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摘  要  结合不锈钢炼钢、热轧生产线的现有工艺和装备，采用全铁水（高炉、矿热炉）和铬铁合金，在AOD炉内直接冶炼不锈钢，连铸坯热送热装轧制工艺进行了生产实践。该工艺的实现，因无需使用电炉熔化不锈钢母液，节约了大量电能，提高了Cr的综合收得率，同时连铸坯免修磨直接热送热装轧制，节约加热炉能源消耗，减少氧化烧损，大大降低了成本，提高全流程经济效益。

关键词  AOD  全铁水  热送热装轧制  全流程  效益

1  前言

设计阶段，公司考察和借鉴了不锈钢同行优秀企业的生产实践经验，在工艺选择上做了很大调整：利用菲律宾、印尼丰富的红土镍矿资源，经高炉、矿热炉冶炼成铁水代替电炉熔化作为不锈钢母液，直接热送热装进入AOD炉，添加合金冶炼成不锈钢连铸坯[1]，连铸坯热送热装进入加热炉进行轧制，成为合格产品，实现企业经济效益最大化。因工艺流程进行了缩减、优化，行业并无相关的技术先例和文献研究，其工艺过程存在的众多问题需要逐步解决。

本文主要简单介绍实际生产中实现热送热装工艺流程要求，解决无脱磷转炉全铁水红送冶炼不锈钢、连铸坯免修磨率达90%以上遇到的问题，形成了不锈钢生产全流程热送热装工艺。

2  工艺流程及优缺点

公司依据终端产品的成分特性目前设计建设了两种工艺流程。

与传统不锈钢生产工艺比较，有三个较大调整的地方：1、高炉、矿热炉与AOD之间没有脱磷转炉，缺点是原料有害元素控制要求非常严格，以确保精炼产品品质；优点是红土矿中的合金元素Cr可回收96%以上，减少铬铁合金的加入极大节约了成本。2、加热炉只有30米左右（常规不锈钢加热炉都在42米以上），要发挥轧机产能，必须热装。3、不锈钢板材对表面质量要求高，常规做法是钢坯堆冷后检查精整，再从新加热进行轧制，热送热装对连铸坯质量要求高，但节能降耗、不锈钢质量提高明显。

3  优化热送热装工艺技术及管理

全流程热送热装，涉及到生产计划的编制、原料的采购、高炉和矿热炉的配料、炼钢冶炼、连铸技术、轧钢工艺等各工序的统一协调操作，铁水质量的稳定性、钢坯质量的稳定性、热送热装系统设备维护的可靠性、生产调度和生产管理一体化等方面是实现工艺的基础[2]。

3.1  铁水质量的稳定性

高炉、矿热炉铁水是AOD炉冶炼不锈钢的母液，铁水的质量直接会影响到AOD产品质量、产能和经济效益，尤其是其中的P、Si元素含量，P工艺装备限制无法脱除会造成成品报废；Si过高影响冶炼速度和耐材寿命，过低则热源不足；所以铁水热送首要条件是质量稳定性。

3.2  无缺陷连铸坯的生产技术

钢坯质量稳定性是实现热送热装轧制技术的关键。热送热装的目的是将尽可能多的连铸热坯及时送进轧钢加热炉，满足轧钢连续稳步的生产。但目前难以进行高温在线检测和缺陷处理，特别是不锈钢的轧制，进入加热炉的钢坯速度越快，氧化铁皮越薄，这就会造成铸坯表面的缺陷无法消除，成品产生表面缺陷。因此，对铸坯的质量控制要从“物理检验”向“质量稳定性”转变，从”控制废品率”上升为“无缺陷生产控制”的高度[3]。

公司自建成投产以来，铁水一直执行红送冶炼，但连铸坯热送热装是最近两年才实现，主要是因为连铸坯表面质量缺陷多，钢坯免修磨率只有60%左右，且质量不稳定。

针对具体质量缺陷问题，公司成立了公攻关小组，从冶炼、连铸工艺等方面进行了调整优化。

3.2.1  冶炼控制

对终端产品质量产生影响的源头在炼钢，而AOD是炼钢系统不锈钢冶炼的核心环节，AOD炉的冶炼质量直接影响后面的产品质量，为给连铸提供合格钢水，采取了以下调整措施：

（1）调整氧化期操作曲线，严控氧化量，避免还原时硅铁消耗大，成品钢水内氧化物多形成夹杂；

（2）还原操作、还原时间必须充足，尽量减少反吹和补加合金，钢渣分离能力要好。

（3）成分控制要严格，尤其C、N、P、S的含量，N含量过高会增加时效开裂的可能。

（4）使用的钢包要干净，出钢温度符合要求，为后面提供条件。 

（5）LF炉加100kg硅铁粉进行深脱氧，严格执行软吹、镇静工艺要求。

3.2.2  连铸控制

不锈钢板坯表面质量主要取决于连铸工艺过程中结晶器钢液流场分布、结晶器振动类型和参数、液面控制技术、保护渣熔融行为和钢渣反应以及合理的一冷和二冷参数设置。连铸技术人员有针对性进行了调整：

