不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí)篇

1、不銹鋼分公司海外培訓(xùn)教材（不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí)篇）2006 年 12 月 15 日第一章 不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí) 不銹鋼是建筑、家電、石油、化工、化肥、合成纖維和石油提煉等工業(yè)部門中廣泛使用的金屬材料。通常所說的不銹鋼是不銹鋼與耐酸鋼的總稱。不銹鋼不一定耐酸，但耐酸鋼同時(shí)又是不銹鋼。當(dāng)鋼中鉻含量在10.5% 以上時(shí)，鋼的表面在大氣中會(huì)形成一層致密的氧化鉻，使鋼具有了防銹性，能防止鋼的基體進(jìn)一步氧化，起到了對(duì)鋼基體的保護(hù)作用。鉻含量大于10.5% 以上的鋼稱為不銹鋼。在同一介質(zhì)中 , 不同種類的不銹鋼腐蝕速度大不相同， 而同一種不銹鋼在不同的介質(zhì)中腐蝕行為也大不一樣。因此掌握各類不銹鋼的特點(diǎn)，對(duì)于正確選擇和使

2、用不銹鋼是很重要的。不銹鋼不僅要耐蝕，還要具有較好的力學(xué)性能、良好的切削加工性能和焊接性能。到目前為止，不銹鋼已發(fā)展到了近200 個(gè)鋼種，性能不同，生產(chǎn)工藝各異。不銹鋼良好的耐蝕性，較低的維護(hù)成本，優(yōu)良的外觀，使其在化工、食品、石油、建筑、電器工程、裝飾、核工業(yè)等領(lǐng)域廣泛得到應(yīng)用。目前全世界年產(chǎn)不銹鋼在2400 萬 t 左右。每年不銹鋼的需求量還以 6% 的比率增長(zhǎng)，而中國(guó)需求量在以每年8% 以上的速度增長(zhǎng)，高于世界平均增長(zhǎng)率。1.1 金屬腐蝕機(jī)理1.1.1 腐蝕過程 在外界介質(zhì)的作用下使金屬逐漸受到破壞的現(xiàn)象稱為腐蝕。腐蝕基本上有兩種形式：化學(xué)腐蝕 和電化學(xué)腐蝕?；瘜W(xué)腐蝕在腐蝕過程中形成某種

3、腐蝕產(chǎn)物。這種腐蝕產(chǎn)物一般都覆蓋在金屬表 面上形成一層膜，使金屬與介質(zhì)隔離開來。如果這層化學(xué)生成物是穩(wěn)定、致密、完整并同金屬 表層牢固結(jié)合的，則將大大減輕甚至可以防止腐蝕的進(jìn)一步發(fā)展，對(duì)金屬起保護(hù)作用。形成保 護(hù)膜的過程稱為鈍化。可見，氧化膜的產(chǎn)生及氧化膜的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)是化學(xué)腐蝕的重要特征。因此，提高金屬耐化學(xué)腐 蝕的能力，主要是通過合金化或其它方法，在金屬表面形成一層穩(wěn)定的、完整致密的并與基體 結(jié)合牢固的氧化膜。1.1.2 腐蝕類型 金屬材料在工業(yè)生產(chǎn)中的腐蝕失效形式是多種多樣的。不同材料在不同負(fù)荷及不同介質(zhì)環(huán)境的 作用下，其腐蝕形式主要有以下幾類： 一般腐蝕：金屬裸露表面發(fā)生大面積的較為均勻

4、的腐蝕，雖降低構(gòu)件受力有效面積及其使用壽 命，但比局部腐蝕的危害性小。晶間腐蝕：指沿晶界進(jìn)行的腐蝕，使晶粒的連接遭到破壞。這種腐蝕的危害性最大，它可以使 合金變脆或喪失強(qiáng)度，敲擊時(shí)失去金屬聲響，易造成突然事故。晶間腐蝕為奧氏體不銹鋼的主要腐蝕形式。 應(yīng)力腐蝕：金屬在腐蝕介質(zhì)及拉應(yīng)力（外加應(yīng)力或內(nèi)應(yīng)力）的共同作用下產(chǎn)生破裂現(xiàn)象。斷裂 方式主要是沿晶的、也有穿晶的，這是一種危險(xiǎn)的低應(yīng)力脆性斷裂，在氯化和堿性氧化物或其 它水溶性介質(zhì)中常發(fā)生應(yīng)力腐蝕，在許多設(shè)備的事故中占相當(dāng)大的比例。點(diǎn)腐蝕：點(diǎn)腐蝕是發(fā)生在金屬表面局部區(qū)域的一種腐蝕破壞形式，點(diǎn)腐蝕形成后能迅速地向深 處發(fā)展，最后穿透金屬。點(diǎn)腐蝕危害性

5、很大，尤其是對(duì)各種容器是極為不利的。出現(xiàn)點(diǎn)腐蝕后 應(yīng)及時(shí)磨光或涂漆，以避免腐蝕加深。腐蝕疲勞：金屬在腐蝕介質(zhì)及交變應(yīng)力作用下發(fā)生的破壞，其特點(diǎn)是產(chǎn)生腐蝕坑和大量裂紋。顯著降低鋼的疲勞強(qiáng)度，導(dǎo)致過早斷裂。腐蝕疲勞不同于機(jī)械疲勞，它沒有一定的疲勞極限， 隨著循環(huán)次數(shù)的增加，疲勞強(qiáng)度一直是下降的。除了上述各種腐蝕形式以外，還有由于宏觀電池作用而產(chǎn)生的腐蝕。從上述腐蝕機(jī)理可見，防止腐蝕的著眼點(diǎn)應(yīng)放在：盡可能減少原電池?cái)?shù)量，使鋼的表面形成一 層穩(wěn)定的、完整的、與鋼的基體結(jié)合牢固的鈍化膜；在形成原電池的情況下，盡可能減少兩極 間的電極電位差。1.1.3 不銹鋼的合金化原理 提高鋼耐蝕性的方法很多，如表面鍍

