AOD冶煉系統(tǒng)改造與工藝優(yōu)化

祁躍峰 郭孟朝 商長明 李榮昌

(中原特鋼股份有限公司，河南 459008)

AOD冶煉系統(tǒng)改造與工藝優(yōu)化

祁躍峰 郭孟朝 商長明 李榮昌

(中原特鋼股份有限公司，河南 459008)

針對鑄造公司原有冶煉生產(chǎn)線產(chǎn)能不足、無真空精煉設(shè)備嚴重影響產(chǎn)品質(zhì)量的問題，對生產(chǎn)線進行了改造和優(yōu)化，增加了真空精煉設(shè)備，優(yōu)化了冶煉工藝，提高了產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

AOD冶煉系統(tǒng)；改造；工藝優(yōu)化

不銹鋼是現(xiàn)代化生產(chǎn)的重要原材料，近年來以返回不銹鋼作為主要原材料，以中頻感應(yīng)爐作為初煉爐提供母液的不銹鋼冶煉工藝在國內(nèi)中小型冶金企業(yè)流行起來[1,2]。在生產(chǎn)技術(shù)日益進步的今天，如何在產(chǎn)品質(zhì)量、成本控制和產(chǎn)能發(fā)揮上做出特色，是每一個特鋼企業(yè)應(yīng)樹立的奮斗目標。

1 鑄造公司原冶煉系統(tǒng)及存在的問題

1.1 鑄造公司原不銹鋼生產(chǎn)系統(tǒng)

鑄造公司原不銹鋼冶煉生產(chǎn)線是在原鑄造線的基礎(chǔ)上建立起來的，鑄造線的主體設(shè)備為：1臺沖天爐，1臺6 t中頻感應(yīng)爐，5 t、10 t樹脂砂設(shè)備各1臺。受空間的限制，當初生產(chǎn)線規(guī)劃時只引進了1臺8 t AOD精煉爐和1套模鑄澆注系統(tǒng)，采用中頻感應(yīng)熔煉(合金或返回廢鋼)+AOD爐精煉+模鑄成鋼錠或電極坯的冶煉工藝流程。主要承擔公司低碳高鉻、高錳不銹鋼的冶煉和小批量新鋼種科研試制任務(wù)。該生產(chǎn)線的投產(chǎn)，適應(yīng)了公司小批量、多品種的生產(chǎn)實際需要，累計生產(chǎn)各類不銹鋼產(chǎn)品4 000多噸，有效解決了公司高合金返回廢鋼的利用問題，為公司新鋼種科研試制提供了試驗平臺，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟和社會效益。

1.2 鑄造公司原冶煉系統(tǒng)存在的問題

通過一年多的運行，原生產(chǎn)系統(tǒng)中存在的問題開始逐漸暴露出來，主要分為以下幾個方面：

(1)該系統(tǒng)缺少真空精煉設(shè)備，不能適應(yīng)氣體含量及夾雜物含量要求嚴格的鋼種；

(2)該系統(tǒng)缺乏LF精煉設(shè)備，只靠AOD爐來調(diào)整成分，某些鋼液成分控制困難；

(3)所有合金都要在AOD爐上配置完成，特別是錳合金在AOD精煉爐中的回收率低，大概只有92%左右，冶金成本高；

(4)公司合金結(jié)構(gòu)鋼的品種偏多，原生產(chǎn)系統(tǒng)不能適應(yīng)中合金結(jié)構(gòu)鋼科研試制及小批量生產(chǎn)的需要；

(5)原生產(chǎn)系統(tǒng)只有IF、AOD兩臺冶金設(shè)備，冶煉周期長，生產(chǎn)效率低。

1.3 國內(nèi)同類企業(yè)冶煉工藝

目前國內(nèi)同類型企業(yè)采用如下冶煉工藝：

(1)IF→LF→VD→IC的冶煉工藝；

(2)IF→AOD→LF→VD→CC的冶煉工藝。

通過分析，原生產(chǎn)系統(tǒng)已不能適應(yīng)多鋼種、多合金含量的生產(chǎn)實際，迫切需要適應(yīng)性更強的冶煉生產(chǎn)系統(tǒng)。

