摘  要  結(jié)合不銹鋼煉鋼、熱軋生產(chǎn)線的現(xiàn)有工藝和裝備，采用全鐵水（高爐、礦熱爐）和鉻鐵合金，在AOD爐內(nèi)直接冶煉不銹鋼，連鑄坯熱送熱裝軋制工藝進(jìn)行了生產(chǎn)實(shí)踐。該工藝的實(shí)現(xiàn)，因無需使用電爐熔化不銹鋼母液，節(jié)約了大量電能，提高了Cr的綜合收得率，同時連鑄坯免修磨直接熱送熱裝軋制，節(jié)約加熱爐能源消耗，減少氧化燒損，大大降低了成本，提高全流程經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞  AOD  全鐵水  熱送熱裝軋制  全流程  效益

1  前言

設(shè)計(jì)階段，公司考察和借鑒了不銹鋼同行優(yōu)秀企業(yè)的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在工藝選擇上做了很大調(diào)整：利用菲律賓、印尼豐富的紅土鎳礦資源，經(jīng)高爐、礦熱爐冶煉成鐵水代替電爐熔化作為不銹鋼母液，直接熱送熱裝進(jìn)入AOD爐，添加合金冶煉成不銹鋼連鑄坯[1]，連鑄坯熱送熱裝進(jìn)入加熱爐進(jìn)行軋制，成為合格產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益最大化。因工藝流程進(jìn)行了縮減、優(yōu)化，行業(yè)并無相關(guān)的技術(shù)先例和文獻(xiàn)研究，其工藝過程存在的眾多問題需要逐步解決。

本文主要簡單介紹實(shí)際生產(chǎn)中實(shí)現(xiàn)熱送熱裝工藝流程要求，解決無脫磷轉(zhuǎn)爐全鐵水紅送冶煉不銹鋼、連鑄坯免修磨率達(dá)90%以上遇到的問題，形成了不銹鋼生產(chǎn)全流程熱送熱裝工藝。

2  工藝流程及優(yōu)缺點(diǎn)

公司依據(jù)終端產(chǎn)品的成分特性目前設(shè)計(jì)建設(shè)了兩種工藝流程。

與傳統(tǒng)不銹鋼生產(chǎn)工藝比較，有三個較大調(diào)整的地方：1、高爐、礦熱爐與AOD之間沒有脫磷轉(zhuǎn)爐，缺點(diǎn)是原料有害元素控制要求非常嚴(yán)格，以確保精煉產(chǎn)品品質(zhì)；優(yōu)點(diǎn)是紅土礦中的合金元素Cr可回收96%以上，減少鉻鐵合金的加入極大節(jié)約了成本。2、加熱爐只有30米左右（常規(guī)不銹鋼加熱爐都在42米以上），要發(fā)揮軋機(jī)產(chǎn)能，必須熱裝。3、不銹鋼板材對表面質(zhì)量要求高，常規(guī)做法是鋼坯堆冷后檢查精整，再從新加熱進(jìn)行軋制，熱送熱裝對連鑄坯質(zhì)量要求高，但節(jié)能降耗、不銹鋼質(zhì)量提高明顯。

3  優(yōu)化熱送熱裝工藝技術(shù)及管理

全流程熱送熱裝，涉及到生產(chǎn)計(jì)劃的編制、原料的采購、高爐和礦熱爐的配料、煉鋼冶煉、連鑄技術(shù)、軋鋼工藝等各工序的統(tǒng)一協(xié)調(diào)操作，鐵水質(zhì)量的穩(wěn)定性、鋼坯質(zhì)量的穩(wěn)定性、熱送熱裝系統(tǒng)設(shè)備維護(hù)的可靠性、生產(chǎn)調(diào)度和生產(chǎn)管理一體化等方面是實(shí)現(xiàn)工藝的基礎(chǔ)[2]。

3.1  鐵水質(zhì)量的穩(wěn)定性

高爐、礦熱爐鐵水是AOD爐冶煉不銹鋼的母液，鐵水的質(zhì)量直接會影響到AOD產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)能和經(jīng)濟(jì)效益，尤其是其中的P、Si元素含量，P工藝裝備限制無法脫除會造成成品報(bào)廢；Si過高影響冶煉速度和耐材壽命，過低則熱源不足；所以鐵水熱送首要條件是質(zhì)量穩(wěn)定性。

3.2  無缺陷連鑄坯的生產(chǎn)技術(shù)

