不锈钢精炼技术的发展.pdf

维普资讯 寰 2 ％)RT：宣温 ST：讳黯温度 末为顺译 自 《ThysscnEdelst．Techn．Ber》，j988，14，№ l，3～ 1I，赵 先存校 不锈钢精炼技术的发展 耿 文范 (冶盘部钢铁研究总院 ) ， 一 ． 嚣害 【i~5) 德国克虏伯公司于j912年首先发明了在炼钢时添加铬和镍台金化生产不锈钢的提米，通 过加铬和镍台金化使钢具有高的耐蚀性和 良好的力学性能，以满足武器生产方面的要求。不 铸钢精炼技术的发展 旨在适应用户对不锈钢质量的要求、需求量的增长，以及对节能和节约 贵重台金用量要求的It益高涨，还在于谋求生产率和设备和j用率的提高。 不锈钢冶炼技术的发展可 以明显地划分成两个不同阶段，堆韧是单渣法生产，即熔 化一 精练一还原一精确台金化，所有过程都在一个炼钢炉里完成。二十年代后在电弧炉中精烁 时开 始利用矿石使低铬钢水脱碳，然后用昂贵的低碳铬铣加铬 ，可 以达到0．25 左右的最终碳含量 (见图I)。六十年代初发明成功高铬钢水的真空精炼技术，能使钢水的最终碟含量降至0．005 以下。另一重要的不锈钢炉外精炼技术，是利用气体进行的二次精炼，例如氩氧脱碳精炼法 (AOD)，它能够使不锈钢的最终碳含量降至0．015 以下。这些炉外榱炼技术，都能有 效 地增加炼钢设备的生产能力并减少昂贵的低碳铬铁的消耗 量。 二．V0D法的发展 (1～I3) 真空吹氧脱碳法，由于它具有利用廉价原料 (如采用高碳铬铁代替价格高昂的低碳或微 碳铬铁 )、铬收得率商 (g9 )、用于回收氧化铬所需要的还原剂用量少、能使氨降至很 低 (100ppm)、产品纯度高 (含氧、氢等杂质很少 )等许多优点，而受到世界各国的普 遍重视。 VOD法是在真空钢色中进行坝吹氧，并通过钢包底都多孔透气塞吹氩搅拌熔池 。如 图2 所示。此法可在精炼过程 巾将 CO分雎降到很低 ，根据钢液 (c]含量控制真空度，可 完 全 抑涮 ：c：的氧化进行胧碳 ，脱磺后 只需添加少量还原剂 即可将渣 中 (c 。O。)还原 ，而 且 维普资讯 在钢包中精炼后不台苒吸收氮和碳 ，故能生产C+N≤100ppm的纯净钢。为了进 步 提 高 VOD的精炼效果，日本川崎钢铁公司于l976年开发了SS—VOD法 6J，卸强搅拌型真空吹氧脱碳 法。SS—VOD法在精 炼过程 中通过调整炉渣成分 ，停止吹氧精炼后进行真空氧脱碳 ，并 与脱 氮处理相配合，容易生产含cr20 的碳 (≤2Gppm)，氮 (≤60iopm)极低 的高纯 度 不 锈钢 。 日本住友金属工业公司提出了在常规VOD初期吹氧精炼过程 中，暂时中断吹氧进行高 真空脱碳精炼 的方法[6) 由于在高真空下产生 的徽-j~CO气泡 ，能显著地增大气体一钢液界 面 面积，且可降低乎衡氧浓度，因而可进行有效地脱氨，同时还进行伴有CO生成的真 空脱 氧 反应 。在吹氧精炼初期的高碳浓度范围内暂中断吹氧，进行高真空脱碳精炼时，钢液脱氮效 率可 比脱碳效率提高三倍 以上，终点氯含量 比一般VOD法降低一半 日本 日新制钢 公 司 开 发的一项强搅拌型VOD精炼法(83，特别适用于生产加铝 不锈钢 (图2)。 为了满足高纯度高级钢种生产的需要 ，近年来VOD喷粉精炼工艺取得了很太 发 展。 住 友金属工业公司[堆 VOD精炼 时，对含C≥0．1 的高铬钢液顶吹氧化剂粉末 (氧化 铁 ， 氧 化铬．，氧化锰 以及氧化钙、碳酸钙等粉末均可 )，并通过包底吹氩搅拌，很容易将钢 中氨降 至0．005 ，并能有效地进行脱碳。该公司还发现Ct0)在真空精炼时通过顶吹 以音 速 往 钢 液 中喷入造渣剂粉末，由于造渣剂 (脱硫剂 )与钢液 的强烈搅拌混合，极有效地促进 了脱硫反 应，能生产含硫低于0．001 的超低硫纯净钢。在VOD精炼的低碳浓