武 鵬， 譚建興， 段鵬飛

（太鋼不銹鋼股份有限公司煉鋼一廠， 山西 太原 030003）

生產(chǎn)實(shí)踐·應(yīng)用技術(shù)

45 tAOD爐冶煉氣體比例優(yōu)化

武 鵬， 譚建興， 段鵬飛

（太鋼不銹鋼股份有限公司煉鋼一廠， 山西 太原 030003）

太鋼45 tAOD在2004年改造后，一直沿用奧鋼聯(lián)當(dāng)時(shí)設(shè)定的氣體比例，現(xiàn)在的兌鋼條件以及品種結(jié)構(gòu)已經(jīng)發(fā)生了較大變化。因此需要通過工藝改進(jìn)優(yōu)化AOD吹煉氣體比例，進(jìn)一步穩(wěn)定生產(chǎn)控制、降低生產(chǎn)成本。

AOD 冶煉氣體 比例優(yōu)化

太鋼不銹鋼股份有限公司（全文簡(jiǎn)稱太鋼）45 t AOD爐目前使用的冶煉氣體比例是2004年AOD爐改造后奧鋼聯(lián)專家結(jié)合當(dāng)時(shí)生產(chǎn)條件制定的，通過幾年的運(yùn)行，總體指標(biāo)良好，但也存在還原Si消耗高、氬消耗高、PCRE（脫碳用氧利用率）偏低的問題，本文就通過與先進(jìn)鋼廠的氣體比例及切換對(duì)標(biāo)，結(jié)合實(shí)際情況對(duì)AOD爐氣體比例做了分析研究和優(yōu)化，并在實(shí)踐中進(jìn)行運(yùn)用，效果明顯。

1 工藝流程及AOD工藝現(xiàn)狀

1.1 工藝流程

工藝流程：原料配料—電爐化鋼—扒渣站扒渣—AOD爐精煉—LF爐處理—連鑄—精磨。

從工藝流程分析，AOD爐冶煉是整個(gè)流程中最為重要的環(huán)節(jié)，不但是質(zhì)量控制的主要工序，更是不銹鋼成本效益的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其中還原Si消耗、氬消耗指標(biāo)直接影響到成本，AOD爐PCRE指標(biāo)更是衡量AOD爐操作水平高低的重要指標(biāo)。

1.2 AOD爐工藝現(xiàn)狀

優(yōu)化前AOD爐氣體模式（鋼水量按45 t/爐計(jì)算）見表1。

典型鋼種 SUS304、022Cr19Ni10、0Cr18Ni9DQ、316L使用優(yōu)化前氣體比例，AOD爐的消耗見表2。

2 對(duì)標(biāo)鋼廠AOD爐氣體比例及主要指標(biāo)

對(duì)標(biāo)鋼廠AOD爐氣體模式見表3，主要指標(biāo)見下頁(yè)表4。

通過對(duì)標(biāo)（見表3）分析各步驟的氣體吹煉強(qiáng)度，認(rèn)為目前氣體比例主要存在以下問題：

表1 優(yōu)化前AOD爐氣體模式（鋼水量按45 t/爐計(jì)算）m3/（t·h）

表2 優(yōu)化前典型鋼種消耗指標(biāo)情況

表3 對(duì)標(biāo)鋼廠AOD爐氣體模式

表4 對(duì)標(biāo)鋼廠主要指標(biāo)

1）頂槍期供氧量偏大，尤其是頂氧槍流量與側(cè)氧槍流量的氧流量合理分配，對(duì)高碳期脫碳氧利用率影響較大。

2）頂氧槍結(jié)束的目標(biāo)碳含量偏低，導(dǎo)致冶煉前期Cr的氧化偏高。

3）低碳區(qū)氧/氬比例偏大，直接影響到氬耗的升高。

還原Si消耗、氬耗指標(biāo)與對(duì)標(biāo)鋼廠相比還存在一定差距。

3 45 t AOD爐吹煉氣體比例優(yōu)化試驗(yàn)

3.1 45 tAOD爐試驗(yàn)氣體比例方案

在多次分析研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合45 t AOD爐的實(shí)際生產(chǎn)情況，提出了在不增加冶煉時(shí)間的前提下，選擇SUS304、316L分別作為普通不銹鋼、超低碳不銹鋼的代表鋼種，制訂了不同的氣體比例吹煉方案（見表 5，表 6）。

表5 典型的吹煉氣體比例 m3/h

表6 工藝優(yōu)化情況

冶煉316L鋼種在上表增加脫碳第7步，比例為420：1 680進(jìn)行吹煉，同時(shí)根據(jù)產(chǎn)品氮含量情況，對(duì)不同鋼種的氮?dú)迩袚Q點(diǎn)進(jìn)行了優(yōu)化，具體見表7：

表7 工藝優(yōu)化前后指標(biāo)情況

當(dāng)還原分析氮含量高于規(guī)程上限時(shí)，出鋼前根據(jù)不同氮含量實(shí)施吹氬降氮作業(yè)，保證產(chǎn)品氮含量水平。

3.2 試驗(yàn)爐次跟蹤統(tǒng)計(jì)分析

3.2.1 氣體比例試驗(yàn)

