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真空循环脱气冶金的工艺创新

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2015-09-10 16:21:16 点击数:

多年来,钢材生产工艺被划分为初期的钢水生产环节和后续的钢水精炼环节后,炼钢工艺变得更加经济。初期炼钢环节的主要任务是得到普通钢水,这可以通过碱性氧气转炉冶炼铁水或电弧炉冶炼废钢实现。另外,CONARC工艺作为一项新技术,增加了炼钢工艺利用各种原材料的灵活性。后续精炼环节在出钢后的钢包内进行,其目的是通过各种精炼措施生产高质量钢材。

 

钢包精炼的冶金设备可分为两种类型:一种是在真空条件下对钢水作进一步处理;另一种是在大气条件下对钢水作进一步处理。本文主要关注真空循环脱气工艺(RH),该工艺是大多数高质量钢材生产的主要设备。主要是基于钢水再循环原理,自1957年投入到工业生产中,至今已有50多年的历史。为了提高炼钢工艺的灵活性,在RH基础上开发了RH-OB工艺和RH-TOP工艺。当前,许多钢厂在生产板材的工艺中使用了真空循环脱气工艺(RH);在特定区域,某些钢厂在生产长材的工艺中也使用该项技术。

 

2 利用RH和VD生产高质量工程用钢

 

在考虑生产线条件后,在江苏省江阴市的江阴兴澄钢厂分两步建立一个新型的联合钢厂。

 

第一阶段:建立1座高炉,1个铁水脱硫站,1座转炉,1座钢包,一套真空循环脱气设备(RH),1套方坯连铸机,1套大方坯连铸机。

 

第二阶段:建立1个铁水脱硫站,1座转炉,1座钢包,1座真空脱气炉(VD)。

 

对于容积为100~120t、出钢出钢时间为36~40min的钢包,每年处理的钢水量为88.5万t。考虑到每日最大冶炼炉次为30炉、年平均每日冶炼炉次为15~20炉的情况,为第一阶段的新RH装置,配置了一个TOP枪喷系统,以及一个四级蒸汽喷射真空泵系统。

 

产品包括不同钢种,比如高质量碳钢,合金结构钢,轴承钢,合金轴承钢,钢管和冷轧钢,这些钢材主要用于自动化工业。

 

对于轴承钢,通常应用“电弧炉-钢包炉-真空脱气炉(VD炉)”工艺进行生产。近年来,循环真空脱气炉(RH炉)有取代真空脱气炉(VD炉)的趋势。这种趋势始于日本的SMI机构,该机构通过RH工艺进行洁净钢生产,可以生产出高性能的轴承钢。除了可以满足较高的钢材洁净度外,RH工艺能在真空条件下减小热量损失,实现了高效生产和经济的温度控制。通过试运行,江苏兴澄钢厂正在生产高质量的工程用钢,提供给自动化产业,如轴承钢,锻造用钢,曲柄轴或曲柄轴弹簧。钢水在钢包内实现了钢渣精炼,脱硫和合金化后,进入RH炉进行深脱氢,最后进行洁净化处理。

 

对于生产牌号为100Cr6的轴承钢,对比两种不同生产工艺的氧含量可以发现,新的“转炉—钢包炉—循环真空脱气炉(RH)”工艺较传统的“转炉—钢包炉—真空脱气炉(VD)”工艺得到了更好的结果,表现RH炉的优势。

 

3 生产高质量管线钢

 

通常,有两种基本的工艺来生产这种钢材:

 

(1)传统的“转炉—钢包炉—VD”工艺,某些钢厂应用该流程生产各自的产品;