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至德鋼業(yè)不銹鋼板坯冶煉和連鑄制造工程

來源:至德鋼業(yè) 日期:2020-06-29 11:36:47 人氣:1287

 浙江至德鋼業(yè)有限公司將原料(廢鋼、合金鐵等)按照一定配比混合后裝入爐內(nèi),在電爐里靠電弧產(chǎn)生的熱進(jìn)行熔煉,并進(jìn)行脫氧、脫硫以及溫度和成分的調(diào)整。電爐出鋼后的鋼液通過中間包倒入AOD爐內(nèi),加入精煉劑除氧,吹進(jìn)惰性氣體氬氣,降低碳及硫的含量,同時(shí)調(diào)節(jié)化學(xué)成分?;蛘邔⒔?jīng)過電爐預(yù)脫碳的鋼水裝入VOD,在一定的真空度下繼續(xù)脫碳和還原精煉,生產(chǎn)出符合要求的不銹鋼。對(duì)冶煉要求較高的超低碳、超低氮不銹鋼,可采用EAF+AOD+VOD三步法的工藝流程。精煉后的不銹鋼水通過連鑄機(jī)生成不銹鋼板坯。


一、不銹鋼冶煉


  不銹鋼冶煉的核心問題是解決“降碳”和“保鉻”的矛盾。在高鉻鋼液中鉻比碳優(yōu)先氧化,在正常冶煉溫度下,要把碳降到0.03%以下,則平衡的鉻只能保持在4%左右。提高冶煉溫度固然能適當(dāng)提高鉻的平衡含量,但耐火材料卻難以承受,比如含鉻18%的鋼液要做到脫碳保鉻,溫度要達(dá)到1900℃以上。


  采用的方法有兩種,一是在真空下精煉;二是向鋼液中吹入氬氣、氮?dú)獾榷栊詺怏w稀釋爐氣中的一氧化碳。根據(jù)這兩種思想,60年代先后開發(fā)了VOD和AOD等爐外精練新技術(shù),實(shí)現(xiàn)了在較低的溫度下不使鉻大量氧化而迅速降碳,從而比較好的解決了“降碳”和“保鉻”的矛盾。當(dāng)然,爐外精練的作用還不僅僅如此,在脫氫、脫氧、脫硫、去除夾雜物、提高鋼質(zhì)純度等方面也顯示了很大的優(yōu)越性。


  AOD是氬氧脫碳法(Argon Oxygen Decarburization)的簡稱,一般都是和電爐進(jìn)行雙聯(lián)煉鋼。是通過向鋼液中吹入氬氣、氮?dú)獾榷栊詺怏w降低脫碳時(shí)產(chǎn)生的一氧化碳分壓,提高高碳鋼水的脫碳效率,而且鉻不會(huì)被大量氧化。具有以下優(yōu)點(diǎn):a、脫碳速度高,很容易將碳從高碳區(qū)降至很低,生產(chǎn)效率高;b、能大量使用高碳鉻鐵等較低廉的合金料,冶煉成本低;c、鉻的氧化較少,回收率比電爐高,因此還原劑的使用量相對(duì)較少,有利于降低成本;d、鋼水?dāng)嚢枇?qiáng),有利于脫硫和脫氧。AOD爐的缺點(diǎn)是脫氮比較困難,超低氮鋼一般用VOD爐冶煉。


  VOD是真空吹氧脫碳法(Vaccum Oxygen Decarburization)的簡稱,是一種采用真空裝置降低一氧化碳分壓進(jìn)行脫碳的爐外精練法。因?yàn)樵谡婵昭b置中脫碳,一般是從0.4%~0.6%碳的范圍開始,需要先經(jīng)過電爐或轉(zhuǎn)爐預(yù)脫碳。具有以下優(yōu)點(diǎn):a、降碳、保鉻效果好,通過控制真空度,可在鉻幾乎不被氧化的情況下脫碳;b、由于是在鋼包中精練,精煉后不吸收氮、碳,更適合冶煉超低碳、超低氮的不銹鋼;c、脫氧效果良好,但脫硫效果遠(yuǎn)不如AOD,生產(chǎn)效率也比AOD低。


 目前不銹鋼絕大多數(shù)采用EAF(電弧爐)→AOD二步冶煉法,冶煉超低碳、超低氮不銹鋼時(shí)也采用EAF→AOD→VOD三步煉鋼法。


二、不銹鋼連鑄


 不銹鋼的鑄造有模鑄和連鑄兩種方法。1960年以前,各國生產(chǎn)的不銹鋼大部分采用模鑄,從60年代以后大規(guī)模普及連鑄技術(shù),到1985年全世界不銹鋼的連鑄比已達(dá)到70%以上,西方工業(yè)發(fā)達(dá)國家已基本上用連鑄取代了模鑄。從模鑄到連鑄,是不銹鋼澆鑄工藝的一次大飛躍。它不僅顯著提高了鋼水收得率,從而使綜合成材率提高10%以上,而且還省略了開坯工序,大量節(jié)約了能耗;與爐外精煉相配合,也顯著提高了生產(chǎn)效率。爐外精煉+連鑄已成為現(xiàn)代化不銹鋼煉鋼工藝的主要標(biāo)志。