（1）采用内孔Φ62，侧孔45×75，上扬150的平底水口，插入深度132~135mm，既能保持结晶器液面的稳定又能保证夹杂物的上浮。

（2）结晶器振动采用非正弦，振频F=120+35Vc（Max 155cpm），振幅A=2.0+0.5 Vc（Max 2.5mm），偏斜率0.6。负滑脱时间Tn=0.1147s，负滑脱率ε%=29.63%，超前量Xn=2.59mm。

（3）采用雷钼液面自动控制系统和中间包自动测温系统，保证结晶器和中间包的液面稳定，实现完全保护浇注。

（4）连铸结晶器保护渣不仅能为结晶器钢液面提供化学保护及绝热保障，而且能够在结晶器－钢液界面提供润滑作用以及在结晶器和铸坯（流）之间提供均匀的传热，同时能吸收上浮的夹杂物。因此，选用合适的保护渣对提高铸坯质量非常重要[4]。调整前后保护渣指标见表1、2。

（5）二冷区的配水比及冷却强度直接影响到生产率及铸坯质量。因此，根据具体钢种的凝固特性制定二冷区的配水制度，对提高铸坯的冶金质量非常重要[5]。

3.3  实行“一级计划，二级调度”生产组织模式

连铸坯热送热装技术，涉及炼钢、连铸、热轧的整个生产过程，只有实行“一级计划、二级调度”组织模式，才能保证整个生产过程平稳、可控、有序、有效的发展。主要管理手段为:

（1）为更好的优化钢坯热送热装工艺，制订了《钢坯热送热装攻关管理考核办法》，将攻关目标、攻关措施、数据收据形成管理考核制度，攻关活动围绕提高钢坯热送热装温度、提高热送热装量开展。

（2）建立热送热装温度、数量采集制度。要求各优化攻关小组定时、定点、真实的记录钢坯热送、热装温度。通过对热送、热装的数据的综合分析，验证攻关效果，查找出问题与差距，创新改进，不断提升攻关水平。

（3）对炼钢热坯热送率、轧钢厂热装率设定了考核目标。炼钢厂、轧钢厂严格按照要求，减少生产、设备故障，均衡组织生产，优先安排钢坯热送和热装，计划备料或有工艺要求不能热送热装的钢坯的除外，特殊情况必须经生产部同意后进行临时调整，调整后的计划安排，各单位必须无条件执行，以最大限度的提高热坯的综合利用系数，争取达到现场冷坯零库存目标[3]。

4  全铁水热送热装、连铸坯热送热装的经济效果

4.1  炼钢经济指标

炼钢通过工艺的执行和调整，取得了很好的效果：钢坯免修磨率由原来的60%提升到目前的92%以上；冷轧剥片率由原来的10%降到目前的1%以内。

经济效益也非常可观：（1）铁水热送可节约吨钢350度电能，0.5元/度、150万吨/年计，全年节约26250万元；（2）红土镍矿中含2.5个铬，按75元/个、150万吨计，全年回收28125万元；（3）钢坯修磨费用平均30元/吨，150万吨/年计，节约990万元；（4）钢坯修磨损耗0.2%、均价6000元、150万吨/年计，节约39600万元。

4.2  轧钢经济指标

依托炼钢连铸坯免修磨率的稳定，轧钢热送热装率一直稳定在75%以上，热装温度400度～500度，煤耗由90kg/吨钢降到55kg/吨钢，以1500元/吨煤，200万吨产能计，全年节约10500万元；氧化皮薄、成才率高，同时表面质量如锈皮疤痕、碎边等质量问题得到很大的改善。

5  结语

（1）不锈钢生产全流程热送热装工艺是可行的。通过采购合理的料源结构以确保AOD的正常冶炼、合格连铸坯生产技术、加强中间过程管控，提高热送热装率，能生产质量符合要求、满足用户的不锈钢产品。

（2）铁水热送热装，降低了炼钢能耗，提高了合金收得率，经济效益显著。

（3）连铸坯热装率由原来的冷装提高到75%以上，吨钢耗煤90kg/吨钢降到55kg/吨钢，加热炉效率大大提高，同时缩短了生产周期，经济效益显著。

公司实现生产全流程热送热装工艺后，有效地节约了能源、缩短了生产周期、减少了连铸坯烧损、提高了金属收得率、降低了生产成本，实践证明，该技术已为企业带来了明显的经济效益。

6  参考文献

[1]池和冰，邵世杰，李冬刚.AOD全铁水冶炼铁素体不锈钢工艺研究[J].宝钢技术，2008年第2期。

[2]都利强，何滨，刘登山.连铸坯热送热装生产工艺在C P 钢厂的应用实践[C].《2008年全国轧钢生产技术会议文集》2008年。

[3]曾春水，高捷等.优化钢坯热送热装温度工艺的实践[J]。

[4]程立，康彦萍.连铸保护渣对304 不锈钢表面的影响[J].山西冶金，2015年第1期。

[5]赵莉萍，麻永林等.二冷配水对304 不锈钢连铸板坯质量的影响[J].特殊钢，2002年第4期。