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        0Cr13Ni4Mo不銹鋼生產(chǎn)實踐

        2017-11-03 07:29:37
        大型鑄鍛件 2017年6期
        關(guān)鍵詞:精煉爐電弧爐鋼錠

        高 陽 付 鑫

        (北方重工集團(tuán)有限公司沈陽鑄鍛工業(yè)有限公司,遼寧110000)

        生產(chǎn)技術(shù)

        0Cr13Ni4Mo不銹鋼生產(chǎn)實踐

        高 陽 付 鑫

        (北方重工集團(tuán)有限公司沈陽鑄鍛工業(yè)有限公司,遼寧110000)

        采用電爐→LF→VOD工藝,并采用合適的澆注速度,嚴(yán)格控制出鋼溫度,氬氣保護(hù)澆注等措施,生產(chǎn)出符合要求的0Cr13Ni4Mo不銹鋼。

        0Cr13Ni4Mo不銹鋼;冶煉工藝;脫碳

        我公司生產(chǎn)的0Cr13Ni4Mo鋼為馬氏體不銹鋼,因為其具有較好的力學(xué)性能和耐腐蝕性能,因此廣泛應(yīng)用于核電、石油機(jī)械、閥門等領(lǐng)域。目前我公司主要是根據(jù)客戶需求,生產(chǎn)相應(yīng)的鋼錠產(chǎn)品。由于公司的廢鋼種類繁多,廢鋼的清潔污染程度不同,導(dǎo)致配料過程有一定的難度,同時我公司生產(chǎn)的0Cr13Ni4Mo不銹鋼對C含量要求高,導(dǎo)致冶煉難度增加,但是我公司通過EAF→LF精煉爐→VOD爐生產(chǎn)流程對該鋼種進(jìn)行生產(chǎn),起到了很好的效果,縮短了冶煉時間,改善了鋼水質(zhì)量。

        1 生產(chǎn)工藝路線及設(shè)備

        1.1 生產(chǎn)工藝路線

        我公司生產(chǎn)0Cr13Ni4Mo鋼時的主要工藝流程為:合理利用現(xiàn)有的廢鋼配料→EAF→LF鋼包精煉爐→VOD爐→鋼錠模注[1]。在此過程中,電弧爐(EAF)主要是為了熔化廢鋼,為LF精煉爐提供粗煉鋼水,電弧爐中主要進(jìn)行熔化期的操作。LF精煉爐的主要功能是精煉還原、去S、去夾雜還有合金化的作用。VOD爐主要是真空脫碳脫氧,起到去碳保鉻的功能。真空碳脫氧的原理是:在真空條件下,碳優(yōu)于鉻氧化,從而達(dá)到去碳保鉻的作用[2]。

        1.2 主要的生產(chǎn)設(shè)備

        冶煉不銹鋼主要是通過AOD及VOD這兩種設(shè)備,主要的工藝路線包括轉(zhuǎn)爐/電弧爐→LF爐→AOD,轉(zhuǎn)爐/電弧爐→LF爐→VOD等幾種工藝路線[3]。我公司采用的是EAF→LF→VOD→模注的工藝路線。煉鋼過程中的設(shè)備及參數(shù)見表1。

        表1 煉鋼過程中的設(shè)備及參數(shù)Table 1 Equipment in steel-making process and parameter

        2 生產(chǎn)中的技術(shù)難點及控制

        2.1 化學(xué)成分要求及目標(biāo)值

        0Cr13Ni4Mo化學(xué)成分要求見表2。

        2.2 技術(shù)要點

        (1)我廠使用的廢鋼主要是客戶提供的返回廢鋼,其成分和清潔度復(fù)雜不確定。同時廢鋼可出鋼水量不確定,導(dǎo)致配料困難。

        (2)由于廢鋼大部分成沫狀,鋼液的流動性不好。冶煉過程中容易增碳,導(dǎo)致冶煉時間增加。在冶煉此鋼種過程中C含量要求比較高,控制C含量是主要的工作。

        (3)需考慮澆注速度對鋼錠質(zhì)量有一定影響。需考慮流鋼磚等澆注耐材的質(zhì)量問題對鋼錠的影響。需考慮澆注溫度及澆注速度的影響。

        表2 化學(xué)成分要求(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)Table 2 Chemical composition requirement (Mass, %)

        2.3 生產(chǎn)過程控制

        (1)由于廢鋼的清潔度和化學(xué)成分不是很好,配料過程中鋼水的回收率按照75%~80%計算。根據(jù)用戶提供的廢鋼料種類和重量合理計算裝入量,分3次裝入料罐。