6、一層耐蝕金屬、涂敷非金屬層、電化學(xué)保護(hù)和改變腐蝕環(huán)境介質(zhì)等。但是利用合金化方法，提高材料本身的耐蝕性是最有效防止腐蝕破壞的措施之一，其方法如下；(1)加入合金元素，提高鋼基體的電極電位，從而提高鋼的抗電化學(xué)腐蝕能力。一般往鋼中加入Cr、Ni、Si等元素均能提高其電極電位。由于 Ni資源較缺，Si的大量加入會(huì)使鋼變脆，因 此，只有Cr才是顯著提高鋼基體電極電位常用的元素。(2)加入合金元素使鋼的表面形成一層穩(wěn)定的、完整的與鋼的基體結(jié)合牢固的鈍化膜。從而提高鋼的耐化學(xué)腐蝕能力。 如在鋼中加入 Cr、Si、Al等合金元素，使鋼的表層形成致密的 C2O3、 SiO2、AI2O3等氧化膜，就可提高鋼的耐

7、蝕性。(3)加入合金元素使鋼在常溫時(shí)能以單相狀態(tài)存在，減少微電池?cái)?shù)目從而提高鋼的耐蝕性。如加入足夠數(shù)量的 Cr或Cr - Ni ,使鋼在室溫下獲得單相鐵素體或單相奧氏體。(4)加入Mo、Cu等元素，提高鋼抗非氧化性酸腐蝕的能力。(5)加入Ti、Nb等元素，消除Cr的晶間偏析，從而減輕了晶間腐蝕傾向。(6)加入Mn、N等元素，代替部分 Ni獲得單相奧氏體組織，同時(shí)能大大提高銘不銹鋼在有機(jī)酸中的耐蝕性。1.2 不銹鋼的種類和特點(diǎn)不銹鋼有兩種分類法：一種是按合金元素的特點(diǎn)，劃分為銘不銹鋼和銘?zhàn)x不銹鋼；另一種是按在正火狀態(tài)下鋼的組織狀態(tài)，劃分為馬氏體( M)不銹鋼、鐵素體(F)不銹鋼、奧氏體(A) 不

8、銹鋼和雙相(奧氏體 A -鐵素體F)不銹鋼。1.2.1 馬氏體不銹鋼及其特點(diǎn)經(jīng)熱處理后可以硬化，有磁性。在溫和的環(huán)境下抗腐蝕。具有相當(dāng)好的彈性。410鋼是馬氏體不銹鋼的常用鋼種。馬氏體不銹鋼含有多于10.5%的銘，在高溫下具有奧氏體組織，在合適的冷卻速度下，冷卻到室溫可以轉(zhuǎn)變成馬氏體。馬氏體不銹鋼鋼種演變見圖1。圖1:馬氏體不銹鋼鋼種演變典型的馬氏體不銹鋼鋼號(hào)有410、420 (15134J13)和440 (9Cr18)等410鋼加工工藝性能良好?？刹唤?jīng)預(yù)熱進(jìn)行深沖、彎曲、卷邊及焊接。420冷變形前不要求預(yù)熱，但焊接前需預(yù)熱，410、420J1主要用來制作耐蝕結(jié)構(gòu)件如汽輪機(jī)葉片等，而 420J

9、2主要用來制 作醫(yī)療器械外科手術(shù)刀及耐磨零件；440可做耐蝕軸承及刀具。馬氏體不銹鋼化學(xué)成分見表1-1。表1-1馬氏體不銹鋼的化學(xué)成分 /%鋼種CrCMnSiPS其它40311.5130.151.00.50.0400.03041011.513.50.151.01.00.0400.030Ni1.25-2.5041411.513.50.151.01.00.0400.030Mo0.60選擇41612140.151.251.00.0600.15最小Se 0.15最小416Se12140.151.251.00.0600.06042012140.15最小1.01.00.0400.030Mo 0.60選擇4

10、20F12140.381.251.00.0600.15選擇Ni0.51.0,42211130.200.251.00.750.0250.025Ni1.252.5043115170.201.01.00.0400.030Mo0.75440A16180.600.751.01.00.0400.030Mo0.75440B16180.750.951.01.00.0400.030440F171.00.40.40.04S0.08 或 Se0.181.2.2 鐵素體不銹鋼及其特點(diǎn)鐵素體不銹鋼的含 Cr量一般為10.5%30%,碳含量低于0.25% (見表2)。有時(shí)還加入其它合 金元素。金相組織主要是鐵素體，加熱及

11、冷卻過程中沒有a <=> 丫轉(zhuǎn)變，不能用熱處理進(jìn)行強(qiáng) 化，只是經(jīng)冷加工后有一些硬化?？寡趸詮?qiáng)，加入合金元素可在有機(jī)酸及含Cl-的介質(zhì)中有較強(qiáng)的抗蝕。同時(shí)，它還具有良好的熱加工性及一定的冷加工性。鐵素體不銹鋼主要用來制作要求有較高的耐蝕性而強(qiáng)度要求較低的構(gòu)件，廣泛用于制造生產(chǎn)硝酸、氮肥等設(shè)備和化工使用的管道等。430鋼是鐵素體不銹鋼的代表性鋼種。典型的鐵素體不銹鋼有Crl7型、Cr25型和Cr28型。鐵素體不銹鋼的鋼種演變見圖1-2。鐵素體不銹鋼的化學(xué)成分見表1-2。429降Cr改善 焊接性能圖1-2鐵素體不銹鋼的鋼種演變表1-2鐵素體不銹鋼的化學(xué)成分/%鋼種CMnPSSiCr其它

12、4090.081.000.04510.0451.00110.5/11.75P Ti6*C/0.754050.081.000.0400.0301.0011.5/14.5Al0.10/0.304290.121.000.0400.0301.0014.0/16.04300.121.000.0400.0301.0016.0/18.0430F0.121.250.0600.151.0016.0/18.0Mo0.6430FSe0.121.250.0600.0601.0016.0/18.0Se0.15最小4340.121.000.0400.0301.0016.0/18.0MO0.75/1.254360.121.

