矿石VOD工艺在冶炼不锈钢铸件中的应用.pdf

一重技术．19992(总80)矿石VOD工艺在冶炼不锈锕铸件中的应用

矿
石T{VJ三；到文-

析的基础上，结合一重的设备状况和产品需要，介绍了在lay炉采用矿石VOD法生
产大型不镑钢铸件产品的生产工艺情况，并指出在不具备专用大容量VOD炉的情

艺关键词：—啪LF一炉鲨v0D不锈钢篓冶炼工艺竹1，概’6<’ll乙JJ晦弓～

含铬冶量下最兰大限度一地脱碳，使之达到规定的于Fe—c—cr三元系来说，采用同样的温度
要求。因而，采用何种方法与手段来完成这和吹氧条件将由于钢中[cr]降低了[c]

一“降碳保铬”的目的，就成了解决这一问的活度系数，在导致冶炼高铬不锈钢时
题的关键。只能使碳含量降至O．06％～0．07％。因此，
传统的电炉返回法能够依靠吹氧来冶炼要冶炼[c]≤O06％的低碳、超低碳不锈
Ⅲ铸钢锈旧玮蝴一钢，依靠传统的电炉返回吹氧法在理论上也
[c]≤0．08％的低碳不锈钢。但对于[c]
≤0．03％的超低碳不锈钢，由于吹氧时间是很难达到的。
长，温度过高，在脱碳的同时仍有相当数量常压下台铬钢液优先脱碳必须具有高温
的cr被氧化成c或cq04。因此在脱碳条件，工艺上往往要电弧加热熔池到l700
结束后1还必须采用嵌高价的还原剂来还原，以℃以上才能进行吹氧降碳。当吹到[c]≤
减少铬的损失。这样的重复循环过程，能源O．o7％时，熔池温度甚至可高达l8OO℃。
r。．而在真空减压条件下，可将钢中[c]脱至
和劳动力等的消耗都很大，而且在加热熔池
很低而又能控制钢中Cr的氧化，而且所能
的过懒程中还会遇到一电极增碳的问题。而单纯
冶炼[c]≤0．03％的碳素钢水进而通过加达到的真空度越高所需的冶炼温度可越低。
这一冶炼不锈钢的途径即v0D法，它为生
人合金来生产不锈钢，则对合金材料的成份
用一汾一产低碳、超低碳不锈钢解决降碳保铬的问题
要求甚严，只能使用碳含量很低的金属铬及
提供了理论上的依据，并使生产成为现实。
真空铬，且也不利于返回不锈钢炉料中Ni、
VOD法的特点是：在初炼炉(如电弧
cr等合金元素的回收利用。同时，该法的
炉)熔化钢铁料并进行吹氧降碳，使钢液内
前期脱碳和后期防止增碳的任务依然很重。
的[c]降至04o％左右，同时调整除、
对于Fe—C二元系，可控制实现使其台
Mn以外的其它成分到规定值。钢液温度在
1600～1650℃时出钢至包内，然后将盛钢
收穑日期：1998年i1月27日
水包移人真空罐中，在达到一定的真空度后
许天华：一重集团公司炼钢分厂厂长助理工程师
剜超明：一重集团公司总经理助理高级工程师从真空罐上方用氧枪向包内吹人氧气流以降
王春国：一重集团公司练钢丹厂副厂长、工程师碳至产品要求，同时由包底的透气砖吹人氧

一44一

气搅拌钢液间接的方式被氧化，这样钢中LcJ的氧
目前，一重尚不具备这种带有氧枪的专化可表示为：
用VOD炉，筹建中的VOD炉(容量25～40c]+[0]=}CO：⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯(2)
t)也难满足近百吨的不锈钢钢水的需要。钢液巾同时存在[c]、[cr]时，根据热力
那么，如何在现有条件下生产低碳、超低碳学原理It]．[O]-[Cr]反应可由(I]和式(2)加台
的不锈钢产品呢?一重所具备的在真空条件得到：
下具有冶金功能的备只有LF阚包精炼炉lCr]+2；CO：

(公称容量90／130t)．但其本身就是一个钢包=cJ+(q)⋯⋯⋯⋯【3)
而非真空罐，且不具备真空条件下的吹氧系统。其反应的△G与温度的关系为：
在这种情况下只能想办法利用LF炉的G一465662+307．9(J／too1)
特点来生产不锈钢水，以满足大型不锈钢铸由化学反应的等温方程可知，反应的自由
锻件的需要。而粗炼钢水的成分控制、[0]焙变化AG与温度的关系为：
的来源以及真空条件下的操作等便不能完全△G=△Gn+RTIn(J／n：o1)
模仿常规VOD法的冶炼模式。一重经过积其中为任一状态下反应的生成物与反应物的
极探索，参照~OD法的基本原理’早甥电活度商
炉矿石氧化法的经验以及国外的有关技术，由热力学理论可知，恒温、恒压下反应过
终于利用矿石VOD法这一并非先进的技术程的自由焓变化』G为反应进行的方向和程度
在LF炉上成功地冶炼出大型不锈钢产品。的判据。若要“降碳保铬”．就需要反应式(3)
产品的各项指标和性能完全达到技术要求，的AG>0。在反应达到平衡时G=0．此时
突破了在不具备专1。jVOD炉生产不锈钢产=，为反应的平衡常数，与各反应组元的
品时的技术装备_f硅制，电为一重公司及重机活度或分压的关系为：
行业生产大型不锈镧铸、锻件开辟了一条新K=dfc】)／ⅡPCO
途径。l白于(c．-304)在渣中会呈饱台状态．则
(‰04)：1，这样上式可简化为：

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