從上面幾個(gè)鋼種的試驗(yàn)情況看，使用優(yōu)化后的氣體比例能夠降低氣體消耗、還原Si消耗同時(shí)提高PCRE水平，從試驗(yàn)跟蹤看 SUS304、TSC304、316L、0Cr18Ni9DQ的還原Si消耗分別降低3.99 kg/t、3.05 kg/t、4.65 kg/t, 氬耗分別降低 1.25 m3/t、22.78 m3/t、6.62m3/t，PCRE分別提高4.18%、13.7%、10.96%。

3.2.2 氮?dú)迩袚Q點(diǎn)優(yōu)化試驗(yàn)

通過調(diào)整吹煉過程氮?dú)迩袚Q點(diǎn)的設(shè)置，減少冶煉前期的吹氬量，同時(shí)根據(jù)還原氮含量采取出鋼吹氬降氮的方法，保證產(chǎn)品氮含量符合規(guī)程要求，重點(diǎn)試驗(yàn)鋼種為 022Cr19Ni10、0Cr18Ni9DQ、316L。

3.2.2.1 022Cr19Ni10試驗(yàn)情況（見表8，表9，表10，表 11）。

022Cr19Ni10共進(jìn)行了兩個(gè)階段96爐的試驗(yàn)，從試驗(yàn)結(jié)果看，噸鋼氬耗降低了約5.7m3。

從試驗(yàn)結(jié)果看，采取新的配氣模式后，成品力學(xué)性能滿足需求，成品氮含量符合標(biāo)準(zhǔn)；與原工藝相比噸鋼氬耗降低了約5.7m3，但鋼中氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)略有增加（約增加了48×10-6）?？傮w看，達(dá)到了試驗(yàn)效果。

表8 022Cr19Ni10原氣體模式m3/（t·h）

表9 022Cr19Ni10試驗(yàn)氣體模式m3/（t·h）

表10 022Cr19Ni10氬氣消耗、鋼中氮含量情況

表11 022Cr19Ni10部分試驗(yàn)爐次成品力學(xué)性能情況

3.2.2.2 0Cr18Ni9DQ試驗(yàn)情況（見表12，表 13，表14，表 15）

0Cr18Ni9DQ進(jìn)行了76爐試驗(yàn)，從試驗(yàn)結(jié)果看，噸鋼降低氬耗約7m3。

表12 0Cr18Ni9DQ原氣體模式

表13 0Cr18Ni9DQ試驗(yàn)采取的氣體模式

表14 0Cr18Ni9DQ氬氣消耗、鋼中氮含量情況

表15 0Cr18Ni9DQ部分試驗(yàn)爐次軋制后的力學(xué)性能

從上面試驗(yàn)爐次噸鋼氬氣消耗、鋼中氮含量、部分成品力學(xué)性能的統(tǒng)計(jì)結(jié)果看，采取新的配氣工藝對(duì)0Cr18Ni9DQ成品氮、力學(xué)性能沒有明顯影響。與原配氣模式相比，噸鋼氬耗約降低了7m3，具有明顯的降氬效果。

3.2.2.3 316L試驗(yàn)情況（見表 16，表 17，表 18）

進(jìn)行了3爐316L的配氣模式優(yōu)化試驗(yàn)，從試驗(yàn)結(jié)果看，具有明顯的效果。

從試驗(yàn)結(jié)果看，平均噸鋼氬耗25.08m3，鋼中氮質(zhì)量分?jǐn)?shù)為296×10-6。與原工藝相比，具有明顯的降氬效果。噸鋼氬耗及鋼中氮含量情況如下：

表16 316L原氣體模式

表17 316L試驗(yàn)采取的氣體模式

表18 316L氬耗及鋼中氮含量

4 試驗(yàn)結(jié)果

通過對(duì)分鋼種氣體比例方案的優(yōu)化及調(diào)整氮?dú)迩袚Q點(diǎn)，在AOD爐實(shí)踐中主要體現(xiàn)為還原Si消耗降低、氬耗的降低。

從試驗(yàn)結(jié)果跟蹤來看 022Cr19Ni10、316L、0Cr18Ni9DQ的還原Si消耗分別降低1.25 kg/t、3.05 kg/t、4.65 kg/t，氬耗分別降低 5.7 m3/t、7 m3/t、21.32 m3/t，經(jīng)濟(jì)效益明顯。

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Proportion Optim ization for Smelting Gas of 45 t AOD Furnace

W u Peng,Tan Jianxing,Duan Pengfei
（The No.1 Steel-making Plant of Shanxi Taigang Stainless Steel Co.,Ltd.,Taiyuan Shanxi 030003）

After the alteration of 45 t AOD in 2004 at Taiyuan Iron&Steel Co.,Ltd.,the gas rate set by VAI is still used today,but now the steel grades and initial conditions are changed,the gas rate is not suitable for present production.Therefore,it is necessary to optimize AOD blowing gas ratio through process improvement to further stabilize production control and reduce production cost.

AOD;smelting gas;proportion optimization

TF704.5

A

1672-1152（2017）05-0062-04

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.05.24

2017-09-17

武鵬（1985—），男，2009年畢業(yè)于東北大學(xué)，現(xiàn)在太鋼煉鋼一廠從事不銹鋼精煉技術(shù)、質(zhì)量管理工作，助理工程師。

（編輯：苗運(yùn)平）