AOD用转炉脱磷铁水冶炼430不锈钢脱碳保铬工艺优化

采用热力学、物料和热量平衡的计算方法,研究了180 t AOD用转炉脱磷铁水冶炼430不锈钢脱碳前期脱碳保铬的工艺。研究结果表明:合理控制最佳脱碳保铬温度是提高AOD冶炼430不锈钢各项经济技术指标的关键技术。采用优化转炉生产节奏和出钢的保温,保证AOD入炉铁水温度由1 520℃提高至1 580℃;优化AOD脱碳前期合金和辅料加入量,进一步提高了脱碳前期的钢液温度,减少铬的氧化量。通过实施工艺优化措施,AOD用转炉脱磷铁水冶炼430不锈钢经济技术指标得到明显改善,其中铬收得率由92.30%提高到94.64%,冶炼时间缩短9.2 min,还原硅耗降低4.9 kg/t。     

AOD全铁水冶炼不锈钢的配料模拟

 建立了AOD全铁水冶炼不锈钢的配料模型,确定了各种模型参数,以此分析冶炼过程的热量收支情况和影响过程热量的关键因素。结果表明,通过本模型能够很好地确定冶炼过程的发热剂配量。热量收入方面,AOD全铁水冶炼时,化学反应热和炉衬显热均超过30%,铁水的热量为20%~30%,增加炉衬显热可以有效地减少发热剂的加入量。提高CO二次燃烧率,可以显著增加熔池热量的供给,减少发热剂用量。     

304不锈钢AOD冶炼过程脱碳保铬和铬烧损的研究

针对AOD+LF二步法冶炼304不锈钢冶炼过程,通过分析AOD炉精炼不锈钢脱碳保铬机理,结合75t AOD工业生产数据,建立了冶炼过程中钢液成分、温度和一氧化碳分压三者之间的定量关系,同时分析冶炼过程各阶段的渣成分,研究不同温度和吹气模式下钢液铬烧损情况,提出了优化304不锈钢AOD生产的措施,最终实现钢水窄成分与高效化冶炼.     

多位一体不锈钢冶炼在太钢的生产与实践

通过分析太钢不锈钢原料铬镍生铁、高碳铬铁、铁水等的特性以及研究了原料中Si、C元素优化使用,采用中频炉、电弧炉、转炉、AOD等工序进行多种组合,开发了300系、400系钢种多条不同组合的不锈钢工艺路线,形成了多位一体不锈钢生产工艺。生产实践表明,400系不锈钢采用180 t转炉脱磷铁水+50 t中频炉熔化高碳铬铁预熔液兑入AOD冶炼的工艺,铬收得率提高2.47%,硅铁消耗降低5.5 kg/t,石灰消耗降低10 kg/t,300系不锈钢采用160 t电弧炉+2×50 t中频炉熔化预熔液兑入AOD冶炼工艺,铬收得率提高2.2%,电极消耗降低1.8 kg/t,大幅降低了冶炼成本。     

CO二次燃烧技术在AOD炉应用的研究与工业实践

AOD炉冶炼不锈钢过程中由于加入大量的合金、渣料等导致热量存在较大的缺口,影响"脱碳保铬"的顺利进行。邢台钢铁有限责任公司采用"脱磷铁水→AOD炉→LF→CCM"工艺冶炼不锈钢,铁水碳含量较高可产生大量CO气体,同时脱碳期炉渣具有黏度和熔点高、呈颗粒状的特点,CO等气体能够快速从炉渣中释放出来,在吹炼过程中不会发生喷溅,为CO二次燃烧提供基础条件。有效利用CO二次燃烧释放热量可为吹炼过程提供一定的热量。通过工业实践表明:随着枪位的提高,CO二次燃烧比例逐步开始增加;在同工况下,对比两种类型的枪头,综合补偿热量和对炉龄的影响来看,三孔枪应用效果更好,CO二次燃烧比例达到20%,热量补偿约150℃,降低成本约40元/t,经济效益显著。     