1. 連鑄機(jī)結(jié)構(gòu)


  連鑄機(jī)各個(gè)組成單元的作用和工作原理為:

  

 a. 鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái) 


    安裝在澆鑄平臺(tái)上,用以放置鋼水包,做澆鑄前的準(zhǔn)備工作(吹氬氣、測溫、稱量等)?;剞D(zhuǎn)臺(tái)上可同時(shí)放置兩個(gè)鋼水包,一個(gè)作業(yè),一個(gè)做準(zhǔn)備工作。


 b. 中間包


   用以接受鋼水包的鋼液,然后使鋼液流向結(jié)晶器進(jìn)行澆鑄。它的主要功能是:保持鋼流穩(wěn)定、溫度均勻和夾雜物的上浮。


 c. 結(jié)晶器


  結(jié)晶器是連鑄機(jī)的核心部分,鋼水在其中凝固結(jié)晶和成形。結(jié)晶器形狀和尺寸根據(jù)鑄坯的設(shè)定規(guī)格制作,通常寬度可調(diào)。


 d. 結(jié)晶器振動(dòng)機(jī)構(gòu)


  為防止凝固殼或鋼液與結(jié)晶器壁粘結(jié)和加大結(jié)晶器內(nèi)的熱傳導(dǎo),鑄機(jī)上設(shè)置有結(jié)晶器振動(dòng)裝置。利用該機(jī)構(gòu)的反復(fù)運(yùn)動(dòng),使結(jié)晶器在澆鑄過程中以一定的頻率和振幅上下振動(dòng)。


 e. 二次冷卻裝置(二冷段)


  鑄坯在結(jié)晶器下形成硬殼的厚度大約為20mm,內(nèi)部仍為液芯,需要噴水加速冷卻,使其完全凝固。為破壞和限制連鋅坯中心部分柱狀晶的發(fā)展,減小偏析,不銹鋼連鑄機(jī)在二冷段的上部裝設(shè)有電磁攪拌裝置。為取得更好的鑄坯組織,有的連鑄機(jī)除二冷段設(shè)置電磁攪拌外,在結(jié)晶器外圍也安裝了電磁攪拌裝置。


 f. 夾送輥(支撐輥)


  使鑄坯以一定速度拉拔移動(dòng),同時(shí)矯直鑄坯。


 g. 火焰切割機(jī)


  夾送輥拉出的連鑄坯經(jīng)過輸送輥道送入火焰切割機(jī),切割成定尺坯。


  h. 引錠桿


  澆鑄前,引錠桿的頭部作為結(jié)晶器的“活底”將其下口堵住,并用石棉繩塞好間隙。在引錠桿頭上放些廢鋼板、碎鋼等,以使鑄坯與引錠頭既連接牢固又有利于脫錠。而引錠桿的尾部則應(yīng)夾在拉矯機(jī)中。開始澆鑄時(shí),引錠桿頭部逐漸與鑄坯凝結(jié)在一起。拉坯時(shí),拉矯機(jī)將強(qiáng)制地從結(jié)晶器中拉出引錠桿及與其連在一起的鑄坯,直至鑄坯被矯直、脫掉引錠桿為止。其后的拉坯將通過拉矯輥夾緊鑄坯連續(xù)拉出,而引錠桿會(huì)被送離連鑄生產(chǎn)線存放、清理好以備再用。


 2. 連鑄生產(chǎn)流程


   進(jìn)行連續(xù)澆注時(shí)鋼包中的鋼液經(jīng)過中間包注入結(jié)晶器,結(jié)晶器的底部由引錠承托,結(jié)晶器采用水冷,由于冷卻水的強(qiáng)烈冷卻作用使鋼液迅速冷卻為具有一定坯殼厚度的鑄坯,并與引錠凝為一體。當(dāng)鋼液澆至規(guī)定高度時(shí),開動(dòng)拉矯機(jī),拉輥以一定速度拉著引錠把鑄坯拉出結(jié)晶器。為了防止鑄坯坯殼被拉斷,并減少結(jié)晶器內(nèi)的拉坯阻力,在澆注過程中結(jié)晶器始終要進(jìn)行往復(fù)振動(dòng)。鑄坯出結(jié)晶器以后,進(jìn)入噴水冷卻的二次冷卻區(qū)直到完全凝固。當(dāng)鑄坯進(jìn)入拉矯機(jī)后,脫去引錠,鑄坯經(jīng)過矯直,再經(jīng)切割機(jī)切成定尺長度,由輸送輥道運(yùn)走。隨著鋼液的不斷注入,鑄坯不斷向下伸長,并被切割運(yùn)走,形成了連續(xù)澆注的過程。


本文標(biāo)簽:不銹鋼 

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