AOD冶炼系统改造与工艺优化

祁跃峰 郭孟朝 商长明 李荣昌

(中原特钢股份有限公司，河南 459008)

AOD冶炼系统改造与工艺优化

祁跃峰 郭孟朝 商长明 李荣昌

(中原特钢股份有限公司，河南 459008)

针对铸造公司原有冶炼生产线产能不足、无真空精炼设备严重影响产品质量的问题，对生产线进行了改造和优化，增加了真空精炼设备，优化了冶炼工艺，提高了产品质量和生产效率。

AOD冶炼系统；改造；工艺优化

不锈钢是现代化生产的重要原材料，近年来以返回不锈钢作为主要原材料，以中频感应炉作为初炼炉提供母液的不锈钢冶炼工艺在国内中小型冶金企业流行起来[1,2]。在生产技术日益进步的今天，如何在产品质量、成本控制和产能发挥上做出特色，是每一个特钢企业应树立的奋斗目标。

1 铸造公司原冶炼系统及存在的问题

1.1 铸造公司原不锈钢生产系统

铸造公司原不锈钢冶炼生产线是在原铸造线的基础上建立起来的，铸造线的主体设备为：1台冲天炉，1台6 t中频感应炉，5 t、10 t树脂砂设备各1台。受空间的限制，当初生产线规划时只引进了1台8 t AOD精炼炉和1套模铸浇注系统，采用中频感应熔炼(合金或返回废钢)+AOD炉精炼+模铸成钢锭或电极坯的冶炼工艺流程。主要承担公司低碳高铬、高锰不锈钢的冶炼和小批量新钢种科研试制任务。该生产线的投产，适应了公司小批量、多品种的生产实际需要，累计生产各类不锈钢产品4 000多吨，有效解决了公司高合金返回废钢的利用问题，为公司新钢种科研试制提供了试验平台，创造了良好的经济和社会效益。

1.2 铸造公司原冶炼系统存在的问题

通过一年多的运行，原生产系统中存在的问题开始逐渐暴露出来，主要分为以下几个方面：

(1)该系统缺少真空精炼设备，不能适应气体含量及夹杂物含量要求严格的钢种；

(2)该系统缺乏LF精炼设备，只靠AOD炉来调整成分，某些钢液成分控制困难；

(3)所有合金都要在AOD炉上配置完成，特别是锰合金在AOD精炼炉中的回收率低，大概只有92%左右，冶金成本高；

(4)公司合金结构钢的品种偏多，原生产系统不能适应中合金结构钢科研试制及小批量生产的需要；

(5)原生产系统只有IF、AOD两台冶金设备，冶炼周期长，生产效率低。

1.3 国内同类企业冶炼工艺

目前国内同类型企业采用如下冶炼工艺：

(1)IF→LF→VD→IC的冶炼工艺；

(2)IF→AOD→LF→VD→CC的冶炼工艺。

通过分析，原生产系统已不能适应多钢种、多合金含量的生产实际，迫切需要适应性更强的冶炼生产系统。

2 冶炼系统改造方案及对比分析

2.1 冶炼系统改造方案

根据生产实际的需要，在铸造公司原有生产系统的基础上对生产线进行了改造。改造后的生产线停止了原铸造生产线，增加了1台8 t LF钢包精炼炉、1台8 t VD真空脱气系统及其配套除尘系统。冶炼工艺执行图1所示以下两种工艺流程：

图1 改造后冶炼工艺流程Figure1 Reconstructed smelting process flow

表1 改造前后相关参数Table 1 The relevant parameters before and after reconstruction

(1)对于普通不锈钢、低碳高锰、高铬不锈钢，采用中频炉熔炼→普通钢包出钢→AOD炉精炼→精炼包钢包出钢、LF炉精炼→模铸钢锭(或电极坯)的冶炼工艺。

(2)对模具、轧辊等中合金钢，采用中频炉熔炼→LF钢包出钢、精炼→VD真空精炼→出钢、LF炉加热、调整温度→模铸钢锭(或电极坯)的冶炼工艺。选择以上两种工艺流程有以下几个目的：(1)解决公司大量返回高合金钢合理使用的问题；(2)适应不同产品冶金特点，满足公司新产品试制的需要；(3)缩短冶炼时间，提高冶金质量。

2.2 改造前后对比

(1)改造后生产线中增加LF钢包精炼炉，将成分调节工作转移，可以有效减轻AOD精炼炉的工作压力，提高AOD精炼炉工作效率和炉衬使用寿命一倍以上，如表1所示。

(2)改造后生产线增加LF钢包精炼设备，可以用工艺流程2的方式进行生产，扩大产品生产范围。

(3)改造后生产线增加LF钢包精炼设备，增加了钢液提温功能，避免了AOD炉温度不稳定影响出钢的缺陷。

(4)改造后生产线增加了VD真空精炼设备，可以有效降低钢液中的气体含量。

(5)改造后生产线可以选择在合适的时机加入锰铁合金，将锰合金的收得率提高3%～5%，如表1所示。

(6)改造后生产线可以有效消耗生产中产生的返回废钢，促进循环利用。

(7)本次改造投入约355万元，按照节约的炉衬材料计算，一年内可收回投入成本。

3 结论

通过对原冶炼系统的改造和工艺优化，可大幅提高冶炼生产效率和冶金质量，有效降低生产成本，达到高效、高质、低耗的目的。

[1] 汪学瑶. 世界不锈钢工艺技术与市场现状和发展. 特殊钢,1996,17(5).

[2] 郝祥寿.不锈钢冶炼工艺设备和工艺路线的选择.安徽冶金,2005,1.

编辑 杜青泉

AOD Smelting System Reconstruction & Process Optimization

QiYuefeng,GuoMengchao,ShangChangming,LiRongchang

Aiming at insufficient capacity of the former production line of the foundry company and severe affect on the quality due to lack of vacuum refining equipment, the production line has been reconstructed and optimized,and the vacuum refining equipment has been equipped additionally, and the smelting process has been optimized, which impreve the product quality and production efficiency.

AOD smelting system; reconstruction; process optimization

2013—09—09

祁跃峰(1984—)，男，硕士研究生，工程师，主要研究方向：钢铁材料冶炼工艺技术。

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