0Cr13Ni4Mo不銹鋼生產(chǎn)實(shí)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)

生產(chǎn)技術(shù)

0Cr13Ni4Mo不銹鋼生產(chǎn)實(shí)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?yàn)槠渚哂休^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(shí)我公司生產(chǎn)的0Cr13Ni4Mo不銹鋼對(duì)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(duì)該鋼種進(jìn)行生產(chǎn)，起到了很好的效果，縮短了冶煉時(shí)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(shí)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L(zhǎng)F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(diǎn)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(diǎn)

(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(shí)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(dòng)性不好。冶煉過程中容易增碳，導(dǎo)致冶煉時(shí)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(duì)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(duì)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(jì)算。根據(jù)用戶提供的廢鋼料種類和重量合理計(jì)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(shí)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(jí)泵操作，根據(jù)微氧電勢(shì)儀表進(jìn)行吹氧脫碳，吹氧脫碳時(shí)間為30 min左右，微氧電勢(shì)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(shí)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(shí)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(diǎn)+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(shí)經(jīng)過超聲檢測(cè)，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(diǎn)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(shí)際問題，縮短了冶煉時(shí)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(duì)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。