AOD冶炼工艺培训课件

1、2022-3-10AOD冶炼工艺冶炼工艺(gngy)培训课件培训课件第一页，共153页。1不锈钢及不锈钢及AODAOD装置设备装置设备(shbi)(shbi)引见引见2AODAOD冶炼冶炼(ylin)(ylin)模型基础模型基础不锈钢及AOD的发展简介第一讲AOD设备介绍第二讲AOD炉衬耐材介绍第二讲AOD在线监测设备-副枪第二讲目目 录录3AOD冶炼不锈钢工艺冶炼不锈钢工艺(gngy)基础基础基本模型参数介绍第三讲标准冶炼操作SMP介绍第四讲AOD用预溶液、原辅料及能源介质要求第五讲AOD冶炼基础理论-不锈钢脱碳第六讲AOD冶炼基础理论-不锈钢还原第七讲AOD成分控制及控N工艺第八讲第二页，

2、共153页。目目 录录4AOD与工序与工序(gngx)间的联络间的联络5AOD事故及处置事故及处置(chzh)方法方法1 AOD侧枪堵塞第十讲2 AOD返吹3 AOD跑钢6AOD异常处置异常处置(chzh)方法方法1 一般安全措施第十讲2 反应生成有害气体设备危险3 操作危险AOD与电炉、LF、连铸的联系第九讲AOD冶炼不锈钢质量控制的探讨第九讲第三页，共153页。第一章AOD装置(zhungzh)设备引见第四页，共153页。AOD及不锈钢的展开(zhn ki)简介不锈钢定义不锈钢定义(dngy)在大气、水、酸、碱和盐等溶液，或其他腐蚀介质中具有化学坚定性的钢的总称耐大气、蒸汽和水等弱介质腐蚀

3、的通常称为不锈钢耐酸、碱和盐等强介质腐蚀的通常称不锈耐蚀钢耐高温环境中介质腐蚀的通常称为不锈耐热钢不锈钢在石油化工、原子能、轻工、纺织、食品(shpn)、家用器械、电器、汽车等方面运用普遍第五页，共153页。AOD及不锈钢的展开(zhn ki)简介不锈钢历史不锈钢历史(lsh)1904-1906年，法国人吉耶L.B.Guillet首先对Fe-Cr-Ni合金中止了基础研讨1907-1911年，法国人波特万(A.M.Portevin)和英国人吉森(W.Giesen)区分发现了Fe-Cr和Fe-Cr-Ni合金耐蚀性1908-1911年，德国人蒙娜尔茨(P.Monnartz)提示了钢的耐蚀性原理并提出

4、了钝化(dn hu)的概念19121913年，英国人布里尔利H.Brearly发明了含12-13%Cr的马氏体不锈钢并取得专利 1911-1914年，美国人Dantsizen发明了含14-16%Cr,0.07-0.15%C的铁素体不锈钢19121914年，德国人毛雷尔(E.Maurer)和施特劳斯(B.Strauss)发明了18-8奥氏体不锈钢，并于1929年取得专利权1931年，在法国的Uniex实验室开发了双相不锈钢 第六页，共153页。AOD及不锈钢的展开(zhn ki)简介不锈钢分类不锈钢分类(fn li)按美标规范分200系、300系、400系。如201、301、304、321、31

5、6、317、309、310、410、409、430、429、436、439、443、445、446、447；按组织分：奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、双相不锈钢、马氏体不锈钢、沉淀(chndin)硬化不锈钢奥氏体不锈钢：普通301、304、含Ti321、含Mo钢316、含Cu钢SUS304J1、高氮钢316LN、高CrNi钢0Cr25Ni20、超级奥氏体不锈钢904L等双相钢：00Cr22Ni5Mo3N、00Cr23Ni4N,S32750,S32101，典型特征高铬高氮低碳马氏体不锈钢：1Cr13、 2Cr13 、3Cr13、 4Cr13、5Cr15MoV。典型特征高碳铁素体不锈钢：普通410、4

6、30、409，超纯铁素体(极低C+N)Cr10-14%：409L、410LCr14-18%：429、430Nb、Ti动摇化型Cr14-18%：430Nb、 430Ti、439、441、加Mo型Cr14-18%：434、436、444、Cr19-24% ：445、445J1、445J2、443Cr25-32% ：446、447、448深化掌握钢种的特点、难点，挖潜设备的功用效率，提高质量并降低本钱是工序技术人员或操深化掌握钢种的特点、难点，挖潜设备的功用效率，提高质量并降低本钱是工序技术人员或操作人员的任务实质；作人员的任务实质；第七页，共153页。不锈钢的用途(yngt)分类钢号特性用途奥氏体

7、不锈钢 301 与304钢相比，Cr、Ni含量少，冷加工时抗拉强度和硬度增高，无磁性，但冷加工后有磁性。 列车、航空器、传送带、车辆、螺栓、弹簧、筛网 301L 是在301钢基础上，降低C含量，改善焊口的抗晶界腐蚀性；通过添加N元素来弥补含C量降低引起的强度不足，保证钢的强度。 铁道车辆构架及外部装饰材料 304 作为一种用途广泛的钢，具有良好的耐蚀性、耐热性，低温强度和机械特性；冲压、弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象（无磁性，使用温度-196800）。家庭用品（1、2类餐具、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸），汽车配件（风挡雨刷、消声器、模制品），医疗器具，建材，化学，食品工业，农业，船

8、舶部件 304L 作为低C的304钢，在一般状态下，其耐蚀性与304刚相似，但在焊接后或者消除应力后，其抗晶界腐蚀能力优秀；在未进行热处理的情况下，亦能保持良好的耐蚀性，使用温度-196800。应用于抗晶界腐蚀性要求高的化学、煤炭、石油产业的野外露天机器，建材耐热零件及热处理有困难裂纹性好，故可进行复杂形状的产品成形；其耐腐蚀性与304相同。保温瓶、厨房洗涤槽、锅、壶、保温饭盒、门把手、纺织加工机器。316 因添加Mo，故其耐蚀性、耐大气腐蚀性和高温强度特别好，可在苛酷的条件下使用；加工硬化性优（无磁性）。海水里用设备、化学、染料、造纸、草酸、肥料等生产设备；照像、食品工业、沿海地区设施、绳索