13、000.0400.0301.0016.0/18.0MO0.75/1.24420.201.000.0400.0301.0018.0/23.00.5*C/0.70Nb4460.201.500.0400.0301.0023.0/27.00.25N1.2.3奧氏體不銹鋼及其特點(diǎn)奧氏體不銹鋼是克服馬氏體不銹鋼耐蝕性不足和鐵素體不銹鋼脆性過大而發(fā)展起來的（見表1-3）?；境煞譃閘8%Cr、8% Ni簡(jiǎn)稱18 8鋼。其特點(diǎn)是含碳量低于 0.1%,利用Cr、Ni配合 獲得單相奧氏體組織。奧氏體不銹鋼有很多共性。能夠冷加工硬化，但不能熱處理硬化，無磁性。雖然有些經(jīng)冷加工后有輕微的磁性，但是經(jīng)退火后磁性消失。有

14、很好的耐蝕性，極好的成形性，而且經(jīng)過冷加工 后能增加強(qiáng)度。圖3 18/8奧氏體不銹鋼為了特殊性能改變某些成分成為 特殊用途鋼種表1-3奧氏體不銹鋼的化學(xué)成分/%鋼種CrNiCMnSiPS其它30116-186-80.152.01.00.0450.03030418-208-10.50.082.01.00.0450.030304L18-208-120.032.01.00.0450.030309S22-2412-150.082.01.00.0450.030310S24-2619-220.082.01.50.0450.030316L16-1810-140.032.01.00.0450.03Mo2.0-

15、3.032117-199-120.082.01.00.0450.03Ti 5*C奧氏體不銹鋼一般用于制造生產(chǎn)硝酸、硫酸等化工設(shè)備構(gòu)件、冷凍工業(yè)低溫設(shè)備構(gòu)件及經(jīng)形變 強(qiáng)化后可用作不銹鋼彈簧和鐘表發(fā)條等。1.3 不銹鋼在各領(lǐng)域的應(yīng)用1.3.1 不銹鋼主要用于廚房、家電、運(yùn)輸、建筑、土木各領(lǐng)域在廚房器具方面主要有水洗槽和電氣、煤氣熱水器，家電產(chǎn)品主要有全自動(dòng)洗衣機(jī)的滾筒。從節(jié)能和再循環(huán)等環(huán)保的觀點(diǎn)看，不銹鋼的需求有望進(jìn)一步擴(kuò)大。在運(yùn)輸領(lǐng)域主要有鐵道車輛和汽車的排氣系統(tǒng)，這是不銹鋼最大的應(yīng)用領(lǐng)域。從上世紀(jì)80年代以后，鐵路運(yùn)輸車輛和客車車輛開始批量使用不銹鋼制造，提升了運(yùn)輸車輛和客車車輛的壽命周期，降

16、低了使用成本，提高了運(yùn)輸效率。近年來隨著城市軌道交通的發(fā)展，從安全、經(jīng)濟(jì)方面的考慮，不銹鋼車輛的使用在不斷增加。在建筑領(lǐng)域，最近的需求急劇增長(zhǎng)，如：新加坡地鐵車站的防護(hù)裝置，使用了不銹鋼外裝飾材。再如日本1980年以后，用于建筑業(yè)的不銹鋼增長(zhǎng)了約4倍，主要用作屋頂、 大樓內(nèi)外裝飾和結(jié)構(gòu)材。在土木領(lǐng)域，日本的水壩吸水塔使用不銹鋼。歐美的寒冷地區(qū)，為防止高速公路和橋梁的凍結(jié)需撒鹽，使用不銹鋼鋼筋。今后不銹鋼在該領(lǐng)域的市場(chǎng)將有所作為。1.3.2 今后擴(kuò)大不銹鋼應(yīng)用的關(guān)鍵是環(huán)保、長(zhǎng)壽命和 IT 的普及關(guān)于環(huán)保方面，首先從大氣環(huán)保的觀點(diǎn)看，用于抑制二嗯英發(fā)生的高溫垃圾焚燒裝置、LNG發(fā)電裝置和使用煤的高

17、效發(fā)電裝置的耐熱、 耐高溫腐蝕不銹鋼的需求將擴(kuò)大。 還有估計(jì)在21 世紀(jì)初將投入實(shí)際應(yīng)用的燃料電池汽車的電池殼也將使用不銹鋼。從水質(zhì)環(huán)保的觀點(diǎn)看，在給水、排水處理裝置中，具有優(yōu)異耐蝕性的不銹鋼也將擴(kuò)大需求。關(guān)于長(zhǎng)壽命，在歐洲已有的橋梁、高速公路、隧道等設(shè)施中，不銹鋼的應(yīng)用在增加，預(yù)計(jì)這種潮流將遍及全世界。還有日本一般住宅建筑的壽命特別短為2030年，廢材處理成為一大問題。最近以壽命達(dá)到 100 年為目標(biāo)的建筑物開始出現(xiàn)，這樣具有優(yōu)異耐久性的材料需求將增長(zhǎng)。隨著 IT 的迅速發(fā)展，在IT 的發(fā)展和普及過程中，功能材料在設(shè)備硬件方面起很大的作用，對(duì)高精密度、高功能材料的要求非常大。如：在手機(jī)和微機(jī)

18、部件中，靈活應(yīng)用了不銹鋼的高強(qiáng)度、彈性和非磁性等特性，使得不銹鋼的應(yīng)用擴(kuò)大。還有在半導(dǎo)體和各種基板的制造設(shè)備中，具有良好清潔度和耐久性的不銹鋼發(fā)揮了重要作用。不銹鋼具有多種其它金屬?zèng)]有的優(yōu)異性能，是一種具有優(yōu)異耐久性和再循環(huán)性的材料，今后對(duì)應(yīng)時(shí)代的變化，不銹鋼將廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。第二章 不銹鋼金相組織及熱處理2.1 奧氏體形成元素和鐵素體形成元素不銹鋼的組成元素按照其對(duì)組織的形成影響，分成鐵素體形成元素和奧氏體形成元素。鐵素體形成元素在相圖中有擴(kuò)大鐵素體區(qū)的作用，如銘、鋁、硅、鈦、鋸等；奧氏體形成元素有擴(kuò)大奧氏體區(qū)的作用，如碳、饃、鎰、鉆、氮、銅等。在不銹鋼的熱加工和使用性能方面可以通過控制

