完整的不锈钢加工生产冶炼体系主要有铁水预处理系统、电炉系统、氩氧脱碳炉系统与钢水精炼系统等。下面分别对几个系统的功能做讲解。
不锈钢生产中的铁水预处理分为铁水脱磷站与铁水倒罐站混冲脱硅设施。
其中脱硅指的是高炉铁水在高炉出铁场做脱硅处理后铁水中的硅含量小于等于0.3%,因为铁水脱磷时对铁水的硅含量有一定要求,所以在进行铁水脱磷工序前,需要在铁水脱磷站对铁水做补充脱硅处理。当倒罐后,铁水罐进到脱磷工位做喷吹脱硅,使铁水中硅含量减小到低于0.15%。
其次是脱磷,即脱硅铁水在脱磷站扒渣工位被扒渣后,要通过铁水罐喷吹脱磷,脱磷扒渣后铁水温度高于1265℃,磷含量小于等于0.01%。
电炉系统使用脱磷铁水、不锈钢废钢、高碳铬铁合金、镍铁合金等作为生产炉料,熔炼出基本具备所炼钢种成分的不锈钢母液。将母液进行加料扒渣后,再倒进氩氧脱碳炉做进一步熔炼。
这道大工序有两种主流工艺,即三步法和二步法。
三步法工艺的功能主要是脱碳、还原、成分与调整温度。整个工期分成脱碳期与还原期。二步法工艺的功能相同,同样分为脱碳期和还原期两个阶段。
钢水精炼系统中的VOD系统功能来说,如果是三步法,该装置功能为深脱碳、还原、脱硫、去除夹杂物和调整合金温度;如果是二步法时,由于冶炼在氩氧脱碳炉中就已经基本完成,该装置只是用作钢水罐处理站,功能主要为去除夹杂物和调整合金温度。
具体操作工序如下。三步法时,氩氧脱碳炉出钢后扒渣,由精炼跨起重机将钢水罐吊至真空罐内,连接吹氩管,盖上真空盖抽真空到5000Pa,然后经真空下钢液中自然碳氧反应,在钢液中形成大量一氧化碳气泡,并借助强吹氩搅拌,脱去钢液中的氮气。接着进行真空吹氧脱碳精炼,当碳含量达到相应目标成分时,再进一步降低真空度,做真空碳脱氧。然后加入还原剂和渣料,做还原操作。再破真空进行常压下钢水调整,使钢水成分和温度满足连铸的需要,然后运至连铸钢水罐回转台浇铸。
常压下钢水成分和温度调整是在盖上常压盖情况下进行的,这样可以避免钢水吸氮,便于添加合金和测温取样。
前面说过,当二步法时,VOD装置作用是钢水罐处理站。氩氧脱碳炉出钢后扒渣,由精炼跨起重机将钢水罐吊至真空罐内,连上吹氩管,盖上非真空盖在常压下进行钢水调整,使钢水成分和温度满足连铸的需要,随后再运到连铸钢水罐回转台进行浇铸生产。