9、、CD杆、螺栓、螺母 316L 作为316钢种的低C系列，除与316钢有相同的特性外，其抗晶界腐蚀性优。316钢的用途中，对抗晶界腐蚀性有特别要求的产品 321 在304钢中添加Ti元素来防止晶界腐蚀；适合于在430900温度下使用。 航空器、排气管、锅炉汽包 第八页，共153页。不锈钢的用途(yngt)分类钢号特性用途铁素体不锈钢409L 低C、N 因添加了Ti元素，故其高温耐蚀性及高温强度较好。汽车排气管、热交换机、集装箱等在焊接后不热处理的产品。 410L 在410钢的基础上，降低了含C量，其加工性，抗焊接变形，耐高温氧化性优秀。 机械构造用件，发动机排气管，锅炉燃烧室，燃烧器。 430

10、 作为铁素体钢的代表钢种，热膨胀率低，成形性及耐氧化性优。耐热器具、燃烧器、家电产品2类餐具、厨房洗涤槽、外部装饰材料、螺栓、螺母、 CD杆、筛网 436L 耐热性、耐磨蚀性良好，因含有Nb、Zr元素，故其加工性，焊接性优秀。 洗衣机、汽车排气管、电子产品、3层底的锅。 马氏体不锈钢420J1 淬火后硬度高，耐蚀性好（有磁性）。餐具（刀）、涡轮机叶片 410 作为马氏体钢的代表钢，虽然强度高，但不适合于苛酷的腐蚀环境下使用；其加工性好，依热处理面硬化（有磁性）。刀刃、机械零件、石油精练置、螺栓、螺母、泵杆、1类餐具（刀叉）。 420J2 淬火后，比420J1钢硬度升高（有磁性）。 刀刃、管嘴、

11、阀门、板尺、餐具（剪刀、刃）。第九页，共153页。不锈钢消费(xiofi)工艺简介罕见的不锈钢消费罕见的不锈钢消费(xiofi)工艺工艺第十页，共153页。2 不锈钢冶炼(ylin)流程不锈钢消费工艺(gngy)简介第十一页，共153页。3 不锈钢热轧(r zh)及退火酸洗不锈钢消费工艺(gngy)简介第十二页，共153页。4 不锈钢冷轧工艺(gngy)不锈钢消费工艺(gngy)简介第十三页，共153页。不锈钢消费(xiofi)工艺简介第十四页，共153页。不锈钢消费工艺(gngy)简介第十五页，共153页。不锈钢消费(xiofi)工艺简介第十六页，共153页。不锈钢消费工艺(gngy)简介罕

12、见的不锈钢炼钢罕见的不锈钢炼钢(lin n)工艺路途工艺路途分类分类工艺流程工艺流程冶炼钢种冶炼钢种一步法EAFVODLFCCM300系不锈钢铸件两步法(热装铁水/冷装)EAFAODLFCCM300系(铁水预处理/转炉脱P铁水)DePAODLFCCM400系三步法(热装铁水/冷装)EAFAODVODLFCCM300系超低碳(铁水预处理/转炉脱P)DePAODVODLFCCM400系超低碳300系超低碳注：与AOD工艺相似的有KOBM、MRP、GOR、CLU等，区别为底吹位置和底吹气体差异太钢炼钢(lin n)一厂不锈钢线、炼钢(lin n)二厂南区、北区均具有了三步法工艺第十七页，共153页。

13、AOD及不锈钢的展开(zhn ki)简介AOD的发明的发明(fmng)及历史及历史 AOD AOD工艺的发现源于工艺的发现源于19541954年在尼亚加拉瀑布城结合碳化公司的金属研讨实验室里。年在尼亚加拉瀑布城结合碳化公司的金属研讨实验室里。W WKrivskyKrivsky事先正在研讨碳铬温度之间的关系，并试图协调以前结合碳化公司事先正在研讨碳铬温度之间的关系，并试图协调以前结合碳化公司HiltyHilty和和CrafteQkCrafteQk以及英格兰以及英格兰DennisDennis所失掉的某些不同的结果。所失掉的某些不同的结果。 这些实验包括有向这些实验包括有向100100磅融熔的铬合金

14、熔池外表上吹氧。由于该实验反响的高放热特性，磅融熔的铬合金熔池外表上吹氧。由于该实验反响的高放热特性，在等温条件下是难于完成实验的。在等温条件下是难于完成实验的。KrivskyKrivsky就向氧中加氩以控制熔池温度。他发现用氩稀就向氧中加氩以控制熔池温度。他发现用氩稀释可使融熔的金属脱碳水平比以前所失掉的结果低得多。且不使铬过多地氧化。释可使融熔的金属脱碳水平比以前所失掉的结果低得多。且不使铬过多地氧化。 留意到这些结果和对该系统基本物理化学现象的回忆引导出一种留意到这些结果和对该系统基本物理化学现象的回忆引导出一种(y zhn)(y zhn)思想观念，思想观念，即运用这种原理或容许能开发一

15、种即运用这种原理或容许能开发一种(y zhn)(y zhn)对铁铬合金和不锈钢的精炼工艺来。随着就对铁铬合金和不锈钢的精炼工艺来。随着就停止了一些年的研讨与开发，最后是在铁合金分部然后是在林德停止了一些年的研讨与开发，最后是在铁合金分部然后是在林德LindeLinde分部。分部。 AOD AOD发明时专门用于不锈钢制造的，发明时专门用于不锈钢制造的，75%75%的不锈钢是运用普莱克斯的的不锈钢是运用普莱克斯的AODAOD工艺消费的。如工艺消费的。如今它曾经被用于消费军工级别特殊钢，工具钢，碳钢和低合金钢，镍基合金，钴基合金，今它曾经被用于消费军工级别特殊钢，工具钢，碳钢和低合金钢，镍基合金，钴