鋼坯質(zhì)量穩(wěn)定性是實(shí)現(xiàn)熱送熱裝軋制技術(shù)的關(guān)鍵。熱送熱裝的目的是將盡可能多的連鑄熱坯及時送進(jìn)軋鋼加熱爐，滿足軋鋼連續(xù)穩(wěn)步的生產(chǎn)。但目前難以進(jìn)行高溫在線檢測和缺陷處理，特別是不銹鋼的軋制，進(jìn)入加熱爐的鋼坯速度越快，氧化鐵皮越薄，這就會造成鑄坯表面的缺陷無法消除，成品產(chǎn)生表面缺陷。因此，對鑄坯的質(zhì)量控制要從“物理檢驗(yàn)”向“質(zhì)量穩(wěn)定性”轉(zhuǎn)變，從”控制廢品率”上升為“無缺陷生產(chǎn)控制”的高度[3]。

公司自建成投產(chǎn)以來，鐵水一直執(zhí)行紅送冶煉，但連鑄坯熱送熱裝是最近兩年才實(shí)現(xiàn)，主要是因?yàn)檫B鑄坯表面質(zhì)量缺陷多，鋼坯免修磨率只有60%左右，且質(zhì)量不穩(wěn)定。

針對具體質(zhì)量缺陷問題，公司成立了公攻關(guān)小組，從冶煉、連鑄工藝等方面進(jìn)行了調(diào)整優(yōu)化。

3.2.1  冶煉控制

對終端產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生影響的源頭在煉鋼，而AOD是煉鋼系統(tǒng)不銹鋼冶煉的核心環(huán)節(jié)，AOD爐的冶煉質(zhì)量直接影響后面的產(chǎn)品質(zhì)量，為給連鑄提供合格鋼水，采取了以下調(diào)整措施：

（1）調(diào)整氧化期操作曲線，嚴(yán)控氧化量，避免還原時硅鐵消耗大，成品鋼水內(nèi)氧化物多形成夾雜；

（2）還原操作、還原時間必須充足，盡量減少反吹和補(bǔ)加合金，鋼渣分離能力要好。

（3）成分控制要嚴(yán)格，尤其C、N、P、S的含量，N含量過高會增加時效開裂的可能。

（4）使用的鋼包要干凈，出鋼溫度符合要求，為后面提供條件。 

（5）LF爐加100kg硅鐵粉進(jìn)行深脫氧，嚴(yán)格執(zhí)行軟吹、鎮(zhèn)靜工藝要求。

3.2.2  連鑄控制

不銹鋼板坯表面質(zhì)量主要取決于連鑄工藝過程中結(jié)晶器鋼液流場分布、結(jié)晶器振動類型和參數(shù)、液面控制技術(shù)、保護(hù)渣熔融行為和鋼渣反應(yīng)以及合理的一冷和二冷參數(shù)設(shè)置。連鑄技術(shù)人員有針對性進(jìn)行了調(diào)整：

（1）采用內(nèi)孔Φ62，側(cè)孔45×75，上揚(yáng)150的平底水口，插入深度132~135mm，既能保持結(jié)晶器液面的穩(wěn)定又能保證夾雜物的上浮。

（2）結(jié)晶器振動采用非正弦，振頻F=120+35Vc（Max 155cpm），振幅A=2.0+0.5 Vc（Max 2.5mm），偏斜率0.6。負(fù)滑脫時間Tn=0.1147s，負(fù)滑脫率ε%=29.63%，超前量Xn=2.59mm。

（3）采用雷鉬液面自動控制系統(tǒng)和中間包自動測溫系統(tǒng)，保證結(jié)晶器和中間包的液面穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)完全保護(hù)澆注。

（4）連鑄結(jié)晶器保護(hù)渣不僅能為結(jié)晶器鋼液面提供化學(xué)保護(hù)及絕熱保障，而且能夠在結(jié)晶器－鋼液界面提供潤滑作用以及在結(jié)晶器和鑄坯（流）之間提供均勻的傳熱，同時能吸收上浮的夾雜物。因此，選用合適的保護(hù)渣對提高鑄坯質(zhì)量非常重要[4]。調(diào)整前后保護(hù)渣指標(biāo)見表1、2。

（5）二冷區(qū)的配水比及冷卻強(qiáng)度直接影響到生產(chǎn)率及鑄坯質(zhì)量。因此，根據(jù)具體鋼種的凝固特性制定二冷區(qū)的配水制度，對提高鑄坯的冶金質(zhì)量非常重要[5]。

3.3  實(shí)行“一級計(jì)劃，二級調(diào)度”生產(chǎn)組織模式

連鑄坯熱送熱裝技術(shù)，涉及煉鋼、連鑄、熱軋的整個生產(chǎn)過程，只有實(shí)行“一級計(jì)劃、二級調(diào)度”組織模式，才能保證整個生產(chǎn)過程平穩(wěn)、可控、有序、有效的發(fā)展。主要管理手段為:

（1）為更好的優(yōu)化鋼坯熱送熱裝工藝，制訂了《鋼坯熱送熱裝攻關(guān)管理考核辦法》，將攻關(guān)目標(biāo)、攻關(guān)措施、數(shù)據(jù)收據(jù)形成管理考核制度，攻關(guān)活動圍繞提高鋼坯熱送熱裝溫度、提高熱送熱裝量開展。

