不锈钢冶炼中的SS—VOD工艺控制

时间：2020-01-05

1962年，德国的Witten特殊钢公司发明了VOD工艺，其特点是在真空下进行吹氧脱碳。VOD在对高铬不锈钢进行吹氧脱碳(强制脱碳)中可以实现碳的氧化**铬的氧化，所以VOD是一种良好的、适合于特殊钢和不锈钢的二次精炼工艺。VOD真空处理是一种复杂的冶金过程，特点是真空、高温、多相反应，如果真空处理工艺控制不合理(如真空持续时间过长、还原介质消耗过量、氧气利用率偏低、喷溅严重)会导致某些技术参数和处理结果变差，因此合理的真空处理控制是顺利有效地进行VOD处理的关键。

宝钢拥有一台双工位的120tSS—VOD(强搅拌VOD)。在VOD钢包的底部有三个多孔气嘴，此外SS—VOD还配备有具有较高抽真空能力(在0．67mbar时可抽取500kg／h干燥气体)的四段式蒸汽喷射真空泵、脉冲式**强氧枪以及在线质谱分光计。对于SS—VOD，良好的初始条件是重要因素，它能**整个真空工艺的顺利进行，合理的真空控制是成功进行真空处理、达到较终化学成分及温度的关键，并通过常压微调处理可以获得高纯净钢水。

整个VOD工序包括3个阶段：抽真空、脱碳、还原及脱硫。抽真空阶段包括合金化、脱氮和化学加热。脱碳阶段分为强制脱碳和自然脱碳两部分。最后阶段包括加料、还原及脱硫两部分。

真空合金化

如果初始铬和锰含量与目标值的差别不大，可以在吹氧前往钢包中加入高碳和中碳合金。使用廉价合金取代真空处理后投入的昂贵(低碳)合金可以降低精炼成本。

脱氮

对于普通钢种(如AISI304)，为了降低氩气的消耗，AOD转炉在整个工艺过程中吹氮气，因此VOD初始氮含量会很高(≥1500ppm)，所以在吹氧前**脱氮。一般说来，为了脱氮，所有气泵都应开启以确保真空压力低于0．2kPa，吹氩速度按中速控制。

化学加热

脱氮和合金化可能会使温度过低而无法脱碳，所以需要化学加热。通过添加少量铝可以实现化学加热，但是铝的加入量应少于钢水重量的0．15％，否则将很难获得纯净的钢水。

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