冶金行业精炼法详解.ppt

冶金行业精炼法详解
第1页，共30页，编辑于2022年，星期五
不锈钢炉外精炼
(以18－8型低碳不锈钢的炉外精炼为例，详解VOD法）
目录:
1、VOD法
2、VOD法设备
3、工艺流程图解
4、操作工艺
5、真空氧气脱碳精，编辑于2022年，星期五
终点控制仪表
一般采用氧浓差电池为主，废气温度和真空计为辅的废气检测系统。氧浓差电池控制吹炼过程的原理是：
式中R为气体常数，8．315J／mol•℃；T为绝对温度，K；F为法拉第常数，96500C／mol；E为固体电池的电势，1000mV。根据上式，废气中氧的分压PO2(废)愈低，则电池电势E愈大；PO2(废)愈高，则电池电势愈小，当PO2(废)=0．021MPa时，E就变为零(因为PO2(空)=0．021MPa)、PO2(废)>0．021MPa时，E变为负值。由于吹氧过程中产生大量CO会改变PO2(废)，脱碳激烈时PO2(废)极小，E增大；脱碳微弱时，CO很少，E会趋近于零，因此根据氧浓差电势的开始上升，在一定E值下波动和趋近于零，即可确定吹氧脱碳的起点、正常进行和终点。氧浓差电池只适用于控制趋低碳(C<0．03％)钢的终点，对中、高碳钢及极低碳钢(含C在10-6级)，则需要用质谱仪来控制。
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3、工艺流程图解
工艺流程 VOD炉可以与电炉双联，也可以与转炉双联其精炼过程的主要特点是碳一氧反应的产物为C0气体，可在真空处理中被抽走，从而促进脱碳，达到抑制铬氧化的目的。
电炉一VOD双联法 正常进行精炼的关键是正确地控制初炼钢水的成分和开始吹氧的温度，采用合理的真空吹炼参数及准确地控制吹炼终点。初炼钢水的碳含量主要取决于包衬和透气砖材料的质量，耐火材料质量高时，可将碳含量控制高一些，这样有利于更多地使用高碳铬铁。在耐火材料质量不高的条件下，开始吹氧的碳含量以控制在0．3％～0．4％为宜。铬含量控制在上限。硅含量不应太高，否则会使冶炼时间拖长，实际硅含量控制在0．4％以下。硫、磷含量应低于规格。电炉出钢时，利用同炉渣洗可进一步把硫降低(≤0．015％)。然后将炉渣扒除，以便吹炼时氧气流可以与钢液面直接反应并防止回硫。此后，将钢包吊入真空罐内，通氩气搅拌钢水，开始抽真空，当真空度达到0．013～0．02MPa时，开始吹氧，此时氧压为0．49～0．59MPa，氧枪距钢水面高度为1．0m以上，吹炼过程中固定不动。开始吹氧的温度随钢种和碳含量而定；吹炼超低碳不锈钢时取浇注温度的下限或稍低，而吹炼纯铁及不含铬的合金时，则应略高于浇注温度，实际开始吹氧的温度控制在以下范围：不锈钢1550～1580℃；纯铁1580～1620℃；镍(钴)合金1560～1570℃。生产中用氧浓差电势E、真空度声及废气温度f的变化控制精炼过程，其控制实例见图2。
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工艺流程中停氧后的操作有三种方式(图3)。实践证明，方式Ⅲ的效果较好。从图2中可以看出，开始吹氧后，氧浓差电势E会上升到600～800mV之间，真空度声和废气温度f也会上升，当停氧前E、声和t则会下降；加合金和渣料等后，进一步抽真空中，E和P还会再度升高起来，这就是进行真空碳脱氧的明显标志。
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转炉一VOD双联法 工艺流程见图4。
将经过预处理的铁水倒入转炉后，首先进行一次吹炼，熔炼基体钢水，脱除Si，C和P。然后为了防止回磷，出钢以便排掉脱磷后的炉渣，接着向钢水中加入熔融的高碳Fe—Cr，继续进行二次吹炼脱除Si和C。为了防止铬的烧损，对SHS430来说，二次吹炼停吹时的碳量应为0．4％～0．6％之间，而温度应在1770℃以上，然后从转炉出钢，向真空罐内的钢包倒包以除去炉渣，进而合上真空盖，达到适当的真空度后，开始吹氧脱碳。真空吹氧结束后，继续吹氩进行真空碳脱氧。最后加合金和脱氧剂，调整成分并进一步吹氩搅拌，使钢中最终含氧量降低到(30～40)×10-6。有时为了脱硫，还可向钢包中加入石灰、萤石等渣料。用VOD炉可将有害元素脱除到以下范围(×10-4％)：[C]3～300I[S]～30；[H]1～2．5；[O]30～50；[N]15～80。
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4、操作工艺
A 初炼钢水
a LD转炉作为初炼炉
将脱硫铁水、废钢和镍（按规格配入）倒入转炉进行一次脱碳，去除铁水中硅、碳和磷后，进行出钢除渣，以防回磷。然后倒回转炉内，加入高碳铬铁（按规格配入），再进行熔化和二次脱碳。终点碳不能太低，否则铬的烧损严重，％～