16、基合金，超级合金等，超级合金等，第十八页，共153页。AOD及不锈钢的展开(zhn ki)简介AOD的发明的发明(fmng)及历史及历史Argon-Oxygen Decarburization氩氧脱碳氩氧脱碳 19671967年稍晚些时分印地安那州年稍晚些时分印地安那州JoslynJoslyn不锈钢公司设计和树立第不锈钢公司设计和树立第1 1台工业用台工业用AODAOD反响装置，并于反响装置，并于19681968年年4 4月起投产月起投产19701970CabotCabot公司印第安纳州，公司印第安纳州，KokomoKokomo末尾精炼镍基超级合金。末尾精炼镍基超级合金。19711971Jos

17、lynJoslyn公司印第安纳州，公司印第安纳州，FtWayneFtWayne和和I IL LL LS SA A公司意大利，公司意大利，PtPt，St.MartinSt.Martin着手着手采用采用(ciyng)(ciyng)以氮代氩。以氮代氩。19721972CartechCartech公司宾夕法尼亚州，公司宾夕法尼亚州，ReadingReading用用AODAOD法停止大吨位低合金钢消费。法停止大吨位低合金钢消费。19731973KruppKrupp公司德国，公司德国，BochumBochum采用采用(ciyng)(ciyng)超声顶部喷枪。超声顶部喷枪。19731973ESCOESCO公

18、司俄勒冈州，公司俄勒冈州，PortlandPortland成为该工艺的首家铸造用户。成为该工艺的首家铸造用户。19781978DaidoDaido公司日本大同特殊钢公司星崎工场末尾采用公司日本大同特殊钢公司星崎工场末尾采用(ciyng)(ciyng)弱吹顶部喷枪。由于顶吹弱吹顶部喷枪。由于顶吹氧突出的优点氧突出的优点, ,新建或改造新建或改造AODAOD都把顶吹作为必备的工艺手腕都把顶吹作为必备的工艺手腕19781978ESCOESCO公司公司( (密西西比州密西西比州Newton)Newton)成为全部低合金用成为全部低合金用AODAOD法消费的第一家。法消费的第一家。19851985Wol

19、lastenWollasten合金公司合金公司( (马萨诸塞州马萨诸塞州Braintree)Braintree)第一家采用第一家采用(ciyng)(ciyng)小型小型2 2吨吨AODAOD炉。炉。19851985太钢第三炼钢厂建成国际第太钢第三炼钢厂建成国际第1 1座座AOD5TAOD5T。20062006年太钢第二炼钢厂北区建成全球最大的年太钢第二炼钢厂北区建成全球最大的AODAOD炉炉180t180t第十九页，共153页。AOD的基本原理的基本原理AOD法的冶金原理是用ArN2稀释CO，使其分压降低，从而使碳脱到很低的水平。AOD原料为初炼炉熔化的钢水。吹炼进程分为氧化期、恢复期、精炼期

20、。粗钢兑入AOD炉后，向熔池中吹入氧气和氩气，随着钢中碳含量的降低，铬的氧化添加。为在铬烧损较低的前提下完成快速脱碳，并浪费氩气，吹炼初期Ar:O2比拟低。随着熔池中碳含量的降低，Ar:O2比逐渐提高。脱碳完毕后参与硅铁，同时(tngsh)参与石灰、萤石等造渣剂，并经过吹氩增强搅拌，促进恢复和脱硫反响的停止AOD设备(shbi)引见第二十页，共153页。气体(qt)球罐O2、N2、Ar配气用气阀站辅佐辅佐(fzu)系统系统上料系统上料系统炉壳修砌炉壳修砌出渣系统出渣系统炉前平台炉前平台除尘系统除尘系统炉壳烘烤炉壳烘烤炉体，倾动(qngdng)系统神经中枢：一级、二级控制系统AOD系统的基本组成

21、系统的基本组成AOD设备引见第二十一页，共153页。4.1 4.1 AODAOD炉体及炉型炉体及炉型 AOD AOD炉的炉体由炉身和炉帽两局部组成，炉身炉的炉体由炉身和炉帽两局部组成，炉身为圆柱体及一倒置的截头圆锥体，其尺寸的比例大致为圆柱体及一倒置的截头圆锥体，其尺寸的比例大致为：熔池深度：钢渣面直径：炉膛总高为：熔池深度：钢渣面直径：炉膛总高1 1：2 2：3 3。炉。炉身下部侧墙的倾角为身下部侧墙的倾角为20202525，风口装置在侧墙下部。，风口装置在侧墙下部。炉身局部的耐火衬分两局部：内层是任务层，由各种炉身局部的耐火衬分两局部：内层是任务层，由各种特性的铬镁质耐火砖砌成，厚度为特性

22、的铬镁质耐火砖砌成，厚度为300400300400毫米；外毫米；外层为保温衬，普通是用厚度为层为保温衬，普通是用厚度为115115毫米的耐火粘土砖砌毫米的耐火粘土砖砌筑。近来在欧洲与日本，采用镁白云石质耐火资料筑。近来在欧洲与日本，采用镁白云石质耐火资料(zlio)(zlio)的工厂正在日益增多。炉帽普通由耐火混凝的工厂正在日益增多。炉帽普通由耐火混凝土捣打成型，也可以用砖砌筑。它的作用是防止吹炼土捣打成型，也可以用砖砌筑。它的作用是防止吹炼进程中发生剧烈喷溅，并在装入钢水和出钢时，维护进程中发生剧烈喷溅，并在装入钢水和出钢时，维护风口不受钢水腐蚀。风口不受钢水腐蚀。AOD设备(shbi)引见

23、第二十二页，共153页。4.2 4.2 托圈及倾动托圈及倾动(qngdng)(qngdng)机构机构 与氧气转炉一样，与氧气转炉一样，AODAOD炉的炉体是安放在托圈中的。托圈上带有耳轴，承当着支承和倾动炉体的双重担炉的炉体是安放在托圈中的。托圈上带有耳轴，承当着支承和倾动炉体的双重担务。务。 托圈平面的位置高于炉体内托圈平面的位置高于炉体内(t ni)(t ni)钢液面水平，因此当炉子倾动机构发作缺点时，炉体受钢液重力钢液面水平，因此当炉子倾动机构发作缺点时，炉体受钢液重力力矩的作用，会自动转回垂直位置，保证了平安。托圈上的耳轴放置在两侧支承架上轴承内，其中驱动力矩的作用，会自动转回垂直位置