转炉+AOD两步法冶炼不锈钢物热平衡模型开发

以高炉铁水为主原料，利用合金熔化炉熔化高碳铬铁、镍铁等合金，采用转炉进行脱磷，再将混合后的不锈钢母液兑入AOD炉进行精炼脱碳来生产430、410及其他马氏体等常规400系不锈钢，这是近年来国内流行的两步法不锈钢生产工艺流程。基于宝钢德盛不锈钢有限公司两步法不锈钢工艺流程，建立转炉与AOD炉的物料平衡和热平衡计算模型，对转炉+AOD的两步法物料平衡和热平衡工艺、物料匹配工艺等方面进行系统优化研究，探索不同炉料组合生产常规400系不锈钢的工艺路径。研究结果表明，中频炉(合金熔化炉)的使用对AOD冶炼的热平衡有很大影响，当不使用中频炉时需要使用焦炭补充热量缺口，并以品种不锈钢废钢作为冷却剂来保证出钢温度满足生产要求；铬铁水在AOD入炉不锈钢母液中最优的配比为30.0%～32.5%,这时基本不需要额外加入焦炭和不锈钢废钢。模型计算结果可为转炉+AOD两步法生产不锈钢提供生产指导。     

应用遗传算法求解AOD全铁水冶炼和电炉钢水冶炼不锈钢混合流程的最优调度问题

 研究了AOD全铁水冶炼和电炉钢水冶炼两种不锈钢冶炼流程,结果表明,AOD全铁水冶炼不锈钢可以弥补电炉钢水冶炼流程中电炉产能小于连铸产能的缺陷。提出了一种结合AOD全铁水冶炼和电炉钢水冶炼的混合流程。提出了各个工序间钢包最长传搁时间最短为调度目标是更加合理的调度方式,应用遗传算法求解混合流程最长钢包传搁时间最小为60min,小于单纯以连铸机为中心的组织生产调度,既保证了钢包正常的运输,又有足够的时间进行必要的调度和调整。最后,给出混合流程最优调度的甘特图,并基于最优调度并采用统计分析的方法得出工序间传搁过程温降的经验公式,由此给出混合流程最优调度的温度制度。     

AOD炉的高效化冶炼模型

 以往的AOD炉高效化冶炼研究往往通过提高供氧强度,优化转炉的炉容比,提高终点命中率等技术缩短冶炼周期,需要充分利用现有的设备,优化炉料结构和供氧制度,对生产工艺参数进行优化,充分利用这些物理热和化学热,实现AOD炉的高效化冶炼。开发了AOD炉高效化冶炼模型,在AOD炉物料平衡和能量平衡的基础上,结合AOD炉冶炼的工艺特征,建立AOD炉耗氧量和冶炼周期模型,分析了AOD炉冶炼周期随着铁水比和废钢比的变化趋势,得出冶炼周期最短时的炉料结构。结果表明：电炉不锈钢母液加铁水冶炼时,冶炼周期随着铁水比的增加而增加。电炉不锈钢母液加废钢冶炼时,冶炼周期随着废钢比的增加而增加。铁水加废钢冶炼时,冶炼周期随着废钢比的增加而延长。以硅铁为发热剂比以碳粉为发热剂冶炼周期短。     

宝钢不锈钢AOD炉侧吹工艺优化

通过对AOD炉冶炼不锈钢冶金过程进行动力学分析和数学模拟,阐述了AOD炉脱碳保铬过程的基本特征。根据AOD炉脱碳保铬时的临界碳含量,调整了宝钢不锈钢AOD炉的侧吹工艺,结果表明,AOD炉氧气利用率和铬元素收得率均有较为显著的改善。     

AOD精炼炉脱磷技术应用和实践

针对AOD精炼炉在全铁水冶炼条件下的吹炼脱磷技术应用和实践进行了研究与探索,解决普通铁水冶炼中脱磷与脱碳不平衡、脱磷效果不稳定、脱磷后期温度控制不当回磷等多个难点,形成了AOD全铁水脱磷冶炼新工艺。满足没有转炉的情况下生产低磷铁素体不锈钢,具有极大的推广价值。     