2 冶煉系統(tǒng)改造方案及對比分析

2.1 冶煉系統(tǒng)改造方案

根據(jù)生產(chǎn)實際的需要，在鑄造公司原有生產(chǎn)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上對生產(chǎn)線進行了改造。改造后的生產(chǎn)線停止了原鑄造生產(chǎn)線，增加了1臺8 t LF鋼包精煉爐、1臺8 t VD真空脫氣系統(tǒng)及其配套除塵系統(tǒng)。冶煉工藝執(zhí)行圖1所示以下兩種工藝流程：

圖1 改造后冶煉工藝流程Figure1 Reconstructed smelting process flow

表1 改造前后相關(guān)參數(shù)Table 1 The relevant parameters before and after reconstruction

(1)對于普通不銹鋼、低碳高錳、高鉻不銹鋼，采用中頻爐熔煉→普通鋼包出鋼→AOD爐精煉→精煉包鋼包出鋼、LF爐精煉→模鑄鋼錠(或電極坯)的冶煉工藝。

(2)對模具、軋輥等中合金鋼，采用中頻爐熔煉→LF鋼包出鋼、精煉→VD真空精煉→出鋼、LF爐加熱、調(diào)整溫度→模鑄鋼錠(或電極坯)的冶煉工藝。選擇以上兩種工藝流程有以下幾個目的：(1)解決公司大量返回高合金鋼合理使用的問題；(2)適應(yīng)不同產(chǎn)品冶金特點，滿足公司新產(chǎn)品試制的需要；(3)縮短冶煉時間，提高冶金質(zhì)量。

2.2 改造前后對比

(1)改造后生產(chǎn)線中增加LF鋼包精煉爐，將成分調(diào)節(jié)工作轉(zhuǎn)移，可以有效減輕AOD精煉爐的工作壓力，提高AOD精煉爐工作效率和爐襯使用壽命一倍以上，如表1所示。

(2)改造后生產(chǎn)線增加LF鋼包精煉設(shè)備，可以用工藝流程2的方式進行生產(chǎn)，擴大產(chǎn)品生產(chǎn)范圍。

(3)改造后生產(chǎn)線增加LF鋼包精煉設(shè)備，增加了鋼液提溫功能，避免了AOD爐溫度不穩(wěn)定影響出鋼的缺陷。

(4)改造后生產(chǎn)線增加了VD真空精煉設(shè)備，可以有效降低鋼液中的氣體含量。

(5)改造后生產(chǎn)線可以選擇在合適的時機加入錳鐵合金，將錳合金的收得率提高3%～5%，如表1所示。

(6)改造后生產(chǎn)線可以有效消耗生產(chǎn)中產(chǎn)生的返回廢鋼，促進循環(huán)利用。

(7)本次改造投入約355萬元，按照節(jié)約的爐襯材料計算，一年內(nèi)可收回投入成本。

3 結(jié)論

通過對原冶煉系統(tǒng)的改造和工藝優(yōu)化，可大幅提高冶煉生產(chǎn)效率和冶金質(zhì)量，有效降低生產(chǎn)成本，達到高效、高質(zhì)、低耗的目的。

[1] 汪學瑤. 世界不銹鋼工藝技術(shù)與市場現(xiàn)狀和發(fā)展. 特殊鋼,1996,17(5).

[2] 郝祥壽.不銹鋼冶煉工藝設(shè)備和工藝路線的選擇.安徽冶金,2005,1.

編輯 杜青泉

AOD Smelting System Reconstruction & Process Optimization

QiYuefeng,GuoMengchao,ShangChangming,LiRongchang

Aiming at insufficient capacity of the former production line of the foundry company and severe affect on the quality due to lack of vacuum refining equipment, the production line has been reconstructed and optimized,and the vacuum refining equipment has been equipped additionally, and the smelting process has been optimized, which impreve the product quality and production efficiency.

AOD smelting system; reconstruction; process optimization

2013—09—09

祁躍峰(1984—)，男，碩士研究生，工程師，主要研究方向：鋼鐵材料冶煉工藝技術(shù)。

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