转炉+AOD两步法冶炼不锈钢物热平衡模型开发

doi:10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20230130

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摘要以高炉铁水为主原料,利用合金熔化炉熔化高碳铬铁、镍铁等合金,采用转炉进行脱磷,再将混合后的不锈钢母液兑入AOD炉进行精炼脱碳来生产430、410及其他马氏体等常规400系不锈钢,这是近年来国内流行的两步法不锈钢生产工艺流程。基于宝钢德盛不锈钢有限公司两步法不锈钢工艺流程,建立转炉与AOD炉的物料平衡和热平衡计算模型,对转炉+AOD的两步法物料平衡和热平衡工艺、物料匹配工艺等方面进行系统优化研究,探索不同炉料组合生产常规400系不锈钢的工艺路径。研究结果表明,中频炉(合金熔化炉)的使用对AOD冶炼的热平衡有很大影响,当不使用中频炉时需要使用焦炭补充热量缺口,并以品种不锈钢废钢作为冷却剂来保证出钢温度满足生产要求;铬铁水在AOD入炉不锈钢母液中最优的配比为30.0%~32.5%,这时基本不需要额外加入焦炭和不锈钢废钢。模型计算结果可为转炉+AOD两步法生产不锈钢提供生产指导。

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	杜鑫
	龚伟
	姜周华
	黎涛

关键词 ：不锈钢, 两步法生产工艺, 物料平衡, 热平衡, 数学模型

Abstract：In recent years, it is a popular duplex stainless steel production process in China to produce 430, 410 and other martensitic 400 series stainless steels by melting high-carbon ferrochrome and ferronickel in alloy melting furnace, dephosphorizing in converter, and refining and decarburizing the mixed stainless steel mother liquor in AOD furnace. Based on the duplex stainless steel process flow of Baosteel Desheng Stainless Steel Co., Ltd., the calculation model of material balance and heat balance about converter and AOD furnace was established. The duplex material balance and heat balance process as well as material matching process of converter and AOD furnace were optimized systematically, and the process path of producing conventional 400 series stainless steel with different burden combinations was explored. The research results show that the use of intermediate frequency furnace (alloy melting furnace) has a great influence on the heat balance of AOD smelting. When the intermediate frequency furnace is not used, coke should be used to supplement the heat gap, and stainless steel scrap should be used as coolant to ensure that the tapping temperature meets the production requirements. The optimum ratio of chrome molten iron in AOD stainless steel mother liquor is between 30.0% and 32.5%, when coke and stainless steel scrap are basically unnecessary. The calculation results of the model can provide production guidance for stainless steel production by converter +AOD duplex process.

Key words： stainless steel duplex process material balance heat balance mathematical calculation model

收稿日期: 2023-03-09

基金资助:国家自然科学基金资助项目(52274324)

通讯作者: 龚伟(1975—), 男, 博士, 副教授; E-mail: gongw@smm.neu.edu.cn

作者简介: 杜鑫(1996—), 男, 硕士生; E-mail: 1083805054@qq.com

引用本文:

杜鑫, 龚伟, 姜周华, 黎涛. 转炉+AOD两步法冶炼不锈钢物热平衡模型开发[J]. 中国冶金, 2023, 33(8): 84-91. DU Xin, GONG Wei, JIANG Zhouhua, LI Tao. Development of material and heat balance model for stainless steel smelting by converter+AOD duplex process[J]. China Metallurgy, 2023, 33(8): 84-91.

链接本文:

http://www.zgyj.ac.cn/CN/10.13228/j.boyuan.issn1006-9356.20230130 或 http://www.zgyj.ac.cn/CN/Y2023/V33/I8/84

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