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不銹鋼的生產規模對冶煉生產工藝的選擇,具有制約作用。生產規模小,一般年產3萬t不銹鋼,不銹鋼返回廢鋼有可靠保證的,可以選用一步法冶煉生產工藝。
不銹鋼的生產規模達到5萬t以上,不銹鋼的冶煉生產工藝不宜采用一步法,應該選用二步法或三步法組織生產。
不銹鋼冶煉生產工藝的選擇取決于很多因素,首要因素是操作成本,它受到生產規模、產品大綱、原材料供應、后續工藝、現有車間狀況和動力供應狀況的影響。由于各種因素隨著市場迅速變化,生產工藝選擇應該具有一定的靈活性。
產品大綱中對少生產(C+ N) > 250~300ppm的不銹鋼,可選用二步法組織生產。若生產規模大,產品范圍寬,考慮到生產節奏和能源供應等因素,宜配置三步法冶煉生產工藝路線的設備,其中分產品按照二步法或三步法組織生產。
終產品中若要求(C+ N) ≤250~300ppm,如S44700,S44800等超低碳( 0. 01%)、超低氮( 0. 02%)鐵素體不銹鋼,必須選用三步法工藝流程,在真空吹氧精煉爐中完成終成分的微調和脫氣處理。
原材料供應
不銹鋼冶煉的原材料,主要是金屬料和合金。金屬料包括返回廢鋼、普通廢鋼和高爐鐵水。合金主要包括高、中、低碳鉻鐵,電解鎳鐵,金屬鎳或NiO,硅鐵,錳鐵。含鉻鐵水和鉻礦石具有金屬料和合金的雙重性質。不同的金屬料將會采用不同的冶煉生產工藝。
金屬料采用返回廢鋼或普通廢鋼時,一般選用電弧爐作為初煉爐,熔化廢鋼和合金料產生不銹鋼母液,生產不銹鋼。典型的冶煉生產工藝是選用EAF- AOD二步法或選用EAF- AOD一VOD三步法組織生產。我國的太鋼不銹一煉鋼、寶鋼五鋼公司和大連特鋼等企業均采用該生產工藝。
金屬料采用高爐鐵水時,由于硅、硫、磷含量高,高爐鐵水必須首先進行三脫處理,獲得低硫、磷不銹鋼母液,再經過精煉爐精煉。精煉爐目前大多選用AOD轉爐或頂底復合吹煉轉爐,如果要冶煉低[ C]或低[N]不銹鋼,在后步工序還要配置RH-OB或VOD進行真空精煉。如果要冶煉Cr-Ni系或Cr-Nr-Mo系不銹鋼,還需要配置電弧爐熔化鉬鐵和鎳鐵。典型的冶煉生產工藝是:
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