（2）建立熱送熱裝溫度、數(shù)量采集制度。要求各優(yōu)化攻關(guān)小組定時、定點(diǎn)、真實(shí)的記錄鋼坯熱送、熱裝溫度。通過對熱送、熱裝的數(shù)據(jù)的綜合分析，驗(yàn)證攻關(guān)效果，查找出問題與差距，創(chuàng)新改進(jìn)，不斷提升攻關(guān)水平。

（3）對煉鋼熱坯熱送率、軋鋼廠熱裝率設(shè)定了考核目標(biāo)。煉鋼廠、軋鋼廠嚴(yán)格按照要求，減少生產(chǎn)、設(shè)備故障，均衡組織生產(chǎn)，優(yōu)先安排鋼坯熱送和熱裝，計(jì)劃備料或有工藝要求不能熱送熱裝的鋼坯的除外，特殊情況必須經(jīng)生產(chǎn)部同意后進(jìn)行臨時調(diào)整，調(diào)整后的計(jì)劃安排，各單位必須無條件執(zhí)行，以最大限度的提高熱坯的綜合利用系數(shù)，爭取達(dá)到現(xiàn)場冷坯零庫存目標(biāo)[3]。

4  全鐵水熱送熱裝、連鑄坯熱送熱裝的經(jīng)濟(jì)效果

4.1  煉鋼經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

煉鋼通過工藝的執(zhí)行和調(diào)整，取得了很好的效果：鋼坯免修磨率由原來的60%提升到目前的92%以上；冷軋剝片率由原來的10%降到目前的1%以內(nèi)。

經(jīng)濟(jì)效益也非?？捎^：（1）鐵水熱送可節(jié)約噸鋼350度電能，0.5元/度、150萬噸/年計(jì)，全年節(jié)約26250萬元；（2）紅土鎳礦中含2.5個鉻，按75元/個、150萬噸計(jì)，全年回收28125萬元；（3）鋼坯修磨費(fèi)用平均30元/噸，150萬噸/年計(jì)，節(jié)約990萬元；（4）鋼坯修磨損耗0.2%、均價6000元、150萬噸/年計(jì)，節(jié)約39600萬元。

4.2  軋鋼經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

依托煉鋼連鑄坯免修磨率的穩(wěn)定，軋鋼熱送熱裝率一直穩(wěn)定在75%以上，熱裝溫度400度～500度，煤耗由90kg/噸鋼降到55kg/噸鋼，以1500元/噸煤，200萬噸產(chǎn)能計(jì)，全年節(jié)約10500萬元；氧化皮薄、成才率高，同時表面質(zhì)量如銹皮疤痕、碎邊等質(zhì)量問題得到很大的改善。

5  結(jié)語

（1）不銹鋼生產(chǎn)全流程熱送熱裝工藝是可行的。通過采購合理的料源結(jié)構(gòu)以確保AOD的正常冶煉、合格連鑄坯生產(chǎn)技術(shù)、加強(qiáng)中間過程管控，提高熱送熱裝率，能生產(chǎn)質(zhì)量符合要求、滿足用戶的不銹鋼產(chǎn)品。

（2）鐵水熱送熱裝，降低了煉鋼能耗，提高了合金收得率，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

（3）連鑄坯熱裝率由原來的冷裝提高到75%以上，噸鋼耗煤90kg/噸鋼降到55kg/噸鋼，加熱爐效率大大提高，同時縮短了生產(chǎn)周期，經(jīng)濟(jì)效益顯著。

公司實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)全流程熱送熱裝工藝后，有效地節(jié)約了能源、縮短了生產(chǎn)周期、減少了連鑄坯燒損、提高了金屬收得率、降低了生產(chǎn)成本，實(shí)踐證明，該技術(shù)已為企業(yè)帶來了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。

6  參考文獻(xiàn)

[1]池和冰，邵世杰，李冬剛.AOD全鐵水冶煉鐵素體不銹鋼工藝研究[J].寶鋼技術(shù)，2008年第2期。

[2]都利強(qiáng)，何濱，劉登山.連鑄坯熱送熱裝生產(chǎn)工藝在C P 鋼廠的應(yīng)用實(shí)踐[C].《2008年全國軋鋼生產(chǎn)技術(shù)會議文集》2008年。

[3]曾春水，高捷等.優(yōu)化鋼坯熱送熱裝溫度工藝的實(shí)踐[J]。

[4]程立，康彥萍.連鑄保護(hù)渣對304 不銹鋼表面的影響[J].山西冶金，2015年第1期。

[5]趙莉萍，麻永林等.二冷配水對304 不銹鋼連鑄板坯質(zhì)量的影響[J].特殊鋼，2002年第4期。