19、鐵素體形成元素或奧氏體形成元素的含量，達(dá)到改善熱加工性能和使用性能的目的。2.2 奧氏體不銹鋼腐蝕機(jī)理2.2.1 奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕。奧氏體不銹鋼在 450850c保溫或緩慢冷卻時(shí)，會(huì)出現(xiàn)晶間腐蝕。含碳量越高，晶間蝕傾向性 越大。此外，在焊接件的熱影響區(qū)也會(huì)出現(xiàn)晶間腐蝕。這是由于在晶界上析出富Cr的C3Q。使其周圍基體產(chǎn)生貧銘區(qū)，從而形成腐蝕原電池而造成的。這種晶間腐蝕現(xiàn)象在前面提到的鐵 素體不銹鋼中也是存在的。工程上常采用以下幾種方法防止晶間腐蝕：(1)降低鋼中的碳含量，從根本上解決銘的碳化物(CeCO在晶界上析出的問題。通常鋼中含碳量降至0.03 %以下即可滿足抗晶間腐蝕性能的要求。(

20、2)加入Ti、Nb,形成穩(wěn)定的碳化物(TiC或Nb。，避免在晶界上析出 C3G。(3)通過調(diào)整鋼中奧氏體形成元素與鐵素體形成元素的比例，使其具有奧氏體+鐵素體雙相組織，其中鐵素體占5%12%。這種雙相組織不易產(chǎn)生晶間腐蝕。(4)采用適當(dāng)熱處理工藝，可以防止晶間腐蝕，獲得最佳的耐蝕性。2.2.2 奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕應(yīng)力(主要是拉應(yīng)力)與腐蝕的綜合作用所引起的開裂稱為應(yīng)力腐蝕開裂，簡(jiǎn)稱SCCStressCrackCorrosion )。奧氏體不銹鋼容易在含氯離子的腐蝕介質(zhì)中產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕。當(dāng)含 Ni量達(dá)到8% 10%時(shí)，奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕傾向性最大，繼續(xù)增加Ni含量至45%50%,應(yīng)力腐蝕傾向

21、逐漸減小，直至消失。防止奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕的最主要途徑是加入2%4% Si并從冶煉上將N含量控制在0.04%以下。此外還應(yīng)盡量減少 P、Sb、Bi、As等雜質(zhì)的含量。另外可選用 A-F雙相鋼，它在 Cl-和 OH介質(zhì)中對(duì)應(yīng)力腐蝕不敏感。2.3 奧氏體不銹鋼的形變強(qiáng)化單相的奧氏體不銹鋼具有良好的冷變形性能，可以冷拔成很細(xì)的鋼絲，冷軋成很薄的鋼帶或鋼 管。經(jīng)過大量變形后，鋼的強(qiáng)度大大提高，尤其是在零下溫度區(qū)間軋制時(shí)效果更為顯著?？估?強(qiáng)度可達(dá) 2000 MPa以上。奧氏體不銹鋼經(jīng)形變強(qiáng)化后可用來制造不銹彈簧、鐘表發(fā)條、航空結(jié)構(gòu)中的鋼絲繩等。2.4 奧氏體不銹鋼的熱處理奧氏體不銹鋼常用的熱處理工藝

22、有：固溶處理、穩(wěn)定化處理和去應(yīng)力處理等。(1)固溶處理。將鋼加熱到10501150c后水淬，主要目的是使碳化物溶于奧氏體中，并將此狀態(tài)保留到室溫，這樣鋼的耐蝕性會(huì)有很大改善。(2)穩(wěn)定化處理。一般是在固溶處理后進(jìn)行，常用于含Ti、Nb的18-8鋼，固溶處理后，將鋼加熱到850880 c保溫后空冷，此時(shí) Cr的碳化物完全溶解，而鈦的碳化物不完全溶解，且在 冷卻過程中充分析出，使碳不可能再形成碳化物，因而有效地消除了晶間腐蝕。(3)去應(yīng)力處理。去應(yīng)力處理是消除鋼在冷加工或焊接后的殘余應(yīng)力的熱處理工藝，一般加熱到300350c回火。對(duì)于不含穩(wěn)定化元素 Ti、Nb的鋼，加熱溫度不超過 450C ,以免

23、析出銘的 碳化物而引起晶間腐蝕。 對(duì)于超低碳和含 Ti、Nb不銹鋼的冷加工件和焊接件，需在500950c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。2.5 奧氏體 -鐵素體雙相不銹鋼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% &鐵素體）的不銹鋼，典型鋼號(hào)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

24、量高，易形成b相，使用時(shí)應(yīng)加以注意。不銹鋼分公司海外培訓(xùn)教材（不銹鋼煉鋼工藝與設(shè)備篇）2006 年 12 月 15 日第三章不銹鋼分公司煉鋼廠概況1.1 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(gè)相對(duì)獨(dú)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AODM氧脫碳爐2座，120噸VODI空脫碳精煉裝置1座，120噸 LF 爐 1 座， 一機(jī)一流不銹鋼板坯連鑄機(jī)兩臺(tái)。 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

25、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(duì)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雙工位弓II攪拌 VODSS VOD一套，二步法工藝時(shí)，VODg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(jī)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

26、鋼板坯連鑄機(jī)澆鑄，連鑄比為 100 。1.2 不銹鋼煉鋼工藝流程不銹鋼生產(chǎn)工藝采用獨(dú)特的高爐脫磷鐵水直接熱裝進(jìn)電爐-僦氧脫碳爐-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-僦氧脫碳爐的二步法不銹鋼生產(chǎn)工藝。1.2.1 三步法流程脫磷鐵水+液態(tài)銘鐵-電爐-僦氧脫碳爐-VOD連鑄高爐鐵水由 260t 魚雷罐車運(yùn)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(jī)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(jìn)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

27、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(jī)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(jī)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(yùn)至加料跨，由 280/80t 起重機(jī)運(yùn)至氬氧脫碳爐與電爐之間的扒渣站，經(jīng)扒渣后，測(cè)溫取樣，隨后由 280/80t 起重機(jī)兌入氬氧脫碳爐內(nèi)。僦氧脫碳爐按進(jìn)VOD的碳含量對(duì)電爐母液進(jìn)行脫碳保銘吹煉，由于后工序是VOD僦氧脫碳爐可用氮?dú)庾鳛橄?/p>

