的。因此，不锈钢的化学组成中要求较低的含碳量和较高的的含铬量。
在炼钢过程中铬和碳的氧化几乎同时反应。在某温度以下，铬可先于碳氧化，而在另一温度下碳可抑制铬的氧化。例如，在用含铬返回不锈钢冶炼不锈钢时，需要降碳到0.04~0.07%同时又要使原料中的铬大量的保留于钢液中。这就要求使碳和铬构成选择性的氧化，保证碳优先于铬氧化，以达到“去碳保铬”的目的。由于不锈钢中的铬对脱碳有很大的影响，且易于烧损，因此如何做到既脱碳，又保存铬就成为脱碳过程的核心问题。同时，由于铬的存在，降低了碳的活度，使碳不易去除，在加上铬氧化后渣况恶化，使冶炼过程更加困难。为了克服以上困难，达到优质、高产、低消耗的目的，有必要从理论方面分析脱碳保铬问题。下面从脱碳的热力学、脱碳的动力学来讨论。 1、脱碳的热力学
不锈钢脱碳过程存在着两个氧化反应，几乎同时发生：
?C? + 1/2 O2(g) ? CO(g) （1） ?Cr? + 3/2 O2(g) ?1/2 (Cr2O3) （2）
在普通喷吹纯氧情况下，除了在一定温度下与一定的铬相平衡的碳外，其余的碳都以CO气体形式逸出。将上面两式合并可得脱碳反应：
(Cr2O3) + 3 ?C? ? 2 ?Cr? + 3 CO (g) （3）
碳-铬的平衡关系如图3所示：
2
1----PCO,1个大气压，1700°C 2--- PCO, 1个大气压，1820°C 3--- PCO, 0.1个大气压，1700°C 4--- PCO,0.1个大气压，1820°C
由图可见，最终含碳量随着铬含量的降低，温度的提高和一氧化碳的降低而降低。如果在不改变上述各变量的情况下，要使碳含量降到平衡值以下，那末必将导致铬与碳同时氧化。根据反应（3），可以采取两个途经来达到降碳保铬的目的：
1）.提高钢水温度。如图3所示，随着吹氧前钢水温度的升高，钢中的含碳量是降低的。这种方法应当在耐火材料允许的条件下灵活的加以运用。
2）.降低CO气体得分压力。式（3）表明，在温度一定的条件下，对高个钢水进行脱碳时，Pco越低，钢水中含碳量应当越低。这是因为：降低CO分压力，可以使反应 2[C]+O2=2CO 比反应?Cr? + 3/2 O2(g) ?1/2 (Cr2O3)进行的更快，从而使反应(Cr2O3) + 3 ?C? ? 2 ?Cr? + 3 CO (g)朝着降低碳含量的方向进行。
2、脱碳的动力学条件
高铬钢水脱碳动力学方面的研究，目前为数还不算多，但所得脱碳速度的变化规律大体趋于一致。下面举一例说明，在25KW，15KHZ，4.5KG的真空感一、
不锈钢概述： .......................................................................................... 3
1、不锈钢的定义 ............................................................................................................................ 3 2、不锈钢的耐蚀性： .................................................................................................................... 3 3、不锈钢的分类 ............................................................................................................................ 4 3.1合金元素对不锈钢组织的作用 ............................................................................................ 4 3.2马氏体不锈钢 ........................................................................................................................ 6 3.3铁素体不锈钢 ........................................................................................................................ 6 3.4奥氏体不锈钢 ........................................................................................................................ 6 3.5双相不锈钢 ............................................................................................................................ 6 4、AOD基本工艺 .......................................................................................................................... 7
二、炼钢用原料...................................................................................... 8
1、主原料 ........................................................................................................................................ 8 1.1 予溶液 ................................................................................................................................... 8
3
1.2废钢及镍板 .......................................................................................................................... 10 2.辅原料 ......................................................................................................................................... 10 2.1石灰 ...................................................................................................................................... 11 2.2萤石 ...................................................................................................................................... 11 2.3轻烧白云石 .......................................................................................................................... 12 3铁合金 ......................................................................................................................................... 12 4、其它 ............................................................................................................................................ 1 4.1氧气 ........................................................................................................................................ 1 4.2氮气 ........................................................................................................................................ 1 4.3氩气 ........................................................................................................................................ 1
三、AOD冶炼工艺 ................................................................................ 1
1、脱碳的热力学 ............................................................................................................................ 2 2、脱碳的动力学条件 .................................................................................................................... 3 3工艺步骤及操作曲线： ............................................................................................................. 19 3.1AOD炉的工艺步骤分为： .................................................................................................. 19 3.2操作曲线（以304钢种为例）： ........................................................................................ 23 4造渣制度 ..................................................................................................................................... 24 5、合金加入量的计算 .................................................................................................................. 24 5.1钢水量的校核 .......................................................................................................................... 24 5.2单元素高合金钢合金加入量的计算 ...................................................................................... 26 5.3多元高合金钢合金加入量计算 .............................................................................................. 26 5.3.1补加系数法 ....................................................................................................................... 26 5.3.2拉配法 ............................................................................................................................... 28 6、富铬渣的还原及影响因素 ...................................................................................................... 29 7.温度制度 ..................................................................................................................................... 30 8.供气制度 ..................................................................................................................................... 30
四、AOD工艺模型： .......................................................................... 32
