【正文】 氣壓力下進(jìn)行精煉，設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便靈活。由于這種工藝與電弧爐冶煉不銹鋼相比，具有三高(產(chǎn)量高、質(zhì)量高、鉻的收得率高 )和三低 (投資低、成本低、勞動(dòng)強(qiáng)度低 )等一系列優(yōu)點(diǎn)，因此，許多國(guó)家已把 AOD 法作為生產(chǎn) 不銹鋼的主要手段之一。在精煉不銹鋼時(shí)，它是在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力下向鋼水吹氧的同時(shí)，吹入惰性氣體 (Ar， N2)，通過(guò)降低 CO 分壓，達(dá)到假真空的效果，從而使碳含量降到很低的水平，并且抑制鋼中鉻的氧化 。 對(duì)于不銹鋼的冶煉，需要特種轉(zhuǎn)爐，目前主要使用的有 AOD、 GOG 和 VOD 三種。爐外精煉設(shè)備的種類(lèi)很多，大致 分為5 類(lèi)。最常用的攪拌手段是鋼水吹氬。爐外精煉是將原來(lái)在轉(zhuǎn)爐里需要完成的鋼水精煉任務(wù)轉(zhuǎn)移到爐外的鋼包或?qū)Ｓ萌萜髦羞M(jìn)行，以便更經(jīng)濟(jì)、更有效的獲得優(yōu)質(zhì)的，多品種鋼水。 ―高拉碳法 ‖控制終點(diǎn)，冶煉時(shí)間縮短，不利于去除 P、 S。且終渣中 (FeO)含量較低，減少對(duì) 爐襯的化學(xué)侵蝕， 對(duì)延長(zhǎng)爐齡十分有利。 (3) 高拉碳法： 是指熔池含碳量達(dá)到出鋼要求時(shí)停止吹氧，此時(shí)熔池中不但硫磷和溫度符合出鋼溫度要求，而且計(jì)入鐵合金帶入金屬中的碳后，鋼水中的碳也能符合所煉鋼種的規(guī)格要求。該法金屬收得 率高、錳鐵消耗少；渣中 FeO 低，有利于提高爐齡；鋼中氣體、夾雜含量較低。 (2) 拉碳法： 轉(zhuǎn)爐煉鋼終點(diǎn)控制方法之一，即在熔池含碳量達(dá)到出鋼要求時(shí)便停止吹氧 。在 吹煉平均含碳量 ≥%的鋼種時(shí)，皆采取吹到 %～ %C 時(shí)便停吹，然后按所煉鋼種的規(guī)格，再在鋼包中增碳。終點(diǎn)碳控制的方法有三種：拉碳法、增碳法、高拉碳。 終點(diǎn)碳的控制 本設(shè)計(jì)并未涉及終點(diǎn)碳的控制，但終點(diǎn)碳的控制是煉鋼過(guò)程的一個(gè)重要技術(shù)操作，在此略做介紹。復(fù)吹轉(zhuǎn)爐兼有這兩者的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)避免了兩者的缺點(diǎn)，且頂?shù)讖?fù)合吹法底部吹的不是氧氣而是氮?dú)獾确茄趸詺怏w，所以既達(dá)到加強(qiáng)攪拌的目的又避免了單純底吹的底部供氣元件容易燒壞的缺點(diǎn)。其優(yōu)點(diǎn)是：加強(qiáng)了熔池的攪拌；氧的利用率提高、冶煉周期縮短、鐵損和脫氧劑消耗降低；充分發(fā)揮頂吹易造渣的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)中前 期脫磷；底部吹氬氣和氮?dú)?，提高了爐底耐火材料和供氣元件的壽命，克服了底吹保護(hù)性介質(zhì)CH 的使用，避免了鋼種含 H 增高的問(wèn)題。設(shè)計(jì)中采用復(fù)吹。在轉(zhuǎn)爐爐役的不同時(shí)期，有不同的合理的裝入量。分階段定量裝入法兼有前兩者的優(yōu)點(diǎn)，是生產(chǎn)中最常見(jiàn)的轉(zhuǎn)入制度，設(shè)計(jì)中就采用分階段定量裝入。 裝入制度是指一個(gè)爐役期中裝入量的安排。 吹煉過(guò)程中金屬升溫大致分三階段：第一階段升溫速度很快，第二階段升溫速度趨緩慢，第三階段升溫速度又加快。 吹煉過(guò)程中熔渣成分與鋼中元素氧化、成渣情況有關(guān)。 一爐鋼的冶煉過(guò)程 從裝料起到出鋼、倒完渣為止，轉(zhuǎn)爐一爐鋼的冶煉過(guò)程包括裝料、吹煉、脫氧、出鋼、濺渣護(hù)爐和倒渣 六 個(gè)階段。 鋼渣由渣罐車(chē)運(yùn)往渣處理間。 鐵合金的供應(yīng)一般由煉鋼廠鐵合金 車(chē) 間、車(chē)間鐵合金料 倉(cāng)及稱(chēng)量和輸送設(shè)施、向爐子 加料設(shè)施等幾部分組成。供應(yīng)系統(tǒng)包括散裝料堆場(chǎng)、地下料倉(cāng)、由地下料倉(cāng)送往主廠房的運(yùn)料設(shè)施、轉(zhuǎn)爐上方高位料倉(cāng)、稱(chēng)量和向轉(zhuǎn)爐加料的設(shè)施。 廢鋼由汽車(chē)運(yùn)輸?shù)綇U鋼間，廢鋼入爐是通過(guò)廢鋼槽運(yùn)往裝料跨裝入轉(zhuǎn)爐。 鐵水是轉(zhuǎn)爐煉鋼的主要原料。 轉(zhuǎn)爐車(chē)間原材料供應(yīng) 轉(zhuǎn)爐煉鋼使用的原料包括：鐵水、廢鋼、散裝料 (石灰、白云石、螢石、氧化鐵皮、鐵礦石、焦炭等 )和鐵合金。 Si 提高鐵素體和奧氏體的硬度和強(qiáng)度，顯著提高鋼的彈性極限、屈服強(qiáng)度，降低鋼的密度、熱導(dǎo)率、導(dǎo)電率和電阻溫度系數(shù) ， 提高溫度時(shí)鋼的抗氧化性能和屈服強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度降低 ， 但硅含量高時(shí)，表 面脫碳加劇 ， 硅 還會(huì) 降低鋼的可焊性 。