28、釋氣體，當(dāng)碳脫至目標(biāo)值后，進(jìn)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(yùn)至精煉跨。在精煉跨的 280/80t 起重機(jī)將氬氧脫碳爐初煉鋼水運(yùn)至位于該跨的扒渣站，扒渣后，再由該起重機(jī)運(yùn)至位于該跨的雙工位VOD其中的一個(gè)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(dá)到較低水平后，停吹氧，進(jìn)一步降低真空度，進(jìn)行自然脫碳；隨后加入硅鐵，在真空下，進(jìn)行渣還原、脫氧和脫氣；隨后破壞真空，蓋上常壓罐蓋，對(duì)鋼水進(jìn)行最終成分和溫度調(diào)整；此時(shí)真空蓋移到另一真空罐處，接著對(duì)另一罐鋼水進(jìn)行真空吹氧脫碳精煉。當(dāng)鋼水在 VOD完成精煉

29、后，由 280/80 t起重機(jī)吊運(yùn)至過跨鋼水罐車上，開至鋼水接受跨，由 280/80 t 起重機(jī)吊運(yùn)至不銹鋼板坯連鑄機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)上，進(jìn)行澆鑄。1.2.2 二步法工藝流程脫磷鐵水+液態(tài)銘鐵-電爐-僦氧脫碳爐-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(yùn)至精煉跨，經(jīng)扒渣后，由精煉跨的280/80 t起重機(jī)運(yùn)至VODSC空罐內(nèi)，蓋上常壓蓋，進(jìn)行鋼水成分和溫度調(diào)整，之后由 280/80 t 起重機(jī)吊運(yùn)至過跨鋼水罐車上，開至鋼水接受跨，由 280/80 t 起重機(jī)吊運(yùn)至不銹鋼板坯連鑄機(jī)回轉(zhuǎn)

30、臺(tái)，進(jìn)行澆鑄。采用二步法工藝時(shí)，VODt置用作常壓下鋼水罐處理站（LTS）。1.2.3 不經(jīng)電爐流程脫磷鐵水+液態(tài)銘鐵-僦氧脫碳爐-VOD連鑄采用本工藝是主體工藝的備用工藝，如電爐維修時(shí)間過長(zhǎng)，可根據(jù)具體情況，采用這一工藝流程。電爐維修時(shí)，將脫磷鐵水和液態(tài)銘鐵直接兌入僦氧脫碳爐，吹氧脫碳至進(jìn)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(yùn)至精煉跨，經(jīng)扒渣后進(jìn)VODSC空罐內(nèi)進(jìn)行真空精煉。VODT藝與三步法相同，當(dāng)鋼水在VODlg成精煉后，由280/80 t起重機(jī)運(yùn)吊至過跨鋼水罐車上，開至鋼水接受跨，由 280/80 t 起重機(jī)運(yùn)至不

31、銹鋼板坯連鑄機(jī)回轉(zhuǎn)臺(tái)，進(jìn)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。1.3 不銹鋼煉鋼工藝特點(diǎn)a）由于不銹鋼冶煉生產(chǎn)線設(shè)置了鐵水脫磷站、電爐、僦氧脫碳爐和雙工位 VOD對(duì)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(jì)效益；d） SS-VOD勺使用，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

32、爐料起始碳含量較高的情況下，采用三步法工藝，由僦氧脫碳爐和 VO或同完成脫碳任務(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)。4.1 鐵水預(yù)處理系統(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。4.1.1 脫硅高爐鐵水在高爐出鐵場(chǎng)進(jìn)行脫硅處理后鐵水Si < 0.3% ,由260t魚雷罐車經(jīng)扒渣后運(yùn)抵鐵水倒罐站。由于鐵水脫磷時(shí)對(duì)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(duì)鐵水進(jìn)行補(bǔ)充脫硅處理。倒罐后，鐵水罐進(jìn)入脫磷工位進(jìn)行噴吹脫硅，

33、使鐵水Si 含量降至 0.15%以下。4.1.2 脫磷脫硅鐵水在脫磷站扒渣工位扒渣后，進(jìn)行鐵水罐噴吹脫磷，脫磷扒渣后鐵水溫度R1265 C, P含量< 0.010%。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(jì)算模型和加料模型進(jìn)行過程控制。4.1.3 鐵水脫磷主要設(shè)備： 噴吹罐2個(gè) 噴槍及升降裝置2套 氧槍及升降裝置2套 扒渣機(jī)2臺(tái)2.0m3、3.5m3噴吹罐各1個(gè)噴槍直徑？ 300mm,升降裝置2X7.5kW氧槍直徑？ 165mm,升降裝置2X2.2kW扒渣力約 4kN還有鐵水罐運(yùn)輸傾翻臺(tái)車、測(cè)溫取樣裝置、渣罐運(yùn)輸臺(tái)車、鐵水

34、罐、渣罐以及烘烤器等設(shè)備。4.2 電爐系統(tǒng)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 6065min。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(jìn)一步冶煉。4.2.1 電爐爐料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(huì)蓄積量增加和市場(chǎng)不銹鋼廢鋼價(jià)格下降時(shí)，可增加不銹鋼廢鋼用量比例以

35、進(jìn)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。4.2.2 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(cāng)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(jìn)入加料跨扒渣站，采用液壓扒渣機(jī)扒渣后，用起重機(jī)兌入氬氧脫碳爐。電爐采用死爐座作業(yè)，電爐修爐時(shí)，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(jì)算模型，鋼水成分預(yù)測(cè)模型，電極、氧槍控制模型，合金渣料加料模型，脫硅脫氧計(jì)算

36、模型等進(jìn)行過程控制。4.2.3 電爐主要設(shè)備： 100t三相交流電弧爐2座公稱容量：100t,最大出鋼量：118t 80MVA電爐變壓器1座 95MVA電爐變壓器1套還有母液罐臺(tái)車、吹氧噴粉機(jī)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。4.3 氬氧脫碳爐系統(tǒng)4.3.1 氬氧脫碳爐工藝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(yùn)至加料跨，經(jīng)扒渣后，由起重機(jī)吊起兌入氬氧脫碳爐。為強(qiáng)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(shí)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

37、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?dú)?，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(dá)到臨界點(diǎn)時(shí)，逐步降低氧氣流量，增大氮?dú)饣驓鍤獾牧髁浚鯕夂偷獨(dú)饣驓鍤獾谋壤龔?: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(duì)氮?dú)夂坑袊?yán)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?dú)?/p>