24、，保证了平安。托圈上的耳轴放置在两侧支承架上轴承内，其中驱动侧的轴承是固定的，另一侧上的轴承那么可随托圈收缩而滑动，不致受热卡死。目前少数侧的轴承是固定的，另一侧上的轴承那么可随托圈收缩而滑动，不致受热卡死。目前少数AODAOD炉的炉龄还炉的炉龄还较低，因此为了停止延续消费，通常采用多个炉体改换运用，即当炉体严重损坏时，用吊车将该炉体吊较低，因此为了停止延续消费，通常采用多个炉体改换运用，即当炉体严重损坏时，用吊车将该炉体吊出拆修，而把另一个已修砌好的，并曾经过枯燥和预热的炉体吊入托圈。改换时间普通只需出拆修，而把另一个已修砌好的，并曾经过枯燥和预热的炉体吊入托圈。改换时间普通只需4545分钟

25、至分钟至1 1小小时。时。 炉子倾动机构可使炉子前倾或后倾炉子倾动机构可使炉子前倾或后倾108108。倾动速度大小可变。出钢或出渣时，为了摇炉乎稳，采用。倾动速度大小可变。出钢或出渣时，为了摇炉乎稳，采用低速低速( (大约每分钟大约每分钟0.250.250.320.32转转) )，空炉摇动或复位，采用高速，空炉摇动或复位，采用高速( (普通是每分钟普通是每分钟0.50.50.70.7转转) )。倾动装置由。倾动装置由电动机、减速器和联轴器组成。电动机、减速器和联轴器组成。AOD设备(shbi)引见第二十三页，共153页。4.2 4.2 托圈及倾动托圈及倾动(qngdng)(qngdng)机构机

26、构AOD设备(shbi)引见第二十四页，共153页。4.3 4.3 气体气体(qt)(qt)喷枪喷枪气体(qt)喷枪的结构：氧枪内管采用的紫铜管； 氧枪外管采用不锈钢管；枪把和气体(qt)分配器。气体(qt)喷枪任务原理冷却气由配气包经过钢管和高压皮管，从枪把侧进入紫铜管和不锈钢管中间间隙，进入炉内。 主气由混气包经过钢管和高压皮管从枪把正面有又经紫铜管内进入炉内。 当任务气停用后，冷却气经过二次阀站进入主气管道内，也可以冷却芯管。 AOD炉的气体(qt)喷枪，普通装置在炉底左近侧墙上的风口砖内。目前绝大少数AOD炉采用气体(qt)冷却消耗式喷枪。风口砖采用优质的再结合60%镁铬砖，喷枪的外套

27、管与风口砖严密配合，冶炼中的消耗速度基本分歧。风口及喷枪的数目随炉子容量递增，目前我厂180tAOD 喷枪数量为9支，散布在120度范围。AOD设备(shbi)引见第二十五页，共153页。4.3 气体(qt)喷枪非传动侧旋转接头非传动侧旋转接头: 传动侧旋转接头：传动侧旋转接头： Ar/N2套管套管 925 mm 介质介质(jizh) 冷却水冷却水 O2/Ar/N2中心管中心管 1100 mm 水流量水流量 45 m3/h 压力等级压力等级 4.0 MPa 入口温度入口温度 3550 管道资料：氧气管道资料：氧气 不锈钢不锈钢 温升温升 10 惰性气惰性气 碳钢碳钢 入口压力入口压力 max

28、0.80 MPa AOD设备(shbi)引见第二十六页，共153页。4.3 4.3 气体气体(qt)(qt)喷枪喷枪序号气体种类最大气体流量 Nm3/min阀站入口压力Mpa顶枪侧吹风口总计1O290270312163602.22.52Ar26180261801802.22.53N226180261802402.22.5AOD设备(shbi)引见第二十七页，共153页。4.3 4.3 气体气体(qt)(qt)喷枪喷枪AOD设备(shbi)引见第二十八页，共153页。4.5 4.5 气体气体(qt)(qt)阀站阀站AOD炉的气体控制系统包括：供气系统、一次阀门站、二次阀门站供气系统炉的气体控制系

29、统包括：供气系统、一次阀门站、二次阀门站供气系统气体介质由制氧厂经过处置，确认后，用管道送到用气单位的缶内停止贮存，即：气体介质由制氧厂经过处置，确认后，用管道送到用气单位的缶内停止贮存，即：02、Ar、N2区分输入为区分输入为200m3、120m3三个球缶内三个球缶内(缶内压力最高允许为缶内压力最高允许为3.0Mpa)一次阀门站一次阀门站供应供应AOD炉炉02、Ar、N2冶炼气体，区分由三个球缶，管道、阀门、减压阀组冶炼气体，区分由三个球缶，管道、阀门、减压阀组成。经过一次阀门站减压，按输入压力停止压力调理，成。经过一次阀门站减压，按输入压力停止压力调理， 即：即：O2 1.4、Ar、N21

30、.6Mpa。 二次阀门站的作用及操作二次阀门站的作用及操作二次阀门站是将一次减压后的二次阀门站是将一次减压后的02、Ar、N2气源进一步减压，调整，并依据工气源进一步减压，调整，并依据工艺规程要求停止气体配比。经混气包输入炉内停止吹炼。在送氧、氩、氮空气前艺规程要求停止气体配比。经混气包输入炉内停止吹炼。在送氧、氩、氮空气前必需反省各切断阀能否处于封锁形状，如不是封锁形状，应反省操作室的切断阀必需反省各切断阀能否处于封锁形状，如不是封锁形状，应反省操作室的切断阀能否在封锁位置能否在封锁位置(wi zhi)，确认无误后开启二次阀门站各气源，第一道截止阀，确认无误后开启二次阀门站各气源，第一道截止

