摘  要  本文根据北海诚德金属压延公司冶炼304不锈钢的工艺，讨论钢水温度对冶炼时间，炉龄，和消耗原材料量的影响。

关键词  钢水温度  脱碳速率  炉衬寿命  冶炼时间

1  前言

在铁合金冶炼过程中，通过调节供氧量控制钢水碳含量和温度是整个吹炼工艺的核心，然而冶炼铁合金是一个非常复杂的多元多相高温状态下进行的非线性的物理化学反应过程，存在很多不确定的因素，且难以获得铁水成分准确连续的检测信息，即使有一些间接的检测方法，其精度也不能达到令人满意的程度，给冶炼铁合金的过程与终点控制带来很大困难。目前我们的冶炼方法是根据经验观察炉口的火焰和火花、铁水的装入量和氧气的累计消耗量来估算终点的碳含量，对过程温度进行控制，这种方式不能确保在每个阶段温度都是最佳状态，控制得不好不仅延长了冶炼时间，降低了炉龄，增加了原料消耗，直接影响最终冶炼铁合金的质量，所以在冶炼过程中如何调节供氧量控制温度是冶炼中的关键一环。目前我们成所使用的氩氧精炼(Argon Oxygen Decarburization，简称AOD)技术是炼钢技术中先进的技术，由于氮气比氩气在价格上存在优势，所以在冶炼前期吹氮气，在后期深脱碳过程中切换成氩气，将钢水中的氮含量控制在范围内≤0.045%。铁水通过行车调运进入AOD炉吹炼，顶枪吹氧气，侧枪吹氮氧混合气体，顶部高压氧枪吹氧使铁水脱碳速度快，可缩短冶炼时间，提高生产能力，通过侧枪控制吹入不同比例的氧、氮混合气体，降低一氧化碳的分压，使脱碳反应正向进行，实现脱碳保铬的目的。作为一个多相火法冶金过程，铁合金顶底复吹AOD精炼过程十分复杂。注意到精炼过程的物理和化学特性，包括其热力学和动力学特征，考虑体系的质量和热量衡算，精炼过程的不等温状态，研究和掌握温度对冶炼时间的影响，温度对原材料消耗的影响，温度对炉衬寿命的影响尤为重要。

2  温度对冶炼时间的影响

目前北海诚德金属压延公司冶炼304不锈钢每炉的产量为100吨左右，冶炼时间维持在90到110分钟以内，冶炼的工艺流程为：兑钢→扒渣→升温脱碳→取碳样→还原→出钢，在整个冶炼过程中，首先加入石灰造渣，加入的石灰量根据硅含量和铁水温度加入，使碱度在1.8～2.2之间，然后选择时机加入到炉子里去并且等温度合适加入合金成分高铬进去，高铬分多次加，加入高铬时保证钢水温度大概有1450℃左右，这是为了保证钢水温度，如果一下子把高铬全部加入到炉子里的话会使钢水的热值不够，会导致扒渣前的温度过低会使高铬没完全融化在钢水里，如果铁水温度过低(<1230℃，)，同时硅的含量低于<0.3%，容易使金属铬和锰提前氧化导致后面的扒渣样不准容易造成成份异常，此时应该做的就是减少石灰加入量，加入少量硅铁升温，保证热值，快速升温，不让钢水低温时间过长，因此，扒渣前的温度控制也很重要，前期冶炼控制好了，对冶炼一炉钢来说就相当于成功了一半。扒完渣后，加入石灰重新造渣，这一次造的渣是为了给钢水营造一个良好的脱碳环境，接着根据扒渣样计算铬还差多少补加进去，以及合金成分镍。扒完渣后快速升温脱碳，当温度升到1600左右可加入2吨到3吨的石灰重新造渣，以防止渣稀导致脱碳速度慢和钢水温度过高造成铬过氧化，同时如果温度过高的话也会容易导致渣稀，温度过高导致渣稀，又得重新加入石灰造渣，增加成本，增加冶炼时间。如果在取碳样渣稀的话会使得脱碳速度慢，从而导致冶炼时间长，铬氧化严重，导致还原料硅铁消耗增加。根据经验，304的最佳脱碳温度在1660℃～1680℃，因此，升温至此温度区间可加快冶炼时间。当温度达到1630℃左右，碳还有0.8%～1%时，应该开始使用O2:N2＝4:1，温度达到1650℃左右时O2:N2=3:1，温度达到1660℃左右时O2:N2=1:1，当温度达到目标值时O2:N2=1:3，在这个比例下钢水已经不会再涨温度，而且脱碳速度达到最佳，从而保证了冶炼时间不长。

3  温度对炉衬寿命的影响

炉龄的影响因素比较复杂，比如里面的砌砖情况，铁水硅的含量(铁水硅高的话会使扒渣前酸性渣增多，由于炉子的砖块属于弱碱性，所以酸性渣会与弱碱性的砖反应融化掉炉砖，砖的厚度就会变薄)，顶枪和侧枪的使用压力(压力过大会使钢水对炉砖的冲刷加重)钢水温度(钢水温度过高会使炉壳温度涨的比较快)等，在这几个因素中，温度对炉龄的影响是比较明显的，在冶炼后期如果取碳样的温度过高(超过1720℃)，会导致炉壳升温较快，在还原期间加入了萤石使渣子化成了白渣，在搅拌作用下，高温下的钢水以及白渣对炉子冲刷，造成炉壳温度涨得较快，所以在冶炼后期要注意控制好钢水温度。无论是在炉子前期还是后期都要护好炉子，特别是在炉子前期，如果没护好炉子，后期想补救已经困难。

4  温度对原材料消耗的影响

一炉钢想要炼好，首先得把温度控好，根据炉口火焰以及用氧量判断，在取碳样前尽量将温度控制在1670℃左右，如果取碳样前钢水处于1620℃以下，会把钢水中的铬氧化加重，同时也会造成脱碳速度慢，冶炼时间长，铬如果氧化严重的话，还原时所需的硅铁就会增加。同样如果取碳样前温度高于1680℃时，同样会导致铬氧化加剧，还原时硅铁使用量增多。温度过高意味着反应过氧化，供养强度过高，此时也容易造成烧铬现象，导致钢水中的铬不够，后期就得补加低碳微铬，使冶炼成本增加，成份难以控制。

5  结语

温度对冶炼时间、炉龄、原材料消耗有的影响，所以想要把钢炼好就必须把熔池温度控制好。

6  参考文献

[1]钢铁研究学报.月刊；

[2]AOD温度影响论文；