摘  要  本文根據北海誠德金屬壓延公司冶煉304不銹鋼的工藝，討論鋼水溫度對冶煉時間，爐齡，和消耗原材料量的影響。

關鍵詞  鋼水溫度  脫碳速率  爐襯壽命  冶煉時間

1  前言

在鐵合金冶煉過程中，通過調節供氧量控制鋼水碳含量和溫度是整個吹煉工藝的核心，然而冶煉鐵合金是一個非常復雜的多元多相高溫狀態下進行的非線性的物理化學反應過程，存在很多不確定的因素，且難以獲得鐵水成分準確連續的檢測信息，即使有一些間接的檢測方法，其精度也不能達到令人滿意的程度，給冶煉鐵合金的過程與終點控制帶來很大困難。目前我們的冶煉方法是根據經驗觀察爐口的火焰和火花、鐵水的裝入量和氧氣的累計消耗量來估算終點的碳含量，對過程溫度進行控制，這種方式不能確保在每個階段溫度都是最佳狀態，控制得不好不僅延長了冶煉時間，降低了爐齡，增加了原料消耗，直接影響最終冶煉鐵合金的質量，所以在冶煉過程中如何調節供氧量控制溫度是冶煉中的關鍵一環。目前我們成所使用的氬氧精煉(Argon Oxygen Decarburization，簡稱AOD)技術是煉鋼技術中先進的技術，由于氮氣比氬氣在價格上存在優勢，所以在冶煉前期吹氮氣，在后期深脫碳過程中切換成氬氣，將鋼水中的氮含量控制在范圍內≤0.045%。鐵水通過行車調運進入AOD爐吹煉，頂槍吹氧氣，側槍吹氮氧混合氣體，頂部高壓氧槍吹氧使鐵水脫碳速度快，可縮短冶煉時間，提高生產能力，通過側槍控制吹入不同比例的氧、氮混合氣體，降低一氧化碳的分壓，使脫碳反應正向進行，實現脫碳保鉻的目的。作為一個多相火法冶金過程，鐵合金頂底復吹AOD精煉過程十分復雜。注意到精煉過程的物理和化學特性，包括其熱力學和動力學特征，考慮體系的質量和熱量衡算，精煉過程的不等溫狀態，研究和掌握溫度對冶煉時間的影響，溫度對原材料消耗的影響，溫度對爐襯壽命的影響尤為重要。

2  溫度對冶煉時間的影響

目前北海誠德金屬壓延公司冶煉304不銹鋼每爐的產量為100噸左右，冶煉時間維持在90到110分鐘以內，冶煉的工藝流程為：兌鋼→扒渣→升溫脫碳→取碳樣→還原→出鋼，在整個冶煉過程中，首先加入石灰造渣，加入的石灰量根據硅含量和鐵水溫度加入，使堿度在1.8～2.2之間，然后選擇時機加入到爐子里去并且等溫度合適加入合金成分高鉻進去，高鉻分多次加，加入高鉻時保證鋼水溫度大概有1450℃左右，這是為了保證鋼水溫度，如果一下子把高鉻全部加入到爐子里的話會使鋼水的熱值不夠，會導致扒渣前的溫度過低會使高鉻沒完全融化在鋼水里，如果鐵水溫度過低(<1230℃，)，同時硅的含量低于<0.3%，容易使金屬鉻和錳提前氧化導致后面的扒渣樣不準容易造成成份異常，此時應該做的就是減少石灰加入量，加入少量硅鐵升溫，保證熱值，快速升溫，不讓鋼水低溫時間過長，因此，扒渣前的溫度控制也很重要，前期冶煉控制好了，對冶煉一爐鋼來說就相當于成功了一半。扒完渣后，加入石灰重新造渣，這一次造的渣是為了給鋼水營造一個良好的脫碳環境，接著根據扒渣樣計算鉻還差多少補加進去，以及合金成分鎳。扒完渣后快速升溫脫碳，當溫度升到1600左右可加入2噸到3噸的石灰重新造渣，以防止渣稀導致脫碳速度慢和鋼水溫度過高造成鉻過氧化，同時如果溫度過高的話也會容易導致渣稀，溫度過高導致渣稀，又得重新加入石灰造渣，增加成本，增加冶煉時間。如果在取碳樣渣稀的話會使得脫碳速度慢，從而導致冶煉時間長，鉻氧化嚴重，導致還原料硅鐵消耗增加。根據經驗，304的最佳脫碳溫度在1660℃～1680℃，因此，升溫至此溫度區間可加快冶煉時間。當溫度達到1630℃左右，碳還有0.8%～1%時，應該開始使用O2:N2＝4:1，溫度達到1650℃左右時O2:N2=3:1，溫度達到1660℃左右時O2:N2=1:1，當溫度達到目標值時O2:N2=1:3，在這個比例下鋼水已經不會再漲溫度，而且脫碳速度達到最佳，從而保證了冶煉時間不長。

3  溫度對爐襯壽命的影響

爐齡的影響因素比較復雜，比如里面的砌磚情況，鐵水硅的含量(鐵水硅高的話會使扒渣前酸性渣增多，由于爐子的磚塊屬于弱堿性，所以酸性渣會與弱堿性的磚反應融化掉爐磚，磚的厚度就會變薄)，頂槍和側槍的使用壓力(壓力過大會使鋼水對爐磚的沖刷加重)鋼水溫度(鋼水溫度過高會使爐殼溫度漲的比較快)等，在這幾個因素中，溫度對爐齡的影響是比較明顯的，在冶煉后期如果取碳樣的溫度過高(超過1720℃)，會導致爐殼升溫較快，在還原期間加入了螢石使渣子化成了白渣，在攪拌作用下，高溫下的鋼水以及白渣對爐子沖刷，造成爐殼溫度漲得較快，所以在冶煉后期要注意控制好鋼水溫度。無論是在爐子前期還是后期都要護好爐子，特別是在爐子前期，如果沒護好爐子，后期想補救已經困難。

4  溫度對原材料消耗的影響

一爐鋼想要煉好，首先得把溫度控好，根據爐口火焰以及用氧量判斷，在取碳樣前盡量將溫度控制在1670℃左右，如果取碳樣前鋼水處于1620℃以下，會把鋼水中的鉻氧化加重，同時也會造成脫碳速度慢，冶煉時間長，鉻如果氧化嚴重的話，還原時所需的硅鐵就會增加。同樣如果取碳樣前溫度高于1680℃時，同樣會導致鉻氧化加劇，還原時硅鐵使用量增多。溫度過高意味著反應過氧化，供養強度過高，此時也容易造成燒鉻現象，導致鋼水中的鉻不夠，后期就得補加低碳微鉻，使冶煉成本增加，成份難以控制。

5  結語

溫度對冶煉時間、爐齡、原材料消耗有的影響，所以想要把鋼煉好就必須把熔池溫度控制好。

6  參考文獻

[1]鋼鐵研究學報.月刊；

[2]AOD溫度影響論文；