31、阀，开启时应缓慢旋转阀门，严禁快速开启，尤其送氧气时应相对按上述规则停止操开启时应缓慢旋转阀门，严禁快速开启，尤其送氧气时应相对按上述规则停止操作。作。AOD设备(shbi)引见第二十九页，共153页。AOD炉衬(lchn)耐材引见AOD炉体耐材炉体耐材 渣线渣线炉底 镁铬系(运用少) 缺陷： 不延续蚀损和剥落(blu)性不理想； 对温度很敏感，1700以上时，温度提高40 ，蚀损添加12 MgO-Cr2O3中的铬会被钢水吸收； 渣中CaO高能溶解铬尖晶石； 镁钙系(普遍运用) 抗氧化恢复反响很强； 抗剥落(blu)性很强 抗热震性，有较好的塑性第三十页，共153页。5 AOD炉体耐材炉体耐材

32、5.2 AOD耐材烘烤(hn ko)曲线AOD炉衬(lchn)耐材引见第三十一页，共153页。AOD炉体耐材炉体耐材底吹风(chu fng)口区AOD炉衬(lchn)耐材引见第三十二页，共153页。AOD炉衬炉衬(lchn)耐材寿命评价方法耐材寿命评价方法炉龄：直接用冶炼炉次评价炉体寿命。优点：复杂易统计；缺陷：不同钢种冶炼进程对耐材腐蚀严重水平有差异，腐蚀时间有差异，无法区分种类结构变化的影响；折算炉龄：预先评价不同钢种的腐蚀系数，按腐蚀系数加权计算出折算炉龄。优点：较炉龄迷信。缺陷：无法跟细致的剖析进程变化。按实践冶炼时间或加权实践冶炼时间(氧化期、恢复期、等候时间区分定义折算系数,通常为

33、0.3,0.6,0.1，更为细致的做法是添加高温区时间、出钢后高温等候时间)优点：可以更为迷信的区分耐材的寿命，实践上是将炉龄转换为直接关联(gunlin)的冶炼进程参数。缺陷：统计复杂。受冶炼钢种、炉容、耐材质量、炉衬厚度的差异，不同炉之间的炉衬寿命不容易准确比拟。 AOD AOD炉衬寿命是十分重要的目的，炉衬寿命的上下和炉壳改换时间直接影响着不锈钢消费线的消费炉衬寿命是十分重要的目的，炉衬寿命的上下和炉壳改换时间直接影响着不锈钢消费线的消费节拍，因此节拍，因此AODAOD炉衬的维护关于不锈钢的消费而言是很重要的一项任务。并综合表达消费组织、造渣水炉衬的维护关于不锈钢的消费而言是很重要的一项

34、任务。并综合表达消费组织、造渣水平、进程温度控制的水平。追求高炉龄或经济炉龄是操作平、进程温度控制的水平。追求高炉龄或经济炉龄是操作(cozu)(cozu)人员提升操作人员提升操作(cozu)(cozu)水平、技术水平、技术人员设计或改善工艺的重要指点；人员设计或改善工艺的重要指点；AOD炉衬耐材引见第三十三页，共153页。AOD在线监测(jin c)设备-副枪副枪的来源和开展副枪的来源和开展副枪硬件的技术窍门源于日本新日铁公司，副枪硬件的技术窍门源于日本新日铁公司，其初次在其初次在1980年运用于荷兰康利斯公司年运用于荷兰康利斯公司2号转炉车间的号转炉车间的23号转炉上。号转炉上。为提高转炉

35、炼钢为提高转炉炼钢(lin n)的效率，完成对的效率，完成对转炉进程的静态控制，副枪的运用很普遍，转炉进程的静态控制，副枪的运用很普遍，特别是在特别是在100吨以上的大转炉上。经过副吨以上的大转炉上。经过副枪探头，可以不倒炉延续或独自地测定温枪探头，可以不倒炉延续或独自地测定温度、碳、氧、液面并取样，很大程钢铁提度、碳、氧、液面并取样，很大程钢铁提高转炉的作业率，经过树立模型，可完成高转炉的作业率，经过树立模型，可完成全自动炼钢全自动炼钢(lin n)。第三十四页，共153页。副枪的作用(zuyng)副枪设备是转炉在垂直形状不连续吹炼的状况下对钢水停止测温取样的有效(yuxio)工具。现代炼钢

36、技术依托副枪的测量来调理吹氧量和转炉原料的添加量。副枪系统具有以下主要功用：在测量前自动选择探头并衔接到副枪探头的夹持器上；用TSO探头可测量冶炼终点温度、氧活度(仅在吹炼终点时测量)、取样，同时可测量吹炼后的熔池液位；用TSC探头可测量冶炼进程温度、定碳、取样；将传感器信号传给信号处置器，再经PLC传给进程计算机，完成自动控制；在转炉控制室的任务站上可直接显示结果和质量代码；从副枪上可自动取下探头；运用副枪的优点：增加出钢时间增加8分钟炉降低铁耗降低10公斤吨钢添加废钢消耗添加10公斤吨钢增加氧气消耗增加1.0立方米吨钢，动态态模型下节省动力相当于20增加耐材损耗增加20改善任务环境第三十五

37、页，共153页。副枪的义务(yw)描画 转炉上有一烟罩系统。在接近吹炼终点碳含量约为3000ppm时，副枪将穿过活动烟罩进入转炉停止进程检测，测量结果经处置后传到进程计算机中来计算吹氧量及冷却剂的添加量并详细实施，以满足钢水终点碳含量和温度的要求。同时试样被回收并剖析以判别终点的钢水成份。 在修正后的吹炼完毕(wnb)时，副枪可再次进入转炉取样并取得其它信号以确定终点碳含量，温度和氧含量。 假设需求补吹，也可停止三、四次甚至更屡次的测量。 在回收试样时，副枪设备可自行取下探头放入直通操作平台的探头搜集槽。试样被从探头上自动分别出来并送到化验室停止剖析。第三十六页，共153页。副枪的结构(jig