38、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(dá)到目標(biāo)成分后，氬氧脫碳爐進(jìn)行還原期操作，此時(shí)爐底側(cè)部風(fēng)口的氮?dú)馇袚Q成氬氣，通過爐頂料倉(cāng)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(shí)，加大爐底風(fēng)口氬氣的吹入強(qiáng)度，使熔池形成較好的動(dòng)力學(xué)條件，加速和充分還原，同時(shí)可以達(dá)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(jìn)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 50100ppm,在還原期后，需要進(jìn)行單獨(dú)造渣脫硫工藝。脫碳期，采用氧槍和爐底側(cè)部風(fēng)

39、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(jìn)行vom空處理，所以除了對(duì)氮沒有要求的鋼種在脫碳前期可吹入部份氮?dú)馔猓瑺t底側(cè)部風(fēng)口主要吹氬。當(dāng)碳含量達(dá)到臨界點(diǎn)時(shí)，逐步降低氧氣流量，增大氬氣或氮?dú)獾牧髁浚鯕夂蜌鍤饣虻獨(dú)獾谋壤龔?0:1降低至1:3,在碳含量達(dá)到0.3 %以后，頂槍停止供氧，氧氣和僦氣均由 爐底側(cè)部風(fēng)口吹入，以降低一氧化碳分壓，確保降碳保銘的熱力學(xué)條件，使鋼液中銘的氧化降 低到最低限度，減少還原劑的消耗。當(dāng)鋼液中碳含量達(dá)到目標(biāo)成分后，僦氧脫碳爐進(jìn)行還原期操作，通過爐頂料倉(cāng)加料系統(tǒng)加入還 原劑硅鐵，還原爐渣中被氧化的銘和鎰，此時(shí)，加大爐底風(fēng)口僦氣的吹入強(qiáng)度，使熔池形成較 好的

40、動(dòng)力學(xué)條件，加速和充分還原，同時(shí)可以達(dá)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(jìn)一步還原渣中的氧化銘。4.3.2 僦氧脫碳爐技術(shù)特點(diǎn) 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)，有利于僦氧脫碳爐計(jì)算機(jī)模型控制； 采用了僦氧脫碳爐計(jì)算機(jī)模型控制，提高命中率，降低銘的氧化； 縮短冶煉時(shí)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(jì)，爐殼更換時(shí)間縮短。4.3.3 僦氧脫碳爐主要工藝參數(shù)僦氧脫碳爐主要工藝參數(shù)見表6.3 1。4.3.4僦氧脫碳爐主要設(shè)備每座僦氧脫碳爐主要設(shè)備見表4- 2 爐體及傾動(dòng)裝置1套 氧槍及升降裝置

41、1套 副槍及升降裝置1套 扒渣機(jī)2臺(tái) 轉(zhuǎn)爐爐體更換臺(tái)車1臺(tái)公稱容量：120t ,最大出鋼量135t新爐體總重185 t ,傾動(dòng)功率：2X315kW氧槍直徑？ 168.3mm,升降裝置：22 kW副槍直徑？ 140mm,升降裝置：160 kW扒渣力：10kNVVVF專動(dòng)，走行：2X30 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、鋼表4 - 1僦氧脫碳爐主要工藝參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目單位數(shù) 據(jù)備注1爐型僦氧脫碳爐帶頂槍2公稱容量t1203最小出鋼量t1004最大出鋼量t1355新爐襯爐容積n3686爐殼直徑mm50007爐殼總高mm73358爐口直徑mm2

42、0009風(fēng)口數(shù)量個(gè)710容積比m3/t0.5出鋼量135t0.55出鋼量120t11頂槍氧氣流量Nm/min1501.2-1.3MPa12風(fēng)口氧氣流量Nm/min1002.2 MPa13風(fēng)口僦氣、氮?dú)饬髁縉m/min1002.2 MPa14風(fēng)口位置底側(cè)15出鋼一出鋼周期min65三步法75二步法水罐，渣罐車、渣罐，測(cè)溫取樣裝置，鋼水罐立式烘烤器等設(shè)備。4.4 鋼水精煉系統(tǒng)4.4.1 VOD 系統(tǒng)VO曝置采用雙工位形式，設(shè)兩個(gè)真空罐，一套真空泵系統(tǒng)。(1) VODK統(tǒng)功能三步法時(shí)，本裝置的功能如下： 深脫碳 還原 脫硫 去除夾雜物 合金和溫度調(diào)整二步法時(shí)，冶煉在氬氧脫碳爐中已基本結(jié)束，本裝置僅用

43、作鋼水罐處理站(LTS) ，其功能如下： 去除夾雜物 合金和溫度調(diào)整(2) VODT藝三步法時(shí)，氬氧脫碳爐出鋼后扒渣，由精煉跨起重機(jī)將鋼水罐吊至真空罐內(nèi)，接上吹氬管，蓋上真空蓋抽真空到5000Pa， 通過真空下鋼液中自然碳氧反應(yīng)， 在鋼液中產(chǎn)生大量一氧化碳?xì)馀?，并借助?qiáng)吹氬攪拌，將鋼液中氮?dú)饷撊ァＨ缓筮M(jìn)行真空吹氧脫碳精煉，碳含量達(dá)到目標(biāo)成分時(shí)，進(jìn)一步降低真空度，進(jìn)行真空碳脫氧。隨后加入還原劑和渣料，進(jìn)行還原操作。再破真空進(jìn)行常壓下鋼水調(diào)整，使鋼水成分和溫度滿足連鑄的需要，然后運(yùn)至連鑄鋼水罐回轉(zhuǎn)臺(tái)澆鑄。常壓下鋼水成分和溫度調(diào)整是在蓋上常壓蓋情況下進(jìn)行的，這樣可以避免鋼水吸氮，便于添加合金和測(cè)溫取