1、予计算模型： .......................................................................................................................... 32 2、成分模型： .............................................................................................................................. 32 3、热模型： .................................................................................................................................. 33 4、合金化模型： .......................................................................................................................... 33 5、复吹模型： .............................................................................................................................. 33 6、溶池高度模型： ...................................................................................................................... 33 7、主要模型表： .......................................................................................................................... 34
五、产品质量的控制 ........................................................................... 35
1、硫含量的控制 .......................................................................................................................... 35 2、组织的控制 .............................................................................................................................. 36 3、钢水的清洁度的控制 .............................................................................................................. 37 3.1提高钢水的纯净度 .............................................................................................................. 37
4
3.2控制连铸的钢水清洁度 ...................................................................................................... 38 4、钢中气体的危害性、来源及控制 .......................................................................................... 39
六、工艺设备 ........................................................................................ 40
SL.1344 料槽： ............................................................................................................................. 40 SL.21 AOD本体 ............................................................................................................................ 40 SL.211炉壳 ................................................................................................................................ 40 SL.212 AOD炉吊挂系统 .......................................................................................................... 42 SL.214 支撑轴承及AOD炉基架........................................................................................... 43 SL.215 AOD炉倾动系统 .......................................................................................................... 45 SL.217 旋转接头及管道 ........................................................................................................... 48 SL.22渣保护罩.......................................................................................................................... 49 SL.221顶吹设备........................................................................................................................ 49 SL.2221 炉壳风口 ......................................................................................................................... 54 SL.2226 AOD炉、顶枪吹炼阀门站 ............................................................................................ 55 SL.2341 AOD炉更换设备 ............................................................................................................ 57 SL.2349 AOD炉炉壳提升横梁 .................................................................................................... 59 SL.23451AOD炉拆炉站 ............................................................................................................... 59 SL.23452AOD炉耐材拆炉机 ....................................................................................................... 59 SL.23453AOD炉修砌站 ............................................................................................................... 59 SL.23454 AOD炉修砌设备 .......................................................................................................... 60 SL.2347转炉加热器（水平） ..................................................................................................... 60 SL.236测温和取样设备 ............................................................................................................... 61 SL.2361手动枪和显示表 .......................................................................................................... 61 SL.2363VAI温度连续测量系统 ................................................................................................ 61 SL.2421 浇铸钢包运输车 ............................................................................................................. 62 SL.2521 AOD渣车 ........................................................................................................................ 63 SL.2459-
M1 扒渣机 ................................................................................................................ 64
SL.28AOD炉狗窝 ......................................................................................................................... 65 SL.241浇铸钢包 ........................................................................................................................... 65 SL.2422钢包底吹阀站 ................................................................................................................. 66 SE143高位料仓 ............................................................................................................................ 67 附表1：AOD主要工艺参数表 ................................................................................................... 69 附表2：典型钢种主要消耗指标： ............................................................................................. 75
后，首先进入脱碳期进行脱碳，一般分为4～5期脱碳，一期将碳降到0.3％，二期将碳降到0.15％，三期将碳降到0.05％，四期用钢中的氧脱碳。脱碳达到目标值后，进入还原阶段，还原渣子中的铬等金属，并对钢水脱氧。然后进行成分的调整和出钢。
本次炼钢项目的AOD炉，脱碳是在AOD内通过顶枪吹氧和侧枪吹氧配合完成的。为确保要求的过程温度，设计废钢料槽用于将较大的冷却用废钢和镍板
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加入AOD炉（示意图如下）。
镍铁、镍、石灰/轻烧白云石、废钢都可以作为转炉的冷却剂。对于奥氏体钢种来讲，予溶包内的镍的成分是根据转炉要求的冷却剂、工艺路线、以及可以使用的冷却剂种类等因素调整。
AOD转炉常规使用白云石砖砌筑，钢包同样可以使用白云石砖砌筑或在渣线使用镁碳砖。
O2/N2
O2/N2/Ar2
AOD示意图（图2）
二、炼钢用原料
炼钢用原材料一般分为主原料、辅原料和各种铁合金。 1、主原料
AOD使用主原料为电炉予溶液。 1.1 予溶液
予溶液一般占AOD装入量的80%~90%。予溶液的物理热与化学热是AOD
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