AOD炼钢转炉的最新设计.pdf

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1、AOD炼钢转炉的最新设计AOD炼钢转炉的最新设计GüntherStaudingerStefanDimitrov（西门子-奥钢联，奥地利）1前言自2000年以来，世界范围的不锈钢生产需求日益增加。在90年代，典型的不锈钢厂，按一炉钢80t到100t计，年生产能力为50万t/年。在2000年，标称炉容增加到120t和150t，实现70万～80万t/年（OutokumpuTornio，ALZGenkAOD路径）。最近，由于需求进一步增加——特别是中国——和要求降低生产成本，不锈钢厂的生产能力增加到100万t

2、/年，炉容达180t（太钢——TISCO，中国）。西门子奥钢联，作为炼钢和特别是不锈钢炼钢业的主要供货人，推出了若干设备和流程技术改进成果，且以主要的重要项目（CARINOX/Arcelor，ZPSS（张家港浦项不锈钢公司）/Posco（浦项钢铁公司），太原钢铁公司/中国，LISCO（力山钢业有限公司）/台湾）为荣。本文介绍了一些现代的且当前是最新的AOD转炉的新设计特点和工艺结果。2流程特点采用AOD转炉是以高性能和高度灵活性生产不锈钢的一个主要前提条件，在使用不同的炉料生产各种钢种时使成本得到明显

3、的节约。AOD转炉适用于两种工艺生产线，例如以常规的电弧炉预熔钢水的工艺生产线和仅以脱磷铁水为基础的预熔钢水或以复合方法——例如预熔混合钢水——带有电弧炉和/或埋弧电炉（SAF）的液态合金的预熔钢水的工艺生产线。在钢种为304的情况下，预熔钢水的特性变化见表1。表1在304钢种和类似钢种情况下，预熔钢水性能的可能变化AOD的预熔钢水温度/℃[C]重量/％[Cr]重量/％[Ni]重量/％常规（电弧炉）1500～15801.0～2.516.0～19.05.0～7.0采用脱磷铁水的预熔混合钢水1300～15

4、002.5～5.02.0～17.01.0～5.0使用常规预熔钢水的AOD转炉中形成的热通常小于10％，但是在预熔混合钢水的情况下能达到30％甚至更高。在带有应用AOD的所谓的双联路径中，AOD转炉出钢的炉次（多达22～25炉/天）大部分几乎适合钢包处理（LF或LTS）和浇注的最终目标成分和合适温度。如果有附加的VOD设备，可使用带有AOD和VOD的所谓三重路径法（为了降低Ar）；通常从AOD出的钢，最高含碳量为0.25％～0.50％，供VOD进一步处理。典型的AOD炉次是一个脱碳期程序，在预熔钢水兑入

5、后，执行多次吹炼步骤以熔化炉料（炉次开始）。其后至少是还原步骤——在部分扒渣和出钢前——在某种情况下是脱硫和/或最终合金化的附加步骤。脱碳（带有N2或Ar作为惰性气体的氧气/惰性气体混合气体）和还原及以后步骤（仅惰性气体——大部分仅是Ar）所需气体使用侧壁风口引入，通常设计有单线控制的耐火砖套管保护。目前最新的AOD转炉装备有炉顶喷枪，其在脱碳步骤期间运用，将碳减少到通常的0.20～0.40wt.％C，在某种特殊的情况下（重新吹炼）吹纯氧或氧/惰性气体（N2或Ar）混合气体。在常规电弧炉预熔钢水的情况

6、下，304及类似钢种脱碳过程中，典型的吹炼设计参数和应用范围/极限见表2。2007中国钢铁年会论文集表2在常规电弧炉预熔钢水的情况下，带有炉顶喷枪的现代AOD转炉的典型吹炼设计参数①3−13−1AOD吹炼设备流程废气O2/惰性气体比率wt/％CO2流量/m·（t·min）合计流量/m·（t·min）②1.0～1.61.0～1.6炉顶喷枪O2（+N2/Ar）纯O2–1/1MTB≥0.35≥0.200.5～1.01.0～1.6O2+N2/Ar4/1～1/6.50.15～1.100.80～1.25中心管的耐

7、火套管2.5～0.004N2/Ar纯N2或Ar0.05～0.080.05～0.08炉顶喷枪＋风口累计O2+N2/Ar11/1～1/72.5～0.0040.20～2.20.85～2.5①及类似钢种的应用范围；②MTB=混合顶吹。为了顺利运行，特别在脱碳期间，AOD转炉应提供足够反应空间（熔池之上的自由空间）。AOD所需的具体空间主要基于在炉料条件，和通过炼钢喷枪（如果有的话）的目标最大总吹氧速率和达到目标生产率（炉料-出钢时间）的侧壁风口状况。在常规电弧炉预熔钢水的情况下（在AOD无炉顶喷枪的情况下，下

8、限3范围是有效的），炉役开始时带有新衬里的典型AOD的单位体积在0.5～0.6m/t标称出钢量之间，并且在高3C预熔钢水≥3wt.％C，通常增加到0.75m/t。这意味着在与LD转炉的单位体积相比时它是较小的，其大约3为1.0m/t。AOD总体性能的一个主要标准是脱碳期的脱碳效率（CRE），其将影响Si和Al的用量（如果用的话）。这果断地确定了AOD生产率和工业废气及所有金属炉料用量，而且还有造渣剂的需求，例如AOD的渣量和炉子耐火材料的最终衬里寿命时间