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1、一、不锈钢概述：41、不锈钢的定义42、不锈钢的耐蚀性：43、不锈钢的分类53.1合金元素对不锈钢组织的作用53.2马氏体不锈钢73.3铁素体不锈钢73.4奥氏体不锈钢73.5双相不锈钢74、AOD基本工艺7二、炼钢用原料81、主原料91.1 预溶液91.2废钢及镍板102.辅原料112.1石灰112.2萤石112.3轻烧白云石123铁合金124、其它154.1氧气154.2氮气154.3氩气15三、AOD冶炼工艺151、脱碳的热力学162、脱碳的动力学条件173工艺步骤及操作曲线：203.1AOD炉的工艺步骤分为：203.2操作曲线（以304钢种为例）：234造渣制度245、合金加入量的计算
2、245.1钢水量的校核245.2单元素高合金钢合金加入量的计算265.3多元高合金钢合金加入量计算265.3.1补加系数法265.3.2拉配法286、富铬渣的还原及影响因素297.温度制度308.供气制度30四、AOD工艺模型：321、预计算模型：322、成分模型：323、热模型：334、合金化模型：335、复吹模型：336、溶池高度模型：337、主要模型表：34五、产品质量的控制351、硫含量的控制352、组织的控制363、钢水的清洁度的控制373.1提高钢水的纯净度373.2控制连铸的钢水清洁度384、钢中气体的危害性、来源及控制39六、工艺设备40SL.1344 料槽：40SL.21 A
3、OD本体40SL.211炉壳40SL.212 AOD炉吊挂系统42SL.214 支撑轴承及AOD炉基架43SL.215 AOD炉倾动系统45SL.217 旋转接头及管道48SL.22渣保护罩49SL.221顶吹设备49SL.2221 炉壳风口54SL.2226 AOD炉、顶枪吹炼阀门站55SL.2341 AOD炉更换设备57SL.2349 AOD炉炉壳提升横梁59SL.23451AOD炉拆炉站59SL.23452AOD炉耐材拆炉机59SL.23453AOD炉修砌站59SL.23454 AOD炉修砌设备60SL.2347转炉加热器（水平）60SL.236测温和取样设备61SL.2361手动枪和显
4、示表61SL.2363VAI温度连续测量系统61SL.2421 浇铸钢包运输车62SL.2521 AOD渣车63SL.2459-M1 扒渣机64SL.28AOD炉狗窝65SL.241浇铸钢包65SL.2422钢包底吹阀站66SE143高位料仓67附表1：AOD主要工艺参数表69附表2：典型钢种主要消耗指标：75一、不锈钢概述：1、不锈钢的定义含铬10.5以上的合金称为不锈钢。不锈钢最基本的特性是它在大气条件下的耐锈性和在各种液体介质中耐蚀性。这一特性与钢中的铬含量有直接关系，随着铬含量的提高而增强。当铬含量达到10.5以上时钢的特征发生突变，从易生锈到不锈，从不耐蚀到耐腐蚀，而且含铬量随着铬含
5、量的不断提高，其耐锈性和耐蚀性也不断的提高。不锈钢的铬含量最高为26，更高的铬含量已经没有必要。2、不锈钢的耐蚀性：不锈钢的耐蚀性的基本原因（机理）是钝化膜理论。这一理论已成定论。所谓钝化膜就是在不锈钢表面有一层以Cr2O3为主的薄膜。由于这个薄膜的存在使不锈钢的基体在各种介质中的腐蚀受阻，这种现象被称为钝化。这种钝化膜的形成有两种情况，一种是不锈钢本身就有的自钝化的能力，这种自钝（氧）化能力随铬含量的提高而加快。因此它才具有了抗锈性，另一种较为广泛的形成条件是不锈钢在各种水溶液（电解质）中，在被腐蚀的过程中形成钝化膜而使腐蚀受阻。不锈钢的耐蚀性是有条件的，一种不锈钢在某一介质是耐蚀的，而在另
