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国外最新不锈钢冶炼工艺技术

不锈钢冶炼工艺技术的进步，特别是20世纪60年代以后，炉外精炼和连续铸锭技术的
使用，进一步促进了不锈钢的快速发展，改善了不锈钢的质量，提高了成材率，降低了生产
成本。

中国从20世纪50年代初开始生产不锈钢，当时用3t电弧炉冶炼，没有炉外精炼设备
和连铸，年产量仅为几百吨到几千吨，质量、品种和成本均不能满足要求。20世纪80年以
来，太原钢铁公司和钢铁研究总院等单位率先在中国开发AOD炉外精炼工艺技术。随后，
各特殊钢厂先后占安装了18-40tAOD和15-60tVOD炉外精炼装置，精炼比也得以显著提高。
1985年以前，中国不锈钢的铸锭一直采用落后的模铸。太钢1280立式连铸机于1985年投
产后，上钢三厂、重庆特钢和上钢五厂相继有板坯、方坯连铸机投生产。1989年，成都无
缝钢管厂不锈钢管坯水平连铸机的投产，结束了我国不锈钢铸锭完全采用模铸的历史。但由
于种种原因，中国不锈钢年产量一直在30万t左右徘徊，不锈钢冶炼工艺技术的进展缓慢，
严重制约了中国不锈钢的发展。2000年以来，国家对钢铁行业结构进行了调整，采取一系
列鼓励不锈钢行业发展的政策措施，使中国不锈钢炼钢生产实现跨越式发展，从1999年的
35万t增长到2003年的177.8万t，年均增长率约50％，成为世界名名列第4位的不锈钢
炼钢生产大国。

AOD炉装备和工艺的发展

AOD炉是精炼不锈钢的主要设备，目前世界上约有1-175tAOD炉155台，其中1/2在
不锈钢厂，其余在铸造厂。AOD精炼的不锈钢产量约占世界不锈钢80%以上。

中国第一台18tAOD炉自1983年9月投产以来，目前约有1-40tAOD炉20多座，其中
18t以上AOD炉共8台（包括太钢3x40t、大连1x40t、浦东1x30t、上钢五厂1x18t、长城
118t和宜达lx18t等）。2004年，上钢五厂60tAOD炉和上钢一厂120tAOD炉的投产使中国
AOD炉装备水平有了明显的提高。
太钢是中国最早采用AOD炉生产不锈钢的企业，目前AOD炉已累计生产不锈钢200
多万t，积累了许多经验。为了进一步扩大生产能力，太钢对18tAOD炉实施两次技术改造。
经过第一次改造，AOD炉容由18t扩至40t，生产能力由16万t提高到40万t。2004年实
施第二次改造，炉容进一步扩大至45t，增设顶吹氧枪，缩短了冶炼时间；引进奥钢联专家
自动化控制系统，提高了冶炼控制精度；降低氨气消耗，加大了除尘风机的除尘能力，改善
了环境质量。经过两次改造，太钢AOD炉装备水平达到国际先进水平。此外，太钢还计划
实施日元贷款环保项目，6座18t化钢电炉将被改造成一座90t超高功率化钢电炉，这不但
消除了化钢速度慢的生产瓶颈，也使生产能力进一步提高到50万t，大大改善了环境质量，
实现了真正的清洁生产。

近年来，中国AOD生产的操作技术取得了明显的成绩，主要进展如下：

（1）炉衬寿命的提高

AOD炉的炉衬寿命是AOD生产的主要技术经济指标，经过多年来的技术攻关，特别是
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在改进操作工艺（例如，降低电炉出钢时的硅含量，改进AOD造渣制度，脱碳期碱度从0.5
提高到1．0，还原期碱度从0.8-1．0提高到2.0-3.5以及采用优质耐火材料改进筑炉工艺等
方面做了不少工作，AOD炉衬寿命普遍有了提高。太钢AOD炉炉衬寿命平均达110次，最
高130次，其中使用太钢自产耐火材料的平均寿命达92次。

(2）脱硫工艺的改进

中国AOD炉大多采用单渣法吹炼工艺。为降低钢中S含量，采用快速脱S工艺，精炼
期渣中碱度控制在2.5左右，钢包添加SiCa，利用出钢时强烈搅拌作用脱硫，使钢中残留适
量钙。改进AOD工艺后，脱硫率在70%以上。目前，太钢不锈钢中硫含量稳定在0.005%
以下，平均0.0034%。

(3)含N不锈钢冶炼

含N不锈钢中的氮合金化主要有两条途径：一是加人氮化锰、氮化铬等合金进行合金
化，二是用氮气直接合金化，后者具有较低的生产成本。AOD炉可以用氮气直接合金化，
因而，冶炼不锈钢具有很大的优势。太钢在18t和40tAOD炉中应用氮在不锈钢中的溶解、
脱除理论，建立了氮合金化工艺模型，冶炼中不需要在线分析钢中氮含量就能较为精确地控
制成品中的氮含量，控制精±0.0135%。目前，太钢已用氮气直接合金化的方法应用该模型
批量生产OCr19Ni9N、OCr19Ni9NbN、1Cr17Mn6Ni5N、00Cr18Ni5Mo3Si2N和
00Cr22Ni5Mo3N等含氮不锈钢钢种。2003年，生产各类含N不锈钢3.5万t，取得了明显
的经济效益。

(4)AOD除尘灰的利用

AOD炉冶炼时的粉尘量为钢产量0.7%-1．0%，一般A