵水倒罐站。由于鐵水脫磷時對鐵水的含硅量有一定的要求，因此在鐵水脫磷之前，還要在鐵水脫磷站對鐵水進行補充脫硅處理。倒罐后，鐵水罐進入脫磷工位進行噴吹脫硅，使鐵水[Si]%以下。 脫磷脫硅鐵水在脫磷站扒渣工位扒渣后，進行鐵水罐噴吹脫磷，脫磷扒渣后鐵水溫度≥1265℃，[P]含量≤%。脫硅脫磷總作業(yè)周期為75min左右，為確保不銹鋼生產(chǎn)節(jié)奏，設(shè)置雙噴吹、雙扒渣工位。鐵水預(yù)處理采用溫度計算模型和加料模型進行過程控制。：噴吹罐 2個、噴槍及升降裝置2套噴槍直徑216。 300mm，升降裝置2氧槍及升降裝置2套氧槍直徑216。 165mm，升降裝置2扒渣機2臺扒渣力約4 kN還有鐵水罐運輸傾翻臺車、測溫取樣裝置、渣罐運輸臺車、鐵水罐、渣罐以及烘烤器等設(shè)備。電爐采用三相交流電弧爐，公稱容量為100 t，電極直徑600mm，采用出鋼咀出鋼。最大出鋼量118t，冶煉周期為60～65min。電爐以脫磷鐵水、不銹鋼廢鋼、高碳鉻鐵合金、鎳鐵合金等為爐料，熔煉出已基本上具有所煉鋼種成分的不銹鋼母液。母液在加料跨扒渣，然后倒入氬氧脫碳爐進一步冶煉。不銹鋼冶煉中原料成本占比重很高，盡量多使用不銹鋼廢鋼（特別是鎳鉻不銹鋼）是降低成本的有效途徑，采用電爐熔煉母液為大量使用不銹鋼廢鋼創(chuàng)造了十分有利的條件。每爐不銹鋼廢鋼用量約25％，當(dāng)不銹鋼社會蓄積量增加和市場不銹鋼廢鋼價格下降時，可增加不銹鋼廢鋼用量比例以進一步降低生產(chǎn)成本。使用溫度不小于1260℃的脫磷鐵水，根據(jù)鋼種需要，每爐脫磷鐵水用量不等。 電爐作業(yè)在電爐配料跨將不銹鋼廢鋼配入料籃，通過高位料倉將高碳鉻鐵、鎳鐵及部份渣料加入料籃，料籃送入電爐跨。電爐開蓋后將料籃爐料加入，脫磷鐵水在通電后加入。配有爐門氧槍和噴粉槍，噴粉槍能噴硅鐵粉和碳粉。采用短出鋼咀出鋼，渣鋼混出以提高渣中鉻的還原率。母液鐵水罐進入加料跨扒渣站，采用液壓扒渣機扒渣后，用起重機兌入氬氧脫碳爐。電爐采用死爐座作業(yè)，電爐修爐時，可采用脫磷鐵水直接兌入不銹鋼轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)430不銹鋼。電爐采用原料計算模型，鋼水成分預(yù)測模型，電極、氧槍控制模型，合金渣料加料模型，脫硅脫氧計算模型等進行過程控制。：100t三相交流電弧爐2座公稱容量：100t，最大出鋼量：118t80MVA電爐變壓器1座95MVA電爐變壓器1套還有母液罐臺車、吹氧噴粉機械手、副原料鐵合金加料系統(tǒng)、母液罐、渣罐、烘烤器等設(shè)備。電爐母液出至爐下的鋼水罐（帶嘴，外形與鐵水罐相似）中，由鋼水罐車運至加料跨，經(jīng)扒渣后，由起重機吊起兌入氬氧脫碳爐。為強化氬氧脫碳爐在高碳區(qū)的快速脫碳功能，氬氧脫碳爐配備了頂吹氧槍。為適應(yīng)氬氧脫碳爐二步法生產(chǎn)的需要，爐底設(shè)置了側(cè)吹風(fēng)口，同時配備了副槍和爐氣分析儀參與氬氧脫碳爐的脫碳過程控制，使氬氧脫碳爐的冶煉操作更為方便和準(zhǔn)確。氬氧脫碳爐在鋼液吹煉至低碳區(qū)后，爐底側(cè)部風(fēng)口停止吹氧，吹入氬氣或氮氣，稀釋一氧化碳分壓，保證含鉻鋼液脫碳保鉻的熱力學(xué)條件。（1） 三步法工藝三步法工藝的主要功能為脫碳、還原、成分和溫度調(diào)整。三步法工藝過程分為脫碳期和還原期。脫碳期，采用氧槍和爐底側(cè)部風(fēng)口復(fù)吹供氧，加快脫碳速率；當(dāng)碳含量達到臨界點時，逐步降低氧氣流量，增大氮氣或氬氣的流量，氧氣和氮氣或氬氣的比例從9:1降低至1:1，以降低一氧化碳分壓，確保降碳保鉻的熱力學(xué)條件，使鋼液中鉻的氧化降低到最低限度，減少還原劑的消耗。