6、一个介质中可能在数小时就可遭到破坏。同时不锈钢的耐蚀性也是相对的，到目前为止，还没有一种不锈钢是绝对不腐蚀的，也没有一种不锈钢在所有的环境中都是耐蚀的。作为评价不锈钢的耐蚀性水平的标准，一般采用表所示的10级标准。不锈钢耐蚀性的分级标准耐蚀性评价腐蚀率（mm/年）等级完全耐蚀0.0011很耐蚀0.0010.00520.0050.0103耐蚀0.0100.0540.050.105尚耐蚀0.10.560.51.07欠耐蚀1.05.085.010.09不耐蚀10.0103、不锈钢的分类不锈钢的应用领域十分的广泛，所以不锈钢的钢号数量在特殊钢中是最多的。世界各国的钢号合计约224个，列入国家行业标准的
7、钢号约有109个。不锈钢的分类方法主要有按组织分类和按用途分类两种方法。我国的国家标准分类方法是按组织分类。这种分类方法在冶金生产企业内部也比较适用，这主要是因为不锈钢的生产工艺特点与不锈钢的组织有密切的关系，特别是与冶炼和热加工工艺有直接的关系。例如马氏体不锈钢必须在各工序进行退火，必须注意在高温下触水等，奥氏体不锈钢必须注意热轧轧制负荷，尽量避免温降等。不锈钢按组织分类共有5种，即：马氏体不锈钢、奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、双相不锈钢、沉淀硬化不锈钢。3.1合金元素对不锈钢组织的作用不锈钢的组织是由钢的化学成分决定的。在不锈钢的化学成分中对组织的作用分为两类。一类是奥氏体形成元素，另一类是
8、铁素体形成元素。所谓的奥氏体就是构成钢的基体的最小单位是晶铬，晶格中原子的排列形式是面心立方体。所谓的铁素体，就是晶格中的原子的排列形式是体心立方晶体。因为无论是奥氏体还是铁素体形成元素，在各类不锈钢中都或多或少同时存在，所以具体的不锈钢是什么组织最终是由两类形成元素的比例所决定的。从下图可以看到各元素的当量值和由当量比所决定的组织。镍是扩大r的元素，通常用以形成并稳定奥氏体的组织。在不锈钢中多将镍和铬配合使用，以获得奥氏体铁素体双相组织或单相奥氏体组织，使钢具有更好的耐蚀性和良好的形变及焊接性能。钼能增加不锈钢的耐蚀性，特别是对那些铬的钝化作用不够的还原性介质和存在氯离子的介质。在某种情况下
9、，钼还能够提高铬镍不锈钢的抗晶间腐蚀的能力。铜能够提高铁素体铬不锈钢在某些还原性介质中的耐蚀性，并改变其韧性。在奥氏体不锈钢中加铜，可显著提高其在硫酸中的耐蚀性。 修正的舍菲尔不锈钢组织图（图1）锰和氮都是促进奥氏体形成的元素，因而可以代镍。但锰本身并不防蚀，不能单独使用，只用以代替部分的镍。碳在不锈钢中将与铬形成碳化物，含碳量越高，形成的碳化铬越多，固溶体中的含铬量越低，钢的电极电位就越低，故钢的耐蚀性也越低，因而不锈钢一般要求较低的含碳量。但是，不锈钢的强度和硬度则随不锈钢的含碳量的增加而提高，因此，用以制造要求高硬度和高耐磨性的滚动轴承、刃具、弹簧等不锈钢，其含碳量较高，但需相应提高其含
10、铬量（如9Cr18）钛和铌与碳亲和力比铬大，在不锈钢中能够优先形成碳化物，使铬能基本溶于固溶体中，从而避免晶界贫铬，减轻晶间腐蚀倾向。铝和硅能在钢的表面形成一层致密的氧化膜，提高钢的耐蚀性。在不锈钢常用的合金元素中，铬、钼、硅、铝、钛、铌等是铁素体形成元素，而碳、镍、锰、氮是奥氏体元素。3.2马氏体不锈钢不锈钢在加热到8701200C后（钢的组织为奥氏体），在空冷的条件下，钢的组织转变为铁素体，但是这种铁素体中的碳并没有随温度的降低而析出，而是碳在铁素体中的过饱和体，所以被称为马氏体。代表钢号为04Cr13（410、420、420J2）和Cr17Ni2。3.3铁素体不锈钢铁素体不锈钢是指从高温