38、u)卷扬平台(pngti)副枪枪体密封(mfng)帽，副枪入口测量位探头自动装置装置衔接维护位探头搜集槽主氧枪浸入熔池中的副枪旋转框架和旋转设备气动刮渣器第三十七页，共153页。副枪的结构(jigu)信号电缆枪体冷却水导管(dogun)副枪提升驱动(q dn)系统副枪枪体探头存储箱副枪导向辊主氧枪孔副枪升降速度表第三十八页，共153页。副枪的探头(tn tu)综述 副枪探头分类： T：单测温探头，可在后吹后只需测温时运用，相比其他两种副枪探头，可浪费本钱。 TSC：用于测定冶炼进程温度、定碳、取样。采用高精度的定碳盒，经过测定钢水的凝结温度，计算出钢水中的碳含量，以决议后吹的时间(shjin)

39、及供氧量。同时取出一个双厚度样，可做光谱和气体剖析。可用在温度和碳的静态控制。 TSO：用于测定冶炼终点温度、氧活度、取样。采用氧电池准确测定终点钢水的氧活度，依据转炉钢水的碳氧平衡计算钢水中的碳含量，以决议出钢时的配碳及脱氧剂和合金的参与量，并可测定溶池的液面高度。同时取出一个双厚度样，可做光谱和气体剖析。 特点：高精度，定碳精度到达0.02%,完全可以依托副枪的数据，停止全自动冶炼。第三十九页，共153页。副枪的探头(tn tu)综述项目范围精度温度400-1800热电偶精度0-4(在1554钯熔点温度时)碳含量0.041.0%液相线测量热电偶精度0.5%(在1554钯熔点温度时)氧含量2

40、51500ppm氧电势精度2mv试样S3260124mm双厚度钢水样，可同时用作光谱和气体分析第四十页，共153页。副枪的探头(tn tu)综述入口入口(r ku)入口入口(r ku)测熔池温度的热电偶测熔池温度的热电偶维护帽维护帽预装钢水的管腔预装钢水的管腔脱氧剂脱氧剂用于测钢水凝结温度的管腔用于测钢水凝结温度的管腔脱氧剂脱氧剂为光谱剖析和熄灭剖析取的双厚度样为光谱剖析和熄灭剖析取的双厚度样TSC探头吹炼进程用，测定冶炼进程熔池的探头吹炼进程用，测定冶炼进程熔池的T和和C含量和取样；为调整终点控制，提供依含量和取样；为调整终点控制，提供依据据用于光谱剖析的样外表用于光谱剖析的样外表 降低氧枪

41、供氧强度和底吹流量；吹炼终点前2分钟运用； 副枪探头拔出深度500700mm； 测量时间6.5秒。第四十一页，共153页。副枪的探头(tn tu)综述TSO吹炼终点用吹炼终点用.测量熔池测量熔池T和和O含量含量(hnling)；取终点成份样；计算脱氧剂参与量；取终点成份样；计算脱氧剂参与量；测量熔池液面测量熔池液面测熔池温度测熔池温度(wnd)的热电偶的热电偶维护罩维护罩脱氧剂脱氧剂Samplesurfaceforspectroanalysis氧电池氧电池为光谱剖析和熄灭剖析取的双厚度样为光谱剖析和熄灭剖析取的双厚度样氧枪提枪后停留3050秒运用；副枪拔出深度700mm；测量时间9.5秒第四十

42、二页，共153页。副枪的运用进程(jnchng)的效果使用存在什么问题?脱碳期约20%样子不能分析，主要是含渣问题；还原期取样不成功如何解决？副枪插入速度？副枪插入钢液面深度，如何控制？副枪取样过程的停留时间？第四十三页，共153页。第二章AOD冶炼(ylin)模型基础第四十四页，共153页。VAI二级模型(mxng)引见客户端操作界面二级模型数据库Oracle 数据库L1OPC, TAGKERNEL, MODELSERVER, HMI MIDDLEWARETCP/IP人机操作界面工具客户端操作界面客户端操作界面与工程师站一级PLC化验室二级系统结构二级系统结构:第四十五页，共153页。VAI

43、二级模型(mxng)引见冶炼冶炼(ylin)模型任务图示模型任务图示:C含量含量(hnling)钢液温度钢液温度DEC4测温取样测温取样氧化终点氧化终点测温取样测温取样兑钢兑钢取样取样恢复恢复取样取样调成分调成分第四十六页，共153页。VAI规范(gufn)冶炼操作SMP引见SMP构成构成(guchng):钢种(gngzhng)元素成分设置：最小值、目的值、最大值工艺路途设置：两步法、三步法冶炼步骤设置：氧化期：DEC1-DEC8，恢复期：RED1-RED2，脱S期：DES、成分调整期：ADJUST，反吹期：REBLOW，出钢期TAP每个冶炼步骤的进程参数设置冶炼时间：最小值、最大值C含量：最

44、小值、目的值、最大值钢水温度：最小值、目的值、最大值末尾加料时间及能否取样SOP、B1、B2、B3设置每个冶炼步骤的物料分配设置设置每种料在不同冶炼步骤的分配比设置禁用料设置强迫用料第四十七页，共153页。VAI二级模型(mxng)引见二级系统结构二级系统结构: 二级模型中心 由各种冶金模型组成(z chn)，并依据冶炼外形分为估量算模型和在线计算模型 估量算依据设定值计算工艺参数及分步骤的外形参数，在线计算模型在冶炼进程中依据实际控制状况静态计算实时外形参数； 冶金模型中心包括:装料模型、成分模型、合金化模型、热模型、恢复模型、造渣模型、脱S模型 二级模型效力 处置模型结果与数据库之间的数据

45、通讯，以及一级、三级与二级的通讯第四十八页，共153页。基本模型(mxng)参数引见氧化氧化(ynghu)期期: CRECarbon Removal Efficiency脱脱C应用系数；应用系数； CRE= O2C/(O2totalO2Si - O2Al O2CO-CO2) O2C以生成以生成CO计算脱计算脱C用氧量。用氧量。 O2total O2Si - O2Al O2CO-CO2)总氧量总氧量-脱脱Si、Al用氧量用氧量-CO二次熄灭用二次熄灭用氧；氧； PRC顶枪供氧二次熄灭率顶枪供氧二次熄灭率 PRC= O2CO-CO2 /O2toplance O2CO-CO2二次熄灭生成二次熄灭生成

