摘  要  本文根據(jù)北海誠德金屬壓延公司冶煉304不銹鋼的工藝，討論鋼水溫度對冶煉時間，爐齡，和消耗原材料量的影響。

關(guān)鍵詞  鋼水溫度  脫碳速率  爐襯壽命  冶煉時間

1  前言

在鐵合金冶煉過程中，通過調(diào)節(jié)供氧量控制鋼水碳含量和溫度是整個吹煉工藝的核心，然而冶煉鐵合金是一個非常復(fù)雜的多元多相高溫狀態(tài)下進(jìn)行的非線性的物理化學(xué)反應(yīng)過程，存在很多不確定的因素，且難以獲得鐵水成分準(zhǔn)確連續(xù)的檢測信息，即使有一些間接的檢測方法，其精度也不能達(dá)到令人滿意的程度，給冶煉鐵合金的過程與終點控制帶來很大困難。目前我們的冶煉方法是根據(jù)經(jīng)驗觀察爐口的火焰和火花、鐵水的裝入量和氧氣的累計消耗量來估算終點的碳含量，對過程溫度進(jìn)行控制，這種方式不能確保在每個階段溫度都是最佳狀態(tài)，控制得不好不僅延長了冶煉時間，降低了爐齡，增加了原料消耗，直接影響最終冶煉鐵合金的質(zhì)量，所以在冶煉過程中如何調(diào)節(jié)供氧量控制溫度是冶煉中的關(guān)鍵一環(huán)。目前我們成所使用的氬氧精煉(Argon Oxygen Decarburization，簡稱AOD)技術(shù)是煉鋼技術(shù)中先進(jìn)的技術(shù)，由于氮氣比氬氣在價格上存在優(yōu)勢，所以在冶煉前期吹氮氣，在后期深脫碳過程中切換成氬氣，將鋼水中的氮含量控制在范圍內(nèi)≤0.045%。鐵水通過行車調(diào)運進(jìn)入AOD爐吹煉，頂槍吹氧氣，側(cè)槍吹氮氧混合氣體，頂部高壓氧槍吹氧使鐵水脫碳速度快，可縮短冶煉時間，提高生產(chǎn)能力，通過側(cè)槍控制吹入不同比例的氧、氮混合氣體，降低一氧化碳的分壓，使脫碳反應(yīng)正向進(jìn)行，實現(xiàn)脫碳保鉻的目的。作為一個多相火法冶金過程，鐵合金頂?shù)讖?fù)吹A(chǔ)OD精煉過程十分復(fù)雜。注意到精煉過程的物理和化學(xué)特性，包括其熱力學(xué)和動力學(xué)特征，考慮體系的質(zhì)量和熱量衡算，精煉過程的不等溫狀態(tài)，研究和掌握溫度對冶煉時間的影響，溫度對原材料消耗的影響，溫度對爐襯壽命的影響尤為重要。