11、冷却到室温后钢的组织为铁素体的不锈钢。这类钢为了获得室温下的铁素体组织，传统的碳含量要求一般在0.080.12。代表的典型钢种为405、409、430、434等。3.4奥氏体不锈钢奥氏体不锈钢从高温到室温的钢的组织基本是奥氏体，但是由于钢号的不同含有的铁素体的含量也不同。典型的代表钢号为304、316等。3.5双相不锈钢双相不锈钢在高温下基本为铁素体的组织，冷却到室温转变为3050的铁素体奥氏体组织。故称为双相不锈钢。典型的代表钢号为0Cr26Ni5Mo2等。3.6沉淀硬化不锈钢是一类沉淀硬化元素（Cu、Al、Ti、Nb）的铁铬镍合金，可以通过热处理强化，此类钢具有高强度、足够的韧性及适宜的耐
12、蚀性，主要用于航天和一些高技术产业。典型的代表钢号为0Cr17Ni4Cu4Nb。4、AOD基本工艺传统AOD入炉钢水的碳含量为1.52.0，电炉粗钢水用钢包倒入AOD炉后，首先进入脱碳期进行脱碳，一般分为45期脱碳，一期将碳降到0.3，二期将碳降到0.15，三期将碳降到0.05，四期用钢中的氧脱碳。脱碳达到目标值后，进入还原阶段，还原渣子中的铬等金属，并对钢水脱氧。然后进行成分的调整和出钢。本次炼钢项目的AOD炉，脱碳是在AOD内通过顶枪吹氧和侧枪吹氧配合完成的。为确保要求的过程温度，设计废钢料槽用于将较大的冷却用废钢和镍板加入AOD炉（示意图如下）。镍铁、镍、石灰/轻烧白云石、废钢都可以作为
13、转炉的冷却剂。对于奥氏体钢种来讲，预溶包内的镍的成分是根据转炉要求的冷却剂、工艺路线、以及可以使用的冷却剂种类等因素调整。AOD转炉常规使用白云石砖砌筑，钢包同样可以使用白云石砖砌筑或在渣线使用镁碳砖。 O2/N2O2/N2/Ar2AOD示意图（图2）二、炼钢用原料炼钢用原材料一般分为主原料、辅原料和各种铁合金。1、主原料AOD使用主原料为电炉预溶液。1.1 预溶液预溶液一般占AOD装入量的80%90%。预溶液的物理热与化学热是AOD炼钢的基本热源。因此对入炉温度和化学成分有一定的要求。1.1.1预溶液温度预溶液温度的高低是带入转炉物理热多少的标志，预溶液物理热约占AOD热收入的50%。因此预
14、溶液的温度不能过低，否则热量不足，影响溶池的温升速度和元素氧化过程，也影响化渣和去除杂质，还容易导致喷溅。一般预溶液温度应大于15301550。1.1.2预溶液化学成分1.1.2.1预溶液中的SiSi是炼钢过程的重要发热元素之一，Si含量高，热来源增多，但过高的Si含量会给冶炼带来不良后果，主要有以下几个方面：（1） 增加渣料消耗，渣量大。Si增加0.1%，吨铁石灰消耗量需要多加6Kg左右的石灰。过大的渣量容易引起喷溅，随喷溅带走热量，并加大金属损失。（2） 加剧对炉衬的冲蚀。为保证一个合理经济的炉令，硅含量必须满足AOD的要求。1.1.2.2预溶液中的PP是强发热元素，在冶炼过程中去除的有害元素，成品P含量越低越好。但是在AOD冶炼过程，P的含量呈增加的趋势。所以电炉预溶液的P含量尽可能的低，当然电炉的P含量主要的决定因素为前步工序。下图表示了304钢种预溶液中的P含量和成品中P含量的关系。1.1.2.3预溶液的渣量预溶液渣中SiO2含量较高，如果进入AOD的带渣量多，会导致石灰消耗量增加，渣量增大，喷溅加剧，损坏炉衬，降低金属收得率，损失热量等。一般要求AOD入炉前100的扒渣。1.2废钢及镍板废钢和镍板是AOD冶炼过程中，为确保过程温度控制，采用的主要冷却剂，
