不锈钢冶炼工艺有两种方法:一种是20纪70年代初开发的二步法,即EAF+AOD法VOD法(图3-1);另一种是20世纪80年代开发的三步法,即EAF+转炉(MRP,K-OBM或LD-OB)+VOD法(图3-2).这两种方法各具特点。二步法主要是EAF+AOD多在专业化不锈钢生产厂采用,冶炼不锈钢钢种基本不受限制(除C+N≤250ppm),与连铸匹配比较容易,投资和生产成本较低。


1. 复吹转炉的特点


  复吹转炉的炉型有很多种。其方法的选择实际上只是气源、供气元件和供气压力的选择。对于不锈钢三步法中的复吹转炉都是使用强搅拌的复吹工艺。底吹供气强度为0.2~1.7Nm3/(t·min)[顶枪4.6 Nm3/(t·min)].有的复吹转炉底部可以供氧,例如K-OBM,LD-OB等,底吹强搅拌和供氧可以提高脱碳速度和钢水收得率(93%)。


2. 复吹转炉的吹炼工艺


  经过脱硅、脱磷、脱硫的铁水,温度1250℃以上倒人转炉,经过EAF熔化的合金铁水也倒入转炉。混合的铁水在复吹转炉中进行脱碳粗炼,当钢中碳含量约达到0.3%,钢水温度1650℃,经过还原后出钢送入VOD炉进行精炼。


 复吹转炉脱碳工艺的目标是减少铬的氧化,提高脱碳速度。对此,复吹工艺的核心是顶、底吹炼氧气的比例和与惰性气体的比例。首先,在高碳区脱碳复吹工艺与单独顶吹或底吹比较,其脱碳速度和减少铬的氧化都具有明显的优越性。另外,顶、底复吹氧的比例,底吹比应小于0.5.加大顶吹氧的比例有利于提高脱碳速度,但有可能加大铬的氧化。在顶吹氧的条件下,增加底吹氮(氩)流量可以减少铬的氧化。另外,在顶吹氧中混合少量的氮气对减少铬的氧化有利。


 三步法 VOD炉要求的入炉钢水碳含量约在0.3%左右,所以复吹转炉在碳含量为0.4%~0.25%的中碳区应停止顶吹,其底吹的氧/氮(氩)的比例应控制在2/1~1/1的范围。


 复吹转炉使用的惰性气体应根据冶炼钢种或成品钢中氮含量的要求所决定。VOD炉去氮能力是很强的,对于304不锈钢复吹转炉可以使用氮气吹炼,对于限制氨的钢种,应根据其含量在吹炼后期使用氩气吹炼。