損害鋼的抗蝕性能，造成焊熱裂，氣孔及疏松。 在不銹鋼常用的合金元素中，鉻、鉬、硅、鋁、鈦、鈮等是鐵素體形成元素，而碳、鎳、錳、氮是奧氏體元素。 鈦和鈮與碳親和力比鉻大，在不銹鋼中能夠優(yōu)先形成碳化物，使鉻能基本溶于固溶體中，從而避免晶界貧鉻，減輕晶間腐蝕傾向。 碳在不銹鋼中將與鉻形成碳化物，含碳量越高，形成的碳化鉻越多，固溶體中的含鉻量越低，鋼的電極電位就越低，因此鋼的耐蝕性也越低，因而不銹鋼一般要求較低的含碳量。 錳和氮都是促進(jìn)奧氏體形成的元素，因而可以代鎳。 銅可以提高鐵素體鉻不銹鋼在某些還原性介質(zhì)中的耐蝕性，并改變其韌性。 鉬能增加不銹鋼的耐蝕性，特別是對(duì)那些鉻的鈍化作用不夠的還原性介質(zhì)和存在氯離子的介質(zhì)。 圖 12 修正 的舍菲爾不銹鋼組織圖 鎳 通常用以形成并穩(wěn)定奧氏體的組織。因?yàn)闊o(wú)論是奧氏體還是鐵素體形成元素，在各類(lèi)不銹鋼中都或多或少同時(shí)存在，所以具體的不銹鋼是什么組織最終是由兩類(lèi)形成元素的比例所決定的。所謂的奧氏體就是構(gòu)成鋼的基體的最小單位是晶鉻，晶格中原子的排列形式是面心立方體。在不銹鋼的化學(xué)成分中對(duì)組織的作用分為兩類(lèi)。圖 11為年產(chǎn) 260 萬(wàn) 噸合格不銹鋼鋼坯的金屬料流程圖 。也就是一個(gè)鋼廠生產(chǎn)的投入與產(chǎn)出的平衡關(guān)系。 海水里用設(shè)備、化學(xué)、染料、造紙、草酸、肥料等生產(chǎn)設(shè)備；照像、食品工業(yè)、沿海地區(qū)設(shè)施、繩索、 CD 桿、螺栓、螺母。因此主要應(yīng)用于以下領(lǐng)域： 1)壓力器皿、高壓儲(chǔ)藏罐、高壓管道、熱交 換器 (化學(xué)加工工業(yè) )； 2)石油天然氣管道、熱交換器管件 ； 3)污水處理系統(tǒng) ； 4) 紙漿和造紙工業(yè)分類(lèi)器、漂白設(shè)備、貯存處理系統(tǒng) ； 5)高強(qiáng)度耐腐蝕環(huán)境下的回轉(zhuǎn)軸、壓榨輥、葉片、葉輪等 ； 6)輪船或卡車(chē)的貨物箱 ； 7)食品加工設(shè)備 。它具有高強(qiáng)度、良好的沖擊韌性以及良好的整體和局部的抗應(yīng)力腐蝕能力。 (2) 鋼種 316L(標(biāo)準(zhǔn) GB/T)占 20% 表 12 鋼種 316L 的成分 化學(xué)成分 C Si Mn P S Cr Ni Mo 含量 (%) ≤ ≤ ≤ ≤ ≤ 16~18 12~15 2~3 力學(xué)性能： 抗拉強(qiáng)度 σb≥480Mpa 條件屈服強(qiáng)度 (MPa)： ≥177 硬度 (HV)≤200 應(yīng)用領(lǐng)域： 牌號(hào) 022Cr17Ni12Mo2， 紙漿和造紙用設(shè)備熱交換器、染色設(shè)備、膠片沖洗設(shè)備、管道、沿海區(qū)域建筑物外部用材料，以及高級(jí)手表的表鏈、表殼等用途。 304 不銹鋼，國(guó)標(biāo) 0Cr18Ni9,作為一種用途廣泛的鋼，具有良好的耐蝕性、耐熱性，低溫強(qiáng)度和機(jī)械性能；壓、彎曲等熱加工性好，無(wú)熱處理硬化現(xiàn)象 (無(wú)磁性，使用溫度 196℃ ~800℃ )，因此被廣泛地用于制作要求良好綜合性 能 (耐腐蝕和成型性 )的設(shè)備和機(jī)件，例如：家庭用品 ( 2 類(lèi)餐具、櫥柜、室內(nèi)管線、熱水器、鍋爐、浴缸 )，汽車(chē)配件 (風(fēng)擋雨刷、消聲器、模制品 )，醫(yī)療器具、建材，化學(xué)，食品工業(yè)，農(nóng)業(yè)，船舶部件。不銹鋼的鉻含量最高為 26%，更高的鉻含量已經(jīng)沒(méi)有必要。這一特性與鋼中的鉻含量有直接關(guān)系，隨著鉻含量的提高而增強(qiáng)。含鉻 %以上的合金稱(chēng)為不銹鋼。 工業(yè)用鋼是使用最廣、用量 最大的金屬材料之一，在現(xiàn)代工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有極其重要的地位。鋼鐵工業(yè)作為一個(gè)原材料的生產(chǎn)和加工部門(mén)，處于產(chǎn)業(yè)鏈的中間位置。 Continuous Casting 目 錄 摘 要 .......................................................................................................Ⅳ Abstract........................................................................................................Ⅴ 前 言 .........................................................................................................1 第一章 產(chǎn)品方案的規(guī)劃與設(shè)計(jì) ...............................................................1 產(chǎn)品方案的確定及金屬物料平衡表 ……………………………… ……………. 