AOD法在铸造不锈钢中的应用
作者： 日期：2016-04-27 来源： 关注：1192
不锈钢精炼技术不锈钢的精炼工艺条件，在很大程度上决定于氧与碳和铬反应的热力学平衡条件，而“脱碳保铬”是冶炼不锈钢的关键。
由冶金原理可知，在大气下冶炼时，熔池温度越高，与铬平衡的碳就越低。过去电弧炉冶炼不锈钢时，为避免钢液的大量铬氧化，常采用提高温度的办法来实现去碳保铬目的。为此，往往把电弧炉内氧化期的钢液温度提高到1800°C以上，冶炼时间也比较长，这就导致耐火材料损坏严重，炉衬寿命低，而且铬的收得率不超过91%，使该法受到一定的限制。而降低一氧化碳分压力Pco可以收到与提高炉温相同的效果。常用的方法有二种：一种是稀释法，如氩氧脱碳法（AOD）用氩气稀释；另一种是真空法，如真空吹氧脱碳法（VOD），真空循环脱气吹氧脱碳法（RH―OB）等。在这些方法中，以AOD和VOD法生产不锈钢最为普及。对国内中小型铸钢企业来讲，AOD法比VOD法更为实用，由于其设备简单基建投资低，操作方便，经济效益显著，因而近年来发展十分迅速。
AOD炉多以与电炉配合的双联法进行生产，先将废钢或原料在电弧炉或感应炉中熔化，然后在专门的AOD炉内脱碳和精炼。按一定配张静，太钢（集团）有限公司设计院，助理工程师，030009山西省太原市。
比吹入熔融金属中的氧气、氩气（或氮气）分别起脱碳及惰性气体稀释作用，使金属氧化量减至最小。在整个精炼过程中连续进行排气和均质化，从而产品钢中气体和非金属夹杂物明显降低，提高了铸件刚度、可延性及疲劳性能。常规的AOD精炼铸造工艺流程如附图所示。
路化I十钢水叫，钭包炉）（加k欣剂、合系一成份检）（棋或砂把）麟附图AOD精炼铸造工艺流程框主要设备性能及特点AOD精炼设备由炉体设备、供配气设备、电控仪表设备及烟气干法除尘设备等组成。全部设备均可由国内配套和制造。
2.1炉体设备作为AOD法的主体设备，该系统由炉子、耳轴托圈和驱动装置、旋转烟罩装置、炉前操作台车组成。
22配气系统AOD精炼的核心是配气系统。在吹炼过程中，要求各个阶段吹入的气体气源稳定、准确，并能及时改变气体配比，压力波动小。按照不锈钢冶炼特点，一般采用二阶段吹炼，对于超低碳不锈钢则增加为三阶段作业。操作时，根据钢中C、Si、Mn的含量及钢水量，计算出需要吹氧的总量及各阶段吹炼时间。按照各阶段钢液中C和温度的不同，向炉内吹入不同比例的气体，典型的气体配比见附表。
附表AOD气体配比阶段混合比（2Ar）终点碳/终点温度/C根据上述工艺特点，设置了两支AOD专用喷枪，并配有混气包和配气包，在各气体管道上均装有截止阀、流量调节阀和快速切断阀。
除吹炼所需的氧气、氩气外，系统中还设置氮气管线，以适应在AOD精炼前期以氮代氩，节省氩气消耗。替代率达20%~40%. 23仪表及电控系统对于中型以上的AOD炉，可采用国外近期开发的AOD智能精炼系统（RS）对于小型AOD炉，可采用集散型微机控制系统，它具有投资少，操作简单维修便利等特点。3tAOD炉采用了uxl微机控制系统，通过在高级开发软件的支持下，用填写工作单的方式实现AOD精炼技术的动态控制。
24除尘系统AOD炉在吹炼过程中会产生一定的炉气，它主要来自碳的氧化和吹入的惰性气体（氩或氮气）并夹带出少量的氧化铁粉尘。针对其炉气特性，可设置干式滤袋除尘装置。炉气经炉口混风燃烧，冷却至300°C左右，再经混风管二次混风冷却5到<120°C后进入滤袋除尘器，烟气由风机抽出，经烟囱排入空气中。经测试，该系统净化后烟气含尘浓度为31.54mg/m3，低于国家规定的粉尘排放标准100mg/m3），说明选用滤袋除尘器的净化效果是较好的。
3生产运行状况与分析3.1品种与质量及In-Coloy825.炉衬寿命为25次。
从AOD炉产品的取样分析中发现，精炼后的钢水钢质纯净，机械性能优于电炉钢。以321钢为例，钢中O含量较电炉钢降低17%N含量降低15%H含量降低35%，非金属夹杂物总量降低32%.AOD法的另一个优点是只把电炉用作初炼炉来熔化废钢，缩短了工序冶炼时间，可提高生产率20%~ 3.2经济效益与常规电炉法相比，AOD法冶炼不锈钢吨钢节电150~200kWh.此外，每炼1t不锈钢，可用约220kg高碳铬铁代替低碳、微碳铬铁。仅此一项就已为国家节约电力消耗27.9万kWh.若再单独计算铬的收得率提高的效益，则精炼1tSUS321钢可少用10kg铬铁，这对节约铬矿资源也有重要意义4结论AOD精炼炉在国内铸钢厂投产后的实践表明，该工艺设备配置合理，运行可靠，在国内中小型钢厂可获得广泛应用。
与传统的电炉法相比，AOD精炼炉具有三高（产量高、质量高、铬的收得率高）、三低（成本低、投资低、劳动强度低）等特点。作为生产不锈钢专用炉发展起来的AOD法，已发展到可以生产高温合金、工具钢及特殊性能钢等，这对于国内中小型冶金、铸造企业的技术改造具有较大的吸引力。同时也发现了一些问题，如AOD炉衬寿命较低，这些需要在今后的开发研究中引起足够的重视。