2  溫度對冶煉時間的影響

目前北海誠德金屬壓延公司冶煉304不銹鋼每爐的產(chǎn)量為100噸左右，冶煉時間維持在90到110分鐘以內(nèi)，冶煉的工藝流程為：兌鋼→扒渣→升溫脫碳→取碳樣→還原→出鋼，在整個冶煉過程中，首先加入石灰造渣，加入的石灰量根據(jù)硅含量和鐵水溫度加入，使堿度在1.8～2.2之間，然后選擇時機加入到爐子里去并且等溫度合適加入合金成分高鉻進(jìn)去，高鉻分多次加，加入高鉻時保證鋼水溫度大概有1450℃左右，這是為了保證鋼水溫度，如果一下子把高鉻全部加入到爐子里的話會使鋼水的熱值不夠，會導(dǎo)致扒渣前的溫度過低會使高鉻沒完全融化在鋼水里，如果鐵水溫度過低(<1230℃，)，同時硅的含量低于<0.3%，容易使金屬鉻和錳提前氧化導(dǎo)致后面的扒渣樣不準(zhǔn)容易造成成份異常，此時應(yīng)該做的就是減少石灰加入量，加入少量硅鐵升溫，保證熱值，快速升溫，不讓鋼水低溫時間過長，因此，扒渣前的溫度控制也很重要，前期冶煉控制好了，對冶煉一爐鋼來說就相當(dāng)于成功了一半。扒完渣后，加入石灰重新造渣，這一次造的渣是為了給鋼水營造一個良好的脫碳環(huán)境，接著根據(jù)扒渣樣計算鉻還差多少補加進(jìn)去，以及合金成分鎳。扒完渣后快速升溫脫碳，當(dāng)溫度升到1600左右可加入2噸到3噸的石灰重新造渣，以防止渣稀導(dǎo)致脫碳速度慢和鋼水溫度過高造成鉻過氧化，同時如果溫度過高的話也會容易導(dǎo)致渣稀，溫度過高導(dǎo)致渣稀，又得重新加入石灰造渣，增加成本，增加冶煉時間。如果在取碳樣渣稀的話會使得脫碳速度慢，從而導(dǎo)致冶煉時間長，鉻氧化嚴(yán)重，導(dǎo)致還原料硅鐵消耗增加。根據(jù)經(jīng)驗，304的最佳脫碳溫度在1660℃～1680℃，因此，升溫至此溫度區(qū)間可加快冶煉時間。當(dāng)溫度達(dá)到1630℃左右，碳還有0.8%～1%時，應(yīng)該開始使用O2:N2＝4:1，溫度達(dá)到1650℃左右時O2:N2=3:1，溫度達(dá)到1660℃左右時O2:N2=1:1，當(dāng)溫度達(dá)到目標(biāo)值時O2:N2=1:3，在這個比例下鋼水已經(jīng)不會再漲溫度，而且脫碳速度達(dá)到最佳，從而保證了冶煉時間不長。

3  溫度對爐襯壽命的影響

爐齡的影響因素比較復(fù)雜，比如里面的砌磚情況，鐵水硅的含量(鐵水硅高的話會使扒渣前酸性渣增多，由于爐子的磚塊屬于弱堿性，所以酸性渣會與弱堿性的磚反應(yīng)融化掉爐磚，磚的厚度就會變薄)，頂槍和側(cè)槍的使用壓力(壓力過大會使鋼水對爐磚的沖刷加重)鋼水溫度(鋼水溫度過高會使?fàn)t殼溫度漲的比較快)等，在這幾個因素中，溫度對爐齡的影響是比較明顯的，在冶煉后期如果取碳樣的溫度過高(超過1720℃)，會導(dǎo)致爐殼升溫較快，在還原期間加入了螢石使渣子化成了白渣，在攪拌作用下，高溫下的鋼水以及白渣對爐子沖刷，造成爐殼溫度漲得較快，所以在冶煉后期要注意控制好鋼水溫度。無論是在爐子前期還是后期都要護(hù)好爐子，特別是在爐子前期，如果沒護(hù)好爐子，后期想補救已經(jīng)困難。

4  溫度對原材料消耗的影響

一爐鋼想要煉好，首先得把溫度控好，根據(jù)爐口火焰以及用氧量判斷，在取碳樣前盡量將溫度控制在1670℃左右，如果取碳樣前鋼水處于1620℃以下，會把鋼水中的鉻氧化加重，同時也會造成脫碳速度慢，冶煉時間長，鉻如果氧化嚴(yán)重的話，還原時所需的硅鐵就會增加。同樣如果取碳樣前溫度高于1680℃時，同樣會導(dǎo)致鉻氧化加劇，還原時硅鐵使用量增多。溫度過高意味著反應(yīng)過氧化，供養(yǎng)強度過高，此時也容易造成燒鉻現(xiàn)象，導(dǎo)致鋼水中的鉻不夠，后期就得補加低碳微鉻，使冶煉成本增加，成份難以控制。

5  結(jié)語

溫度對冶煉時間、爐齡、原材料消耗有的影響，所以想要把鋼煉好就必須把熔池溫度控制好。

6  參考文獻(xiàn)

[1]鋼鐵研究學(xué)報.月刊；

[2]AOD溫度影響論文；