44、樣。二步法時(shí)，VODt置作為鋼水罐處理站(LTS)。僦氧脫碳爐出鋼后扒渣，由精煉跨 280/80 t起 重機(jī)將鋼水罐吊至真空罐內(nèi)，接上吹氬管，蓋上非真空蓋在常壓下進(jìn)行鋼水調(diào)整，使鋼水成分和溫度滿足連鑄的需要，然后運(yùn)至連鑄鋼水罐回轉(zhuǎn)臺(tái)澆鑄。(3) VODi要設(shè)備真空罐2個(gè)外徑：？ 5800mm真空罐蓋車1輛液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)還有真空狀態(tài)下加料裝置、吹氧裝置、真空取樣測(cè)溫裝置等設(shè)備。(4) VOD術(shù)特點(diǎn)(5) 位使VODi理時(shí)間易與連鑄連澆匹配；(6) 譜儀爐氣分析系統(tǒng)，有利于計(jì)算機(jī)模型控制；(7) 泵系統(tǒng)帶有除塵器，避免了銘對(duì)水的污染；(8) 4級(jí)全蒸汽噴射泵，在第 1級(jí)冷凝器配置了2級(jí)噴射泵，其中第

45、 2級(jí)泵帶有針閥，壓縮比大，能滿足工藝需要，迅速達(dá)到所需的真空度，針閥可根據(jù)季節(jié)和負(fù)荷運(yùn)行情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，靈活性好，與6 級(jí)泵相比，設(shè)備占地面積小，能耗低，蒸汽壓力要求低；(9) 攪拌強(qiáng)度大，有利于銘的還原、脫硫和脫氣；對(duì)氮含量沒有特別要求的鋼種，僦氧脫碳爐可全程用氮?dú)獯鏆鍤?，降低氬氣消耗?10) 用阻流設(shè)計(jì)，可產(chǎn)生脈沖式氧流，提高氧氣利用率和減少噴濺；(11) 蓋的使用，可以避免鋼水吸氮，控制鋼水調(diào)整過程，蓋上配有測(cè)溫取樣裝置，使工藝操作自動(dòng)化程度高。4.4.2 LF 爐( 1 ) LF 爐功能LF 具備以下功能：協(xié)調(diào)煉鋼生產(chǎn)和連鑄機(jī)生產(chǎn)節(jié)奏，調(diào)整均勻鋼水成分和溫度，減少鋼中夾雜物和控制夾

46、雜物形態(tài)，深脫硫，深脫氧。( 2 ) LF 爐工藝鋼水罐吊到 LF 爐作業(yè)線的鋼水罐車上，自動(dòng)接通底吹氬，開到 LF 處理工位定位。包蓋下降，通電加熱加入渣料、鐵合金， 在整個(gè)處理過程中進(jìn)行底吹氬攪拌，鋼包底吹氬設(shè)有兩個(gè)透氣磚，并備有事故頂吹氬槍。測(cè)溫取樣合格后鋼水罐車開出到保溫劑投入工位投入保溫劑，然后到吊包工位用起重機(jī)將鋼水罐吊出。3 ） LF 爐主要設(shè)備,爐蓋及升降機(jī)構(gòu)1套，電極橫臂及升降機(jī)構(gòu)1套電極直徑450 mmLF 變壓器1臺(tái)25MVA還有鋼水罐車、事故吹氬頂槍、電極接長(zhǎng)站、保溫劑投入裝置、合金加料系統(tǒng)等設(shè)備。第五章 不銹鋼連鑄生產(chǎn)工藝與設(shè)備不銹鋼分公司共建有四臺(tái)板坯連鑄機(jī)， 其中

47、兩臺(tái)為不銹鋼板坯連鑄機(jī)， 兩臺(tái)為碳鋼板坯連鑄機(jī)。所澆鑄的鋼水全部來自煉鋼廠，生產(chǎn)的合格板坯主要供應(yīng)1780 熱軋廠。5.1 生產(chǎn)規(guī)模與連鑄坯規(guī)格不銹鋼板坯生產(chǎn)規(guī)模： 144 萬 t/a不銹鋼連鑄坯規(guī)格：厚度：180、200mm（標(biāo)準(zhǔn)坯）寬度：750 1600 mm定尺長(zhǎng)度：800013600mm短尺長(zhǎng)度：48006500mm（熱軋能接受的非定尺長(zhǎng)度）最大坯重： 30t5.2 不銹鋼連鑄板坯的生產(chǎn)工藝不銹鋼連鑄板坯的生產(chǎn)工藝流程見圖 5-1 。電爐VOD煉鋼圖5-1不銹鋼板坯連鑄生產(chǎn)工藝流程不銹鋼板坯連鑄生產(chǎn)工藝流程簡(jiǎn)述：經(jīng)過精煉的溫度、成分均已合格的不銹鋼鋼水送至鋼水接受跨,280/80/20

48、t起重機(jī)將盛滿鋼水的鋼包放置到鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)上，連接好鋼包滑動(dòng)水口液壓缸和鋼包下渣檢測(cè)裝置接線，測(cè)量鋼水溫度后，鋼包加蓋，鋼包回轉(zhuǎn)臺(tái)旋轉(zhuǎn)180° ,把鋼包運(yùn)送到處于澆注位置的中間包小車的上方。鋼包下降至澆注位置，并由長(zhǎng)水口夾持裝置接上保護(hù)套管。澆注平臺(tái)上有兩輛中間包小車，每輛小車上有一只中間包以實(shí)現(xiàn)快速更換。每輛小車都裝有提升和稱重裝置，每輛小車都可以在澆注位和各自的停車位間往返移動(dòng)。每個(gè)中間包小車停車位都有一個(gè)中間包預(yù)熱站和一個(gè)浸入式水口預(yù)熱站。從鋼包到中間包的鋼流由裝在鋼包底部的滑動(dòng)水口控制，鋼包底部裝有下渣檢測(cè)裝置。開啟鋼包滑動(dòng)水口后，鋼水經(jīng)過鋼包到中間包之間的保護(hù)套管流入中間包，