AOD炉喷吹CO_2代替部分Ar或O_2脱碳保铬的热力学分析

AOD炉冶炼不锈钢工艺主要通过喷吹大量的O_2和Ar实现脱碳保铬。钢铁行业每生产1 t钢的CO_2排放量约为1.57 t,若能将排放的CO_2捕集回收并用于钢铁生产过程中,不仅可以节能减排,还可降低冶炼成本。通过热力学计算验证了CO_2代替Ar或O_2喷吹冶炼不锈钢的可行性,同时分别对不同元素的氧化升降温、不同C含量及CO_2喷吹量条件下的反应速率、脱碳深度、保铬效果进行计算,分析CO_2代替O_2脱碳保铬的热力学过程。结果表明在高碳区喷吹CO_2-O_2混合气体有利于AOD冶炼过程脱碳保铬。随着CO_2比例的增加保铬效果随之提高,而脱碳速率随之降低。但是,提高CO_2喷吹量时熔池内脱碳反应速率过慢,引起熔池温度偏低,CO_2喷吹比例应控制在20%～40%(体积分数)之间。     

竖炉冶炼铬镍铁水在太钢获得成功

最近,太钢在竖炉成功冶炼出第1炉铬镍铁水,各项指标均达到了设计要求,这种铬镍铁水与普通铁水相比每吨可增值5000元以上。太钢冶金除尘灰资源化项目自2011年7月试生产以来,已冶炼出碳钢铁水25000余t,所用原料主要是碳钢固废。这次生产铬镍铁水采用的原料是不锈钢固废,生产的铁水铬、镍含量和不锈钢铁水非常接近,可直接用于冶炼不锈钢,缩短炼钢时间,降低成本。太钢每年有近100万t的含铬镍固体废弃物处理需求,高效回收利用这部分废弃物对太钢意义重大。     

AOD全铁水冶炼铁素体不锈钢工艺研究

结合不锈钢炼钢生产线的现有工艺和装备,对采用高炉铁水(脱磷后)和铬铁合金,在AOD炉内直接冶炼铁素体不锈钢工艺进行了研究和探讨.该工艺的实现,解决了冶炼铁素体不锈钢时对磷等有害元素的控制(P≤0.020%)问题;在电炉出现故障时也可组织生产,实现生产组织的灵活性,提高了生产作业率;由于无需使用电炉熔化不锈钢母液,节约了大量电能,提高了铬综合收得率,降低了生产成本.     

60 t AOD全铁水精炼400系不锈钢热补偿技术的工艺实践

在铁水直兑60 t AOD精炼1Cr13钢等400系不锈钢工艺过程中,由于加入大量的铬铁合金、渣料、返回废钢等材料,所需热量占熔池的15%~40%,严重制约着生产顺行和质量改善。通过工业实践研究了60 t AOD枪位（1.5~3.5 m）对CO二次燃烧比的影响,铬铁中硅含量（1%~6.5%）对石灰消耗和综合提供热量的影响,以及烘烤时间（0.5~4.5 h）对合金温度的影响。结果表明,60 t AOD氧枪枪位控制在3 m时CO二次燃烧的比例可提高至20%;铬铁中硅含量为4%时综合功效最大;合金最佳烘烤时间为2~3 h。     

含铬镍铁水脱磷保铬的机理与试验

 为了解决铬镍生铁因磷质量分数高用做不锈钢原料受限的问题,开展了关于含铬镍铁水脱磷保铬的理论计算和工业试验研究。采用竖炉工艺回收不锈钢粉尘,冶炼出的含铬镍铁水磷质量分数高,导致铁水利用量受限。通过计算铬、镍、铁氧化物还原热力学条件和磷、铬、碳氧化的临界氧势,提出了采用碱性CaO渣系、控制炉渣氧势和出铁温度实现脱磷保铬的措施。在理论计算基础上,进行了竖炉冶炼含铬镍铁水的脱磷保铬工业试验。试验共冶炼出含铬镍铁水32 t,当炉渣碱度为1.15、炉渣[w(FeO)]为4.98%、出铁温度为1 673～1 684 K时,脱磷率可达36%以上,铁水中磷质量分数可降至0.023%,铬收得率为88%以上,本研究达到了脱磷保铬的目的,并且解决了含铬镍铁水磷质量分数高的问题。     

