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不銹鋼AOD爐裝備和工藝的發(fā)展

2013-12-13 09:48

來(lái)源:BXGDH.CN

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中國(guó)從20世紀(jì)50年代初開(kāi)始生產(chǎn)不銹鋼。2000年以來(lái)，國(guó)家對(duì)鋼鐵行業(yè)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了調(diào)整，采取一系列鼓勵(lì)不銹鋼行業(yè)發(fā)展的政策措施，使中國(guó)不銹鋼煉鋼生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展，從1999年的35萬(wàn)t增長(zhǎng)到2003年的177.8萬(wàn)t，年均增長(zhǎng)率約50%，成為世界名名列第4位的不銹鋼煉鋼生產(chǎn)大國(guó)。

AOD爐是精煉不銹鋼的主要設(shè)備，目前世界上約有1-175tAOD爐155臺(tái)，其中1/2在不銹鋼廠，其余在鑄造廠。AOD精煉的不銹鋼產(chǎn)量約占世界不銹鋼80%以上。

中國(guó)第一臺(tái)18tAOD爐自1983年9月投產(chǎn)以來(lái)，目前約有1-40tAOD爐20多座，其中18t以上AOD爐共8臺(tái)(包括太鋼3x40t、大連1x40t、浦東1x30t、上鋼五廠1x18t、長(zhǎng)城118t和宜達(dá)lx18t等)。2004年，上鋼五廠60tAOD爐和上鋼一廠120tAOD爐的投產(chǎn)使中國(guó)AOD爐裝備水平有了明顯的提高。

目前AOD爐已累計(jì)生產(chǎn)不銹鋼200多萬(wàn)t，積累了許多經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)過(guò)第一次改造，AOD爐容由18t擴(kuò)至40t，生產(chǎn)能力由16萬(wàn)t提高到40萬(wàn)t。2004年實(shí)施第二次改造，爐容進(jìn)一步擴(kuò)大至45t，增設(shè)頂吹氧槍，縮短了冶煉時(shí)間;引進(jìn)奧鋼聯(lián)專家自動(dòng)化控制系統(tǒng)，提高了冶煉控制精度;降低氨氣消耗，加大了除塵風(fēng)機(jī)的除塵能力，改善了環(huán)境質(zhì)量。經(jīng)過(guò)兩次改造，太鋼AOD爐裝備水平達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。此外，太鋼還計(jì)劃實(shí)施日元貸款環(huán)保項(xiàng)目，6座18t化鋼電爐將被改造成一座90t超高功率化鋼電爐，這不但消除了化鋼速度慢的生產(chǎn)瓶頸，也使生產(chǎn)能力進(jìn)一步提高到50萬(wàn)t，大大改善了環(huán)境質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了真正的清潔生產(chǎn)。

近年來(lái)，中國(guó)AOD生產(chǎn)的操作技術(shù)取得了明顯的成績(jī)，主要進(jìn)展如下:

(1)爐襯壽命的提高

AOD爐的爐襯壽命是AOD生產(chǎn)的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，經(jīng)過(guò)多年來(lái)的技術(shù)攻關(guān)，特別是在改進(jìn)操作工藝(例如，降低電爐出鋼時(shí)的硅含量，改進(jìn)AOD造渣制度，脫碳期堿度從0.5提高到1.0，還原期堿度從0.8-1.0提高到2.0-3.5以及采用優(yōu)質(zhì)耐火材料改進(jìn)筑爐工藝等方面做了不少工作，AOD爐襯壽命普遍有了提高。太鋼AOD爐爐襯壽命平均達(dá)110次，最高130次，其中使用太鋼自產(chǎn)耐火材料的平均壽命達(dá)92次。

(2脫硫工藝的改進(jìn)

中國(guó)AOD爐大多采用單渣法吹煉工藝。為降低鋼中S含量，采用快速脫S工藝，精煉期渣中堿度控制在2.5左右，鋼包添加SiCa，利用出鋼時(shí)強(qiáng)烈攪拌作用脫硫，使鋼中殘留適量鈣。改進(jìn)AOD工藝后，脫硫率在70%以上。目前，太鋼不銹鋼中硫含量穩(wěn)定在0.005%以下，平均0.0034%。

(3)含N不銹鋼冶煉

含N不銹鋼中的氮合金化主要有兩條途徑:一是加人氮化錳、氮化鉻等合金進(jìn)行合金化，二是用氮?dú)庵苯雍辖鸹?，后者具有較低的生產(chǎn)成本。AOD爐可以用氮?dú)庵苯雍辖鸹?，因而，冶煉不銹鋼具有很大的優(yōu)勢(shì)。太鋼在18t和40tAOD爐中應(yīng)用氮在不銹鋼中的溶解、脫除理論，建立了氮合金化工藝模型，冶煉中不需要在線分析鋼中氮含量就能較為精確地控制成品中的氮含量，控制精±0.0135%。目前，太鋼已用氮?dú)庵苯雍辖鸹姆椒☉?yīng)用該模型批量生產(chǎn)OCr19Ni9N、OCr19Ni9NbN、1Cr17Mn6Ni5N、00Cr18Ni5Mo3Si2N和00Cr22Ni5Mo3N等含氮不銹鋼鋼種。2003年，生產(chǎn)各類含N不銹鋼3.5萬(wàn)t，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

(4)AOD除塵灰的利用

AOD爐冶煉時(shí)的粉塵量為鋼產(chǎn)量0.7%-1.0%，一般AOD粉塵中含Cr2O315%，NiO4%，CaO26%，F(xiàn)e27%，MgO15%以及其它物質(zhì)，粉塵粒度≤20μm，粉塵中Cr2O3和NiO是貴重金屬氧化物。若不回收，不僅造成資源浪費(fèi)，也會(huì)污染環(huán)境。因此，如何回收AOD粉塵中的Cr、Ni二物是各不銹鋼煉鋼廠的重要課題。

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