如鋼種對氮氣含量有嚴格要求，爐底側(cè)部風(fēng)口稀釋氣體應(yīng)采用氬氣，如沒有特別要求，可采用氮氣代替氬氣在脫碳前期或全程作為稀釋氣體，以降低氬氣的消耗。當(dāng)鋼液中碳含量達到目標(biāo)成分后，氬氧脫碳爐進行還原期操作，此時爐底側(cè)部風(fēng)口的氮氣切換成氬氣，通過爐頂料倉加料系統(tǒng)加入還原劑硅鐵，還原爐渣中被氧化的鉻和錳，此時，加大爐底風(fēng)口氬氣的吹入強度，使熔池形成較好的動力學(xué)條件，加速和充分還原，同時可以達到良好的脫硫效果，之后將鋼水和爐渣一起出至爐下的鋼水罐內(nèi)，通過渣鋼混沖進一步還原渣中的氧化鉻。（2） 二步法工藝二步法的主要功能為脫碳、還原、脫硫、成分和溫度調(diào)整。其工藝過程分為脫碳期和還原期，如鋼中硫含量要求低于50～100ppm，在還原期后，需要進行單獨造渣脫硫工藝。脫碳期，采用氧槍和爐底側(cè)部風(fēng)口復(fù)吹供氧，加快脫碳速率，與三步法不同的是由于后面不進行VOD真空處理，所以除了對氮沒有要求的鋼種在脫碳前期可吹入部份氮氣外，爐底側(cè)部風(fēng)口主要吹氬。當(dāng)碳含量達到臨界點時，逐步降低氧氣流量，增大氬氣或氮氣的流量，氧氣和氬氣或氮氣的比例從10:1降低至1:3，％以后，頂槍停止供氧，氧氣和氬氣均由爐底側(cè)部風(fēng)口吹入，以降低一氧化碳分壓，確保降碳保鉻的熱力學(xué)條件，使鋼液中鉻的氧化降低到最低限度，減少還原劑的消耗。當(dāng)鋼液中碳含量達到目標(biāo)成分后，氬氧脫碳爐進行還原期操作，通過爐頂料倉加料系統(tǒng)加入還原劑硅鐵，還原爐渣中被氧化的鉻和錳，此時，加大爐底風(fēng)口氬氣的吹入強度，使熔池形成較好的動力學(xué)條件，加速和充分還原，同時可以達到良好的脫硫效果，之后將鋼水和爐渣一起出至爐下的鋼水罐內(nèi)，通過渣鋼混沖進一步還原渣中的氧化鉻。 氬氧脫碳爐技術(shù)特點帶頂吹氧槍，適應(yīng)高碳區(qū)域快速脫碳的要求；帶副槍和爐氣分析系統(tǒng)，有利于氬氧脫碳爐計算機模型控制；采用了氬氧脫碳爐計算機模型控制，提高命中率，降低鉻的氧化；縮短冶煉時間，避免了過程溫度過高影響爐襯壽命，工藝操作方便；托圈和爐殼連接的特殊設(shè)計，爐殼更換時間縮短。 氬氧脫碳爐主要工藝參數(shù)－1。 表4－1 氬氧脫碳爐主要工藝參數(shù)序號項 目單 位數(shù) 據(jù)備注1爐型氬氧脫碳爐帶頂槍2公稱容量t1203最小出鋼量t1004最大出鋼量t1355新爐襯爐容積m3686爐殼直徑mm50007爐殼總高mm73358爐口直徑mm20009風(fēng)口數(shù)量個710容積比m3/t出鋼量135t出鋼量120t11頂槍氧氣流量Nm3/min15012風(fēng)口氧氣流量Nm3/min100 MPa13風(fēng)口氬氣、氮氣流量Nm3/min100 MPa14風(fēng)口位置底側(cè)15出鋼－出鋼周期 min65三步法75二步法 氬氧脫碳爐主要設(shè)備每座氬氧脫碳爐主要設(shè)備見表4－2爐體及傾動裝置1套公稱容量：120t，最大出鋼量135t新爐體總重：185 t，傾動功率：2315kW氧槍及升降裝置1套氧槍直徑216。 ，升降裝置：22 kW副槍及升降裝置1套副槍直徑216。 140mm，升降裝置：160 kW扒渣機2臺扒渣力：10 kN轉(zhuǎn)爐爐體更換臺車1臺VVVF傳動，走行：230 kW，液壓頂升還有副原料及鐵合金加料系統(tǒng)、轉(zhuǎn)爐爐殼烘烤裝置，轉(zhuǎn)爐爐殼在線烘烤裝置以及鋼水罐車、鋼水罐，渣罐車、渣罐，測溫取樣裝