45 t AOD精炼304不锈钢的造渣工艺实践

为降低AOD精炼的渣料和还原剂硅铁用量,对高铬钢液脱碳及还原过程渣碱度控制进行热力学分析,并进行45 t AOD冶炼304不锈钢造渣工艺试验。试生产结果表明,降低AOD精炼304不锈钢脱碳期炉渣碱度可减少钢水铬的氧化,同时有效减少AOD精炼渣料和还原剂消耗;AOD精炼过程石灰加入量平均从104.2 kg/t降至84.2~93.1 kg/t时,脱碳期炉渣碱度由平均13.44降低到10.64,AOD冶炼过程石灰、萤石、硅铁单耗分别平均降低14.7、5.4、4.4 kg/t,钢中Cr收得率、Ni收得率和硫含量分别为99.0%、98.3%和0.0025%。     

宝钢不锈钢分公司炼钢厂脱磷铁水直接冶炼奥氏体不锈钢

日前，宝钢不锈钢分公司炼钢厂脱磷铁水直接进AOD转炉冶炼304不锈钢获得成功，为奥氏体系列不锈钢冶炼创造出新的工艺路径。按照传统冶炼方法，脱磷铁水要经过电炉冶炼成不锈钢母液，再进入AOD转炉炼成不锈钢水。如果电炉出现故障，将影响正常生产，而且电能消耗大，成本较高。     

410S不锈钢冶炼过程全氧和夹杂物分析

对采用“铁水预处理→AOD→LF→CC”工艺路线生产410S铁素体不锈钢炼钢过程全氧和夹杂物进行了分析.结果表明,随着AOD冶炼、LF精炼和连铸过程的进行,410S不锈钢钢水中全氧含量、夹杂物数量和夹杂物的尺寸呈逐渐减小的趋势.AOD还原后、AOD脱硫后、LF精炼阶段和连铸中间包中夹杂物的类型主要为CaO-SiO2-MgO-Al2O3,但成分略有不同,各个阶段夹杂物的类型跟冶炼工艺有关.在研究的基础上,提出了生产工艺的改进措施,有效改善了钢水中夹杂物水平,并大幅减少了冷轧产品表面缺陷的发生.     

缩短AOD炉处理0Cr13C不锈钢的冶炼周期

针对邢钢在铁水预处理＋AOD炉＋LF炉＋连铸机生产0Cr13C不锈钢过程中AOD炉的冶炼周期远大于连铸机浇钢和脱磷站的处理时间,导致整个不锈钢生产线的生产效率受到限制这个问题进行研究。研究入炉冷钢比例、高碳铬铁硅质量分数对AOD炉提枪碳质量分数、提枪温度以及冶炼周期的影响。研究得出,降低AOD炉0Cr13C冶炼周期的思路主要是控制提枪碳质量分数;包含成本在内,当入炉高碳铬铁硅质量分数不小于3.0%、废钢加入量为3.0~3.5t时,可以缩短AOD炉0Cr13C的冶炼周期到77min附近,提枪温度和提枪碳质量分数分别为1682℃和0.49%,并且炉龄和物料消耗等综合指标较好。     

K—OBM—S转炉冶炼18—8不锈钢的冶金效果

75tK—OBM—S顶底复吹转炉采用预处理铁水和合金为主要原料,与电炉、VOD配合进行18—8不锈钢的冶炼,同AOD炉相比,K—OBM—S冶炼18—8不锈钢过程中脱碳速率≥0．15％／min,最高在0．30％／min以上,脱碳期氧气利用率〉60％,具有高速脱碳、高效用氧特点。而铬的回．收率、渣-钢间硫的分配比平均达到95．29％和40．6,稍低于AOD炉。