趙希泉

(一重集團(tuán)股份公司軋輥電站事業(yè)部技術(shù)質(zhì)量部，黑龍江161042)

2009年我公司在煉鋼投料生產(chǎn)中，不銹鋼產(chǎn)品比重顯著提高，如不銹鋼底座、水電用上冠、下環(huán)、葉片、核電主管道、流體磚、護(hù)環(huán)等產(chǎn)品，都是采用VOD+VD工藝方法生產(chǎn)，其工藝特點為真空狀態(tài)下吹氧脫碳，達(dá)到“降碳保鉻”的目的。VOD真空處理是個涉及真空、高溫、多相、密閉的冶金過程，控制比較復(fù)雜。若控制不合理，則會導(dǎo)致真空處理時間長、氧氣利用率低、還原劑及渣料消耗大、金屬收得率低、鋼水純凈度差、真空噴濺等情況發(fā)生。執(zhí)行VOD工藝的鋼包，采用鎂鉻磚砌筑，增加了生產(chǎn)準(zhǔn)備時間，而且產(chǎn)品含氧量較高。2009年10月17日，我公司煉鋼投料生產(chǎn)國外某牌號不銹鋼種，技術(shù)條件規(guī)定C含量小于0.08%，最初的工藝方案是VOD+VD生產(chǎn)。在煉鋼投料時，根據(jù)產(chǎn)品特點和煉鋼設(shè)備的情況沒有采用VOD方法生產(chǎn)，而是利用真空精煉法生產(chǎn)，產(chǎn)品最終理化、力學(xué)性能指標(biāo)都滿足技術(shù)條件要求。本文敘述了該產(chǎn)品的生產(chǎn)過程和冶煉結(jié)果。

1 原工藝方案(VOD+VD)

工藝流程見圖1。粗煉及精煉成分控制見表1。

在煉鋼投料前，根據(jù)熔煉設(shè)備和LF爐鋼包情況沒有采用上述工藝方案生產(chǎn)。

圖1

2 新工藝方法

2.1 投料前準(zhǔn)備

該產(chǎn)品技術(shù)條件要求C控制在0.06%～0.08%，Cr控制在11.50%～12.50%之間，其它合金含量相對不高，另外沒有N含量要求，具備非VOD法生產(chǎn)的條件。在生產(chǎn)中盡量減少電極、合金、包襯鎂碳磚對鋼液的增碳，并控制以下要點，就可以冶煉出合格產(chǎn)品：

表1 化學(xué)成分 (質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)Table 1 The chemical composition(mass fraction，%)

(1) 粗煉爐要能冶煉出低C、低P、低S鋼水并提高出鋼溫度。

(2) 粗煉鋼水兌入精煉爐加入石灰、螢石后，不加還原劑，直接加入鉻鐵，利用電極加熱增碳和合金中的碳還原鋼液。

(3) 鉻鐵加入量占總量的60%后，加粉狀脫氧劑還原渣中的鉻，造白渣同時加入金屬錳和硅鐵。

(4) 真空前把合金調(diào)整到規(guī)定范圍，真空后不調(diào)或微調(diào)成分，控制在30 min內(nèi)出鋼，以減少電極加熱時間和鋼液真空后吸氣。

2.2 實際冶煉情況

(1)電爐冶煉

電爐配料選用低P、低S料塊26.5 t，余10.5 t鋼屑。裝料前爐底裝入料重3%的石灰和2%的氧化鐵皮，料包內(nèi)再加入2%的石灰。送電后吹氧助熔，氧壓0.6 MPa。熔化后期溫度1 540℃左右時自動流渣。金屬料基本化清之后扒除全部爐渣給電，出鋼溫度1 696℃，爐后溫度1 660℃，出鋼量34.5 t。電爐出鋼前成分見表2。

表2 電爐冶煉化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)Table 2 The chemical composition(mass fraction，%)

(2) LF爐冶煉

用LF爐包直受2#電爐粗煉鋼水，兌入后測溫，溫度1 571℃。按4∶1比例加入石灰螢石，渣層厚度在260 mm左右。然后分四批次加入微Cr共計6.5 t，加入Al粉100 kg，給電加2 200 kg微鉻、金屬Mn、高Si，停電進(jìn)真空。鋼水在小于266 Pa下保持20 min，氬氣流量80 L/min，真空后加入細(xì)化晶粒物質(zhì)FeAl，加入量50 kg，此時氬氣流量40 L/min。15 min后出鋼，出鋼溫度1 591℃，LF爐冶煉時間共計192 min，真空前和爐后成分見表3。

表3 真空前和爐后化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，%)Table 3 The chemical composition before vacuum and after tapping(mass fraction，%)

注：O含量為58×10-6。

從表3可知，爐后成分滿足技術(shù)條件要求。

3 新、舊工藝對比

(1)采用真空精煉工藝方法，LF冶煉時間192 min，鉻收得率96%，如果執(zhí)行LH倒包+VOD+VD工藝，總冶煉時間需要5 h以上，并且在VOD時鉻有一定的燒損。

(2)在執(zhí)行VOD工藝時，真空吹氧時爐內(nèi)溫度通常會達(dá)到1 700℃以上，對耐火材料有一定侵蝕，VOD后雖重新造渣脫氧，但時間較短鋼液不能充分脫氧，鋼液含氧量較高，一般要大于70×10-6。

(3)在執(zhí)行VOD工藝時，精煉爐中可加入中鉻和高鉻。不采用VOD冶煉時，在LF爐調(diào)合金只能加入價格較貴的微鉻和金屬鉻，而且生產(chǎn)環(huán)節(jié)要緊密銜接，如果延誤了LF包出鋼時間，會使鋼液增碳，甚至超出規(guī)格。因此在冶煉超低碳不銹鋼時，我公司仍然必須采用VOD冶煉工藝。

4 結(jié)論

經(jīng)過生產(chǎn)試制證明，采用電爐粗煉+LF爐真空精煉工藝路線，只要將冶煉中增碳因素控制得當(dāng)，可以生產(chǎn)出滿足技術(shù)條件要求的低碳不銹鋼產(chǎn)品。而且鋼水純凈度較高，生產(chǎn)過程容易準(zhǔn)備。但是，此方法使用有一定的局限性，如某一生產(chǎn)環(huán)節(jié)控制不嚴(yán)，碳終點值可能超出規(guī)格要求。