        (2)電爐和精煉爐操作要避免操作失誤引起的增碳現(xiàn)象,避免操作過程中電極出現(xiàn)折斷的現(xiàn)象。電爐操作過程中合理控制溫度,電爐出鋼時C含量在0.20%左右,避免過氧化,造成事故。電爐出鋼溫度在1670~1685℃,出鋼成分接近表3目標(biāo)成分要求。LF精煉鋁鈣線喂絲處理。鋼水從LF進(jìn)VOD要求控制碳成分在0.20%左右,S成分要求在0.010%以下。為了避免VOD處理之后回LF爐進(jìn)行提溫處理引起的電極增碳,進(jìn)VOD的溫度控制在1620℃左右。VOD采用五級泵操作,根據(jù)微氧電勢儀表進(jìn)行吹氧脫碳,吹氧脫碳時間為30 min左右,微氧電勢保持在工藝規(guī)定值,吹氧脫碳后停氧氣升氧槍。此鋼種結(jié)束VOD操作之后需要改變氧化氣氛,使其成為還原氣氛,因此我公司采用吹氧結(jié)束后及時加入活性石灰、螢石、硅鐵、金屬錳、硅鈣粉、鋁豆等造渣及脫氧劑,保證能使VOD中的氧化氣氛改變?yōu)檫€原氣氛,之后進(jìn)行真空處理。VOD破空回精煉爐軟吹氬處理,促進(jìn)鋼液夾雜及氣體的上浮。

        (3)澆注使用的耐火磚等輔具材料必須經(jīng)過干燥烘烤,嚴(yán)格檢查錠模的質(zhì)量,及時清理錠模里殘留的雜物。嚴(yán)格控制澆注速度在25 kg/s。采用無碳保護(hù)渣氬氣保護(hù)澆注。采用合理的澆注速度,嚴(yán)格控制出鋼溫度(出鋼溫度=鋼水熔點+鋼水過熱度+鋼水在吊包到澆注過程中的溫降),澆注溫度在1575℃左右。

        3 成品質(zhì)量

        3.1 化學(xué)成分

        成品鋼錠的爐后成分見表4。

        3.2 夾雜物

        通過用戶鍛造后的反饋,我公司生產(chǎn)的鋼錠沒有裂紋現(xiàn)象的出現(xiàn),同時經(jīng)過超聲檢測,缺陷、夾雜物等符合要求。

        表3 電弧爐出鋼鋼水的化學(xué)成分要求 (質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)Table 3 Chemical composition requirement of tapping molten steel from arc furnace(Mass, %)

        表4 成品鋼錠的爐后成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù),%)Table 4 Composition of finished ingot after melting(Mass, %)

        4 結(jié)論

        (1)通過控制LF進(jìn)入VOD終點碳為0.20%,采用VOD吹氧脫碳30 min,保壓20 min的操作,使得鋼水的C含量達(dá)到了0.033%,滿足了客戶要求。與之前的工藝相比,現(xiàn)行工藝解決了生產(chǎn)低碳鋼過程深脫碳的實際問題,縮短了冶煉時間,降低了冶煉成本。

        (2)采用合適的澆注速度,嚴(yán)格控制出鋼溫度,對澆注耐火磚進(jìn)行嚴(yán)格干燥烘烤,采用氬氣保護(hù)澆注及良好的真空處理等措施,消除了鋼水中的夾雜物等缺陷,減少了鋼水中的氣體含量,達(dá)到了良好的冶煉效果,滿足了客戶要求。

        [1] 黃海棠. 高鉻返吹法冶煉超低碳不銹鋼[J]. 鑄造技術(shù),2008,29(2):261-265.

        [2] 王明旭. 電爐和精煉爐VOD雙聯(lián)法冶煉不銹鋼工藝[J]. 大型鑄鍛件,2008(1):26-28.

        [3] 靳鵬,李衛(wèi)東,王紀(jì)元,等. 電爐和精煉爐VOD雙聯(lián)法冶煉0Cr18Ni9[J]. 鑄造設(shè)備與工藝,2013(5):42-44.

        編輯 杜青泉

        0Cr13Ni4Mo Stainless Steel Production Practice

        GaoYang,FuXin

        Adopt the process furnace→LF→VOD and a suitable pouring speed, strictly control the temperature of tapping, and use the measures like the argon shield pouring to produce a qualified 0Cr13Ni4Mo stainless steel.

        0Cr13Ni4Mo stainless steel, melting process, decarbonization

        TG142.7

        B

        2017—03—03

        高陽(1990—),男,本科,助理工程師,從事鋼鐵冶金工作。

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