46、CO2的用氧量。的用氧量。 O2toplance顶枪总氧量；顶枪总氧量； B1、B2、B3碱度定义公式碱度定义公式 B1=(CaO)/(SiO2+Al2O3) B2=(MgO)/(SiO2+Al2O3) B3=(CaF2)/(CaO+MgO) SOP氮氩切换点氮氩切换点switch of point 临界临界(ln ji)C含量含量在一定的气体配比，脱碳速度清楚降低时对应的在一定的气体配比，脱碳速度清楚降低时对应的C含量就含量就是临界是临界(ln ji)碳含量。到达临界碳含量。到达临界(ln ji)浓度时，必需改动气体比降低浓度时，必需改动气体比降低CO分压，分压，否那么形成否那么形成Cr少量

47、氧少量氧第四十九页，共153页。4 AOD工艺(gngy)模型工艺模型可以顺应不同的装入制度和原料条件，例如下面提到的运用热铁水冶炼不锈钢。与传统的基于废钢冶炼不锈钢的消费线的主要不同是，运用的预溶液中的碳和高碳铬铁中的碳更高。AOD二级系统思索到这种特殊条件，并给出高碳和低溶池温度范围的热量和物料平衡描画。由于可以应用的冷却废钢的限制，工艺模型允许运用海绵铁或矿石停止冷却，这种冷却模型在其它炼钢厂有成功的阅历主要是取决于冷却剂的含P量能否满足工艺的要求。AOD冶炼的全进程都可以经过L2模型来完成，工艺模型的组成(z chn)如下：VAI规范(gufn)冶炼操作SMP引见第五十页，共153页。

48、4 AOD工艺(gngy)模型4.1 估量算模型：估量算模型计算在AOD炉中各个工艺步骤的处置时间，到达最终的出钢成分以及钢液熔池的温度和质量所需求(xqi)参与的资料、气体量，同时为了到达各个不同的工艺步骤的工艺温度，该模型优化了在各个冶炼步骤中冷却料和造渣剂的分配和次第依据SMP中的配料表。估量算模型包括五个不同的方面：预熔体的混合比的计算为了到达目的的重量，成分和碱度对合金、废钢和熔剂的计算和分配为了预测钢，渣和废气的重量和成分以及每一工艺步骤之后的钢水温度对正在停止的反响停止计算。为了优化工艺修正阶段设定值碳含量和温度的目的值，气体流量，添加料的分配。假设一个工艺阶段没有到达目的值，给

49、操作员提供信息和正告。注：估量算可以被重复，当一旦操作员对预备消费炉次的温度曲线满意时，他可以将设定值发送到一级估量算模型可以作为一个选项被提供用作冶金专家的模拟工具。VAI规范(gufn)冶炼操作SMP引见第五十一页，共153页。4 AOD工艺(gngy)模型4.2 成分模型： 合金模型的目的是计算为了到达目的的出钢成分和出钢重量所需求的合金和废钢的量，该功用是估量算模型的一局部，在吹氧之前运用，计算得出的资料依据SMP被分配给各个工艺步骤。 为了在冶炼完毕时到达目的的钢水成分和重量，合金模型自动从可运用的资料来自一级和不被制止的资料来自SMP中找出合金和废钢的最经济的混合比。它包括强迫(q

50、ing p)资料和经过计算来自废钢料槽中的资料，尽能够的计算得出适宜资料到达SMP中的目的成分和重量要求，假设不能同时满足钢水成分和重量，那么钢水成分优先。 计算得出的资料依据SMP的分配表分配到各个不同的工艺阶段，加料时间、加料速度来自SMP，添加料的重量以及分配，加料时间和加料速度也可以由操作员来改动。VAI规范冶炼操作(cozu)SMP引见第五十二页，共153页。4 AOD工艺(gngy)模型4.3 热模型： 循环计算实践的热量平衡。这种计算是基于先前计算的热量温度、反响的热焓和转炉热辐射(fsh)和热传导惹起的热损失。 剖析模型是将热力学和动力学的原理运用来计算AOD炉内的冶金反响，能

51、周期性地计算AOD炉内正在发作的反响，包括添加料的溶解，氧化和恢复反响，钢液熔池中氮、氧和氢的添加，钢渣之间硫和磷的分配，CO和H2的二次熄灭和钢渣中的元素和氧化物的蒸发。 剖析模型依据来自一级系统的信息，计算渣和金属熔池钢水的成分的变化，实践吹入的气体流量，合金辅料的重量和成分以及在末尾计算时的冶炼形状都将会在计算时思索。 热模型周期性地计算冶炼的实践热平衡。计算以先前计算的冶炼温度，反响焓和由转炉辐射(fsh)和传导惹起的热损失为基础。 VAI规范冶炼(ylin)操作SMP引见第五十三页，共153页。4 AOD工艺(gngy)模型4.4 合金化模型： 合金模型是计算需求的合金和废钢数量以便

52、可以到达钢种要求的目的成分和目的重量。计算的原料的重量依据规范的冶炼阅历分配到不同的工艺步骤中。 合金模型计算为到达钢种的目的成分和目的重量所可以到达的最廉价的合金和废钢的组合。计算的组合包括必需参与的原料和废钢必需参与原料的重量不需求任何改动(gidng)由于价钱和钢种的成分以及调整的原料最终到达要求的重量和成分。计算的原料的结果依据SMP分配到各个工艺进程中。参与原料的重量和如何分配，参与的实践时间和速度都可以手动干预。假设手动干预，模型不再停止复算，即使目的成分达不到。VAI规范冶炼(ylin)操作SMP引见第五十四页，共153页。4 AOD工艺(gngy)模型4.5 复吹模型： 复吹模

