10tAC炉+25tLF
一、项目来源及意义
00Cr系超低碳不锈钢是我公司电站设备用钢的拳头钢种。随着国内外科技的进步，各电站对设备用钢的质量要求也更加严格。00Cr系超低碳不锈钢叶片、转轮等重要部件必须是精炼钢液，而我公司原只有两台AC炉，远不能满足用户的需求，因此我公司后来上马一台25tLF-VOD精炼炉，并列为公司重点项目。此项目的成功应用不仅使我公司能顺利生产出00Cr系超低碳不锈钢精炼钢液，同时为冶炼其他高难度精炼钢种提供了保证，这标志着我公司熔炼设备与冶炼技术已提升到一个新水平。
对于10tAC炉+25tLF-VOD精炼炉冶炼00Cr系不锈钢在我公司尚属首次，据相关厂家的经验，精炼超低碳不锈钢难度大，且经常出现漏钢事故。因此，如何保证10tAC炉+25tLF-VOD精炼炉成功冶炼出00Cr系超低碳不锈钢，意义极其重大。
二、工艺与技术难点
10tAC炉+25tIJF-VOD精炼炉冶炼00Cr系超低碳不锈钢所需工艺技术、设备维护及耐火材料选择等各方面参数极其繁杂精细，不仅要充分发挥10tAC炉的熔化作用、25tLF精炼炉的控制温度微调成分作用，以及VOD精炼炉高真空下氩气一氧气混吹去碳保铬的功能，且更要把三者有机地结合起来。同时整个冶炼过程均处于高温、高压、高气流和高风险状态下，因此要顺利地生产出合格的00Cr系超低碳不锈钢，其难度和风险是可想而知的。
三、采用的主要新工艺方法
1．25tLF-VOD精炼包的砌筑优化
(1) 隔热层采用耐火度≥1650℃、热导率(1000℃)≤0.15W／(m·K)的新型高铝多晶莫来石纤维板代替传统的石棉布，减少了热损失。
(2) 为避免和减少漏钢事故，非工作层改为碳铝镁尖品石捣打料整体打结。
(3) 由于我公司主要生产00Cr系超低碳不锈钢，精炼包是间歇式工作，因此工作层耐火材料的选用首先是无碳材质，其次要抗急冷、急热和抗冲刷。
(4) 综上所述，我公司25tLF-VOD精炼包的工作层渣线选用再结合或半再结合镁铬砖，包壁和包底选用无碳铝镁尖晶石砖。
(5) 包底采用外装式氩气透气砖，更换较方便。
(6) 采用双包眼滑动水口，中心距固定为950mm滑板用透气塞通氩气，既保证了薄壁大件双包眼快速浇注，又能满足单注口多件次浇注。
2．10tAC炉的工艺优化
10tAC炉配料由低P软钢、不锈钢返回料、价格低廉的高碳铬铁及其他铁合金组成。炉料熔化80%后加强吹氧助熔，全熔温度≥1600℃取样控制碳含量并充分还原。为取得最优质吹碳含量，减少贵重元素损失，给后续提供方便，我们分别把配碳量控制在叫。W
c=0.2%、Wc=0.3%、Wc=0.4%，一直到Wc=1.0～1.5%做试验。钢液温度≥1650℃扒渣，快速出钢。
3．25t精炼包LF工位的精炼
LF炉又名钢包炉(源自英文LADLE FURNACE的字头)，它的技术特征可概括为：还原气氛下的埋弧加热、透气砖吹氩搅拌、真空脱气及高碱度合成渣精炼。
LF炉与AC炉相连有如下优势：
(1) 加快了AC炉的生产周期，并提高了钢液质量。
(2) LF炉可严格调节钢液的成分和温度，对钢的力学特性有利。
(3) LF炉具有保温性能，并可长时间存放钢液，为多包合浇或连铸提供了可能。
生产00Cr系超低碳不锈钢时，应充分还原调整高碱度精炼渣，透气砖吹氩搅拌，均匀钢液的化学成分(Wc=0.2%～0.6%、Wsi≤0.2%、Wcr=11.5%～12%)、Win=3.5%～4.0%、WMO=0.40%～0.43%)和温度，电极埋弧加热控制钢液的温度，钢液温度≥1650℃扒渣讲入VOD。
4．25t精炼包VOD工位的精炼
VOD精炼法是真空吹氧脱碳法的简称(源自英文VACUUM 0YGEN DECARBURIZATION的字头)，其结构一般由真空罐、精炼盛钢桶、真空泵、氧枪、加料系统、终点控制仪表和取样测温装置等组成。因我公司采用10tAC炉+25tLF-VOD精炼炉三联组合冶炼00Cr系超低碳不锈钢，所以结构上省去了加料系统和取样测温装置；终点控制仪表采用最先进的氧浓度仪代替氧浓差电池；真空泵也采用最先进的德国莱宝机械泵代替传统蒸气泵。另外，把加料调整成分和取样操作放在LF工位进行。VOD精炼法主要化学反应原理如下：
2[C]+O2=2CO
4[Cr]+3O2=2Cr2O3
平衡时还有：Cr3O4+4[C]=3[Cr]+4CO
由此可见，00Cr系超低碳不锈钢脱碳的主要影响因素是温度和CO分压，在精炼钢包包衬能承受的情况下适当提高冶炼温度和真空度有利于降碳保铬。针对我公司的实际情况，温度提升到1680℃进入VOD，真空度提高到6～8KPa吹氧精炼，待真空度明显上升，氧浓度表出现拐点时停氧高真空(67Pa)碳脱氧，保持15min破真空调整出钢。
四、攻关效果
经近一年的技术攻关，LF-VOD精炼00Cr系超低碳不锈钢基本形成了规范工艺，进入正常生产，各项冶炼指标均良好。
(1)据现场不完全统计，我公司25tLF-VOD精炼包单包超低碳冶炼次数高达8次，如果再加上其他钢种，LF冶炼次数已超过30次，这两项指标均处于国内领先水平。
(2)VOD精炼吹氧脱碳量最低可达WC≤0.01%，完全可满足00Cr系超低碳不锈钢的冶炼技术(WC≤0.03%)要求。
(3)LF和VOD精炼后的钢液气体含量均良好，氢含量最低为0.93×10～，氧含量最低为75.95×10-6。
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