2 產(chǎn)品方案的確定 ..............................................................................................2 金屬平衡圖 ......................................................................................................3 合金元素對(duì)不銹鋼組織 (性能 )的作用 ……………………………... ....................4 第二章 工藝流程的選擇與論證 .................................................................6 轉(zhuǎn)爐車(chē)間原材料供應(yīng) ……………………………………………… …………….. 6 脫磷轉(zhuǎn)爐 …………………………………………………………… …………….. 7 一爐鋼的冶煉過(guò)程 ..........................................................................................7 終點(diǎn)碳的控制 ..................................................................................................8 AOD 轉(zhuǎn)爐精煉 …………………………………… ……………… …………….. .9 第三章 冶金計(jì)算 ......................................................................................12 脫磷轉(zhuǎn)爐平衡計(jì)算 …… ……………………………………… …………… …… 12 物料平衡計(jì)算 ................................................................................................12 熱平衡計(jì)算 ....................................................................................................17 轉(zhuǎn)爐平衡 計(jì)算 ……………………………………………… …………… ..21 物料平衡計(jì)算 ................................................................................................21 熱平衡計(jì)算 ....................................................................................................31 第四章 氧槍和轉(zhuǎn)爐的設(shè)計(jì)計(jì)算 .............................................................35 轉(zhuǎn)爐 (脫磷 )設(shè)計(jì) …………………………………………………… ……………. 35 轉(zhuǎn)爐座數(shù)和公稱(chēng)容量 確定 ............................................................................36 轉(zhuǎn)爐爐型設(shè)計(jì) ................................................................................................36 轉(zhuǎn)爐爐襯設(shè)計(jì) ................................................................................................39 氧槍設(shè)計(jì) ……………………………………………………… …… …………… 40 噴頭參數(shù)的選擇 ............................................................................................40 噴頭計(jì)算確定尺寸 ........................................................................................42 氧槍水冷系統(tǒng) ................................................................................................43 第五章 連鑄 .............................................................................................45 連鑄機(jī)分類(lèi)及特點(diǎn) ………………………………………………. ......................45 立式連鑄機(jī) ........