53、型的作用是在复吹之前，计算所需求的吹氧量和原料。复吹模型可以在恢复前温度和碳的调整和恢复以后温度、碳、硅、氮气的调整末尾。操作工必需选择复吹缘由指示并选择适当的菜单。模型末尾计算需求的硅铁、石灰数量和继续时间和氧气消耗等。 二次吹炼模型的目的是计算为了在二次吹炼后到达目的条件(tiojin)所需求的气体和资料的量。该模型可以在恢复之前用于温度和碳的调整和恢复之后用于温度，碳，硅和氮的调整末尾。操作员必需在启动模型时指出二次吹炼的缘由并选择一个适当的吹气方案。然后模型会计算所需求的FeSi和石灰的量以及吹炼的继续时间和气体消耗。 需停止二次吹炼的五个不同的缘由：在氮含量过高的状况下模型计算脱氮的

54、二次吹炼。在氮含量过低的状况下模型计算增氮的二次吹炼。在温渡过低的状况下模型计算升温的二次吹炼。在碳含量过高的状况下模型计算脱碳的二次吹炼。在硅含量过高的状况下模型计算脱硅的二次吹炼。VAI规范(gufn)冶炼操作SMP引见第五十五页，共153页。4 AOD工艺(gngy)模型4.6 溶池高度模型： 溶池高度模型计算装入预溶体后液体(yt)溶池外表的位置定义为溶池外表到炉壳底部。这个位置用于调整在吹炼进程中氧气距溶池外表的高度和计算溶池的静态压力，剖析模型的这一功用周期性地停止。 AOD炉的简化的几何外形： 耗损指数被分配给每一层的四点，从初始中线算起每过90一个点从重新砌衬末尾冶炼假定干炉不

55、锈钢之后以m计的耗损。也思索转炉底部的耗损。 AOD炉容积在每冶炼一炉之后重新计算，在下一炉的预熔体被兑入之后相应地计算熔池液位。 VAI规范冶炼操作(cozu)SMP引见第五十六页，共153页。4 AODL2工艺(gngy)模型主要功能主要功能目的目的/计算计算在线功能在线功能目的目的/计算计算周期模型在模型在线期间对反应的周期计算最终调整用于最终的合金化，物质组成和冷却的气体容积和添加料的计算预计算模型对整个过程的模拟和对添加料和气体消耗的计算再次吹气用于再次吹气的气体容积和添加料的的计算（不同原因）分析模型物质平衡的周期计算物质平衡功能物质平衡功能目的目的/计算计算热模型热平衡的周期计算

56、合金模型用于预计算的合金/废钢的计算SOP模型转变点的周期计算造渣剂模型用于预计算的造渣剂的计算预计算子功能预计算子功能目的目的/计算计算还原剂模型用于预计算的还原剂的计算加料加料计算（预熔体的混合）其它功能其它功能目的目的/计算计算脱碳脱碳计算熔池高度熔池高度的计算还原还原计算脱硫脱硫计算出钢出钢计算VAI规范(gufn)冶炼操作SMP引见第五十七页，共153页。5 AOD进程控制(kngzh)实绩5.1 AOD SMPVAI规范冶炼操作(cozu)SMP引见第五十八页，共153页。5 AOD进程(jnchng)控制实绩5.1 AOD SMPVAI规范冶炼操作(cozu)SMP引见第五十九页

57、，共153页。5 AOD进程控制(kngzh)实绩5.2 钢种(gngzhng)及原料编辑VAI规范(gufn)冶炼操作SMP引见第六十页，共153页。5 AOD进程(jnchng)控制实绩5.2 钢种(gngzhng)及原料编辑VAI规范冶炼(ylin)操作SMP引见第六十一页，共153页。5 AOD进程(jnchng)控制实绩5.3 形式(xngsh)及参数编辑VAI规范(gufn)冶炼操作SMP引见第六十二页，共153页。5 AOD进程控制(kngzh)实绩5.3 形式(xngsh)及参数编辑VAI规范冶炼操作(cozu)SMP引见第六十三页，共153页。5 AOD进程(jnchng)控

58、制实绩5.4 估量(g ling)算VAI规范(gufn)冶炼操作SMP引见第六十四页，共153页。5 AOD进程(jnchng)控制实绩5.4 估量(g ling)算VAI规范(gufn)冶炼操作SMP引见第六十五页，共153页。5 AOD进程控制(kngzh)实绩5.5 消费步骤(bzhu)计算VAI规范冶炼(ylin)操作SMP引见第六十六页，共153页。5 AOD进程(jnchng)控制实绩5.5 消费(xiofi)步骤计算VAI规范(gufn)冶炼操作SMP引见第六十七页，共153页。冶炼(ylin)步骤进入下一步的规那么各冶炼步骤各冶炼步骤(bzhu)的步骤的步骤(bzhu)的跳步

59、规那么，实质是控制脱的跳步规那么，实质是控制脱C速度、冶炼进程温速度、冶炼进程温度、过氧化的平衡。二级度、过氧化的平衡。二级SMP设置、实践操作时氧化期静态控制跳步是表达冶炼水平设置、实践操作时氧化期静态控制跳步是表达冶炼水平关键；关键；C设置过低将招致高氧氩比吹炼时间过长，招致进程温度太高；C设置高温度招致冶炼(ylin)时间延伸；当CAim=0时，如DEC1-DEC2，满足以下条件之一：T=TAim且CminCCmaxCTmaxCTmin当CAim0时，DEC3以后，满足以下条件之一：C=CAim且TminTTmaxCTmaxCTmin第六十八页，共153页。5 AOD进程(jnchng)

60、控制实绩5.5 消费(xiofi)进程计算VAI规范冶炼操作(cozu)SMP引见第六十九页，共153页。5 AOD进程(jnchng)控制实绩5.6 恢复(huf)控制恢复恢复(huf)(huf)加加Fe-SiFe-Si功用功用脱氧脱氧恢复恢复(huf)(huf)渣中渣中Cr2O3Cr2O3、氧化铁等、氧化铁等合金化合金化Fe-SiFe-Si计算计算 依据吹入钢中氧气反响的平衡实际，由吹入的氧气量、入炉依据吹入钢中氧气反响的平衡实际，由吹入的氧气量、入炉C C含量、氧气应用率、恢复含量、氧气应用率、恢复SiSi含量含量等参数推算出恢复用等参数推算出恢复用Fe-SiFe-Si量，配气工依据炉况