49、待中間包內(nèi)鋼水液面上升至一定高度后，投入覆蓋渣。中間包鋼流控制系統(tǒng)采用整體內(nèi)裝式浸入式水口和塞棒控制機(jī)構(gòu)，并帶有事故切斷閘板。當(dāng)自動(dòng)開澆系統(tǒng)啟動(dòng)后，中間包塞棒自動(dòng)打開，鋼水通過浸入 式水口流入結(jié)晶器。結(jié)晶器內(nèi)的鋼水上升到一定高度后，人工加入保護(hù)渣。在自動(dòng)開澆系統(tǒng)的作用下，結(jié)晶器振動(dòng) 裝置和拉坯輻自動(dòng)啟動(dòng)，在結(jié)晶器內(nèi)已形成坯殼的鑄坯在引錠桿的帶動(dòng)下緩緩拉出結(jié)晶器和足 輻段，進(jìn)入鑄坯導(dǎo)向段。結(jié)晶器液面自動(dòng)控制裝置不斷調(diào)節(jié)中間包塞棒的開度，使結(jié)晶器內(nèi)的 鋼液面保持穩(wěn)定的高度。結(jié)晶器內(nèi)裝有漏鋼預(yù)報(bào)裝置，一旦發(fā)生坯殼與結(jié)晶器銅板的粘連，該 裝置發(fā)出報(bào)警信號(hào)，人工判斷后，手動(dòng)或自動(dòng)降低鑄機(jī)拉速，防止拉漏。

50、鑄坯二冷導(dǎo)向段由直線段、彎曲度、弧形段、矯直段以及水平段等不同的扇形段組成，鑄坯在二冷導(dǎo)向段中經(jīng)過氣霧噴淋冷卻，坯殼不斷加厚直至全凝固。為使鑄坯得到合適的冷卻，在扇形段輻子間裝有氣霧噴嘴，通過二冷動(dòng)態(tài)控制模型的計(jì)算和設(shè) 定，由儀表和閥門系統(tǒng)來控制噴淋冷卻的強(qiáng)度，以適應(yīng)不同鋼種和不同拉坯速度的需要。二冷 室為隧道式，其中充滿著的二冷水和熱鑄坯作用產(chǎn)生的大量蒸汽，通過排蒸風(fēng)機(jī)和管道抽出。 所有扇形段輻子都采用分節(jié)輻形式，上下框架用四個(gè)液壓缸連接在一起，必要時(shí)可遙控調(diào)節(jié)鑄 坯的厚度和錐度。扇形段可以通過起重機(jī)從澆注平臺(tái)上方吊出更換。第3個(gè)扇形段即第1個(gè)弧形段裝有鑄流電磁攪拌裝置（ S-EMS）,平時(shí)

51、一直通水冷卻，當(dāng)澆鑄鐵 素體不銹鋼板坯時(shí)，為了消除粗大的柱狀晶，增加等軸晶，S-EMS裝置通電形成磁場(chǎng)，對(duì)板坯液相穴中的鋼液進(jìn)行攪拌。直線段以下的彎曲段中裝有一組小徑輻，經(jīng)過7個(gè)彎曲點(diǎn)，將板坯逐漸彎曲到鑄機(jī)的基本半徑。其后是半徑恒定的弧形段，然后鑄坯進(jìn)入半徑逐漸增大的矯直段，以保證凝固中的鑄坯矯直應(yīng)力不超過極限值。經(jīng)過 9個(gè)矯直點(diǎn)，鑄坯進(jìn)入到水平段。在水平段部分應(yīng)用動(dòng)態(tài)輕壓下技術(shù)，根據(jù)在線模型對(duì)鑄坯的凝固末端施加一定的壓下量，減小 鑄坯的中心偏析。開澆前，澆鑄平臺(tái)上的引錠桿小車開到結(jié)晶器旁，將引錠桿從上部送入結(jié)晶器。開澆后，引錠 桿起牽引鑄坯的作用，引錠頭前部為爪式結(jié)構(gòu)，可以方便而可靠地脫錠。

52、引錠桿尾部出了水平 扇形段后，由卷揚(yáng)機(jī)系統(tǒng)牽引提升，與拉坯速度同步。引錠桿與鑄坯脫離后被快速提升回到引 錠桿小車上，在引錠桿通過澆鑄平臺(tái)的開口處裝有保險(xiǎn)裝置，以確保引錠桿在提升過程中的安 全。鑄坯出了最后一個(gè)扇形段后，從切前輻道進(jìn)入裝有火焰切割機(jī)的切割輻道。帶有鐵粉火焰切割 機(jī)將鑄坯切割成預(yù)定的長(zhǎng)度，鑄坯長(zhǎng)度由火焰切割機(jī)上的長(zhǎng)度測(cè)量裝置測(cè)出。除了正常定尺切 割外，火焰切割機(jī)還要對(duì)鑄坯的頭部、尾部以及試樣進(jìn)行切割，切割長(zhǎng)度優(yōu)化模型還會(huì)對(duì)最后 一段鑄坯進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，使丟棄的切尾最少。切成定尺的鑄坯經(jīng)過出坯輻道在去毛刺輻道上由去毛刺機(jī)去除兩端的毛刺，再由噴號(hào)機(jī)在鑄坯 的前端噴上板坯編號(hào)。經(jīng)過鑄坯質(zhì)量

53、判定模型判定和人工目視檢查認(rèn)定為無缺陷的鑄坯通過橫移小車、輸送輻道和輻 道稱量直接送到熱軋的板坯庫。鑄坯質(zhì)量判定模型判定有缺陷或人工目視檢查認(rèn)定有缺陷需要修磨的鑄坯用出坯跨30t板坯夾鉗起重機(jī)吊運(yùn)下線到鑄坯冷卻區(qū)堆垛冷卻或放入保溫坑內(nèi)緩冷。冷卻到一定溫度的鑄坯由板坯 夾鉗起重機(jī)送到修磨區(qū)進(jìn)行檢查、翻坯，需要修磨的鑄坯再吊到修磨機(jī)上進(jìn)行完全修磨或局部 修磨。較小規(guī)模的修磨還可用手持式砂輪機(jī)人工修磨。修磨完畢后經(jīng)檢查已無缺陷的鑄坯再用 板坯夾鉗起重機(jī)吊運(yùn)到輸送輻道上經(jīng)稱量送往熱軋板坯庫。5.3 連鑄機(jī)主要技術(shù)參數(shù)表5-8板坯連鑄機(jī)主要技術(shù)參數(shù)序號(hào)項(xiàng)目單位技術(shù)參數(shù)1連鑄機(jī)機(jī)型直弧型2基本半徑mm86363彎曲點(diǎn)數(shù)74矯直點(diǎn)數(shù)95結(jié)晶器長(zhǎng)度mm9006直線段長(zhǎng)度mm25717機(jī)身長(zhǎng)度（冶金長(zhǎng)度）mm2