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[分享] AOD炉工艺技术说明

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    [LV.8]以坛为家I

    发表于 2021-7-20 23:56:20 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    第一章、AOD炉工艺技术说明
       AOD炉法(即氩氧脱碳法)是精炼不锈钢较先进的技术。其具有设备简单、操作方便、适应性强、投资省、生产成本低等优点,而被广泛采用。

        将高炉铁水和中频炉上熔化的合金,经钢包注入AOD炉,冶炼时吹入O2、Ar或N2混合气体,对钢水脱碳,同时由加料系统加入还原剂、脱硫剂、铁合金或冷却剂等调整钢水成分和温度,冶炼出合格的不锈钢水供连铸机。

        精炼时混合气体的输送和调节是氩氧炉的主要系统之一。由制氧车间生产的气体经管道分别输送入车间附近的贮气罐中,经计量、减压、调节、混合,最后按工艺要求的流量和比例的混合气体,通过侧枪送入炉内。

        冶炼开始时由氧气是通过双层水冷吹氧管,由顶部炉口处吹入金属熔池进行脱碳。精炼时用混合气体送入侧枪进入炉内(安装在出钢口侧对面、靠近炉底的侧壁上)。当装料和出钢时,炉体前倾一定角度,(侧面)风口处于钢液面以上。正常吹炼时,风口沉入溶池深部。风口中心管吹入氧气与氩气或氮气的混合气体,通过调节氧氩比可以降低一氧化碳分压达到脱碳保铬目的。AOD炉风口的型式是特有的,它是用气体冷却的消耗式风口。风口采用双层套管结构,其外管只通氩气或氮气以冷却风口,内管通氧气和氮气、或氩气的混合气体。通过风口罩环的流量控制以达到最佳的操作效果,风口罩环中心管和风口罩环的流量可在主控室进行控制。

        采用三支侧枪技术。可以增强供氧强度提高金属料收得率,该技术可缩短AOD冶炼时间。稳定可靠的控制系统可减少冶炼中气体和各种原材料消耗,并获得稳定的产品质量。
    图片

    第二章  设备特点及工艺参数
    1、概述
    2、设备主要特点
        本台AOD精炼炉采用镁钙砖,可冶炼常规奥氏体、马氏体、铁素体不锈钢及超低碳不锈钢等品种。本台AOD炉设备工艺有以下主要特点:
    2.1采用分体上、下炉壳结构,更换方便,又可减轻起吊吊重
    2.2采用托圈固定炉壳,并带动炉壳转动
    2.3驱动采用变频交流电机带动大小减速机双驱动形式。
    2.4供气采用五路设计:对各种气体控制、计量更为准确。
    2.5采用侧吹浸入式风口,根据钢水实际化学成份,采用无级的气体比例操作,并由计算机合金成份自动调整,从而加速脱碳速度,缩短冶炼时间,减少合金吹损,提高钢水纯洁度,减少有害气体,达到精炼目的。
    2.6控制系统
    (1)人工仪表操作控制系统
    (2)PLC顺序控制系统
    (3)根据数学模型对生产过程各节点自动设定进行计算机控制系统
    (4)仪表、PLC、计算机系统可分别在同一操作台操作
    2.7本设备设计失电保护装置功能。

    3、AOD炉设备使用环境
    3.1环境温度0~50℃
    3.2使用地区最湿月每日最大相对湿度的月平均值不大于90%
    3.3没有明显的振动和颠簸
    3.4周围没有导电尘埃、爆炸性气体及能严重腐蚀金属和绝缘的腐蚀性气体

    4、冶炼周期
    (按电炉、AOD炉工艺,生产304)冶炼周期:≤65min(兑钢~出钢)其中:兑钢、测温、取样:  10min
          脱碳时间:           ≤35min(不包括超低C钢)
          还原时间:            6min
          补加合金、出钢:     14min

    5、AOD炉设备的主要参数
    5.1 容量                     40t
    5.2 最大出钢量               50t
    5.3 下炉体直径(内径)    约Φ3953mm
    5.4 炉体高度(包括炉帽)  约5944mm
    5.6 炉帽直径上口          约Φ2196mm
    5.6 炉帽直径下口          约Φ3953mm
    5.7 炉帽高度              约1612mm
    5.8 倾炉速度              0.2~0.8r.p.min
    5.9 倾炉角度              -70°~160°  
    5.10 熔池深度:            约2100 mm
    5.11 熔池直径:            约2823 mm
    5.12 熔池面积:         约6.256 平方米
    5.13 有效工作容积:        39.50立方米
    5.14 设计炉容比:        约0.57
    5.15 侧枪数:             3个
    5.16 侧枪直径:           Φ27 /Φ14 mm
    5.17 炉帽耐火材料重        约12.24吨
    5.18 炉体耐火材料重        约61.04吨
    5.19 炉帽总重              约19.7吨(含耐火材料)
    5.20 炉体总重              约78.3吨(含耐火材料)

    6、40t AOD炉工艺消耗参数(以生产304系列钢种为准)序号        名称        单位        指标        备注
    1        氩气        N3/t        15        
    2        氮气        N3/t        25        
    3        氧气        N3/t        35        视铁水含碳量定
    4        总鉻收得率        %        92-94      
    5        总锰收得率        %        91-92      
    6        总合金收得率        %        94-95      

    第三章  设备概述
    1、设备概述
       AOD炉分为机械(主体设备、辅助设备),电气部分、仪表PLC计算机三大部分。机械主体设备:
    1.1  40t AOD炉体装置由上炉体、下炉体组成
       (1)上炉体采用32mm厚钢板组焊而成,材质选用16Mn,形状锥体。在上炉体上带有法兰,以便于下炉体快速装、卸。
       主要技术参数:
    •上口:约2196mm
    •下口:约Φ3953mm
    •高度:约1612mm
    (2)下炉体采用32mm厚钢板焊接而成,材质选用16Mn,形状:上部为直筒形,底下部为锥体,法兰边用40mm厚钢板。

    1.2托圈托圈主要是固定炉壳和带动转动的装置。托圈为“[”形结构,托圈的法兰面上部的摆销以便与炉体的支撑座连接。托圈两侧的耳轴孔有专用机床加工,然后孔内压入传动侧耳轴座(耳轴)和从动侧耳轴座(耳轴)最后耳轴座和托圈焊结成一个整体,确保托圈同心度。耳轴与耳轴座的联结采用螺栓加键销形式,该形式安全可靠。耳轴选用35CrMo锻钢,托圈主要材质16Mn。
    (1)托圈主要参数:
    •直径:¢4193/4913×1450;
    •钢板:16Mn,厚度60 mm

    1.3轴承与轴承座
         传动侧由固定轴承支撑,从动侧的耳轴轴承座设计成轴向游动式,上述结构具有承受负荷大,转速低,工况恶劣及轴向伸长特点。
       在本设计中选用调心滚子轴承,既能承受重载,又有自动调位性能,为了适应托圈因高温产生热膨胀(250℃情况下,增长量小于20毫米)。传动侧的耳轴轴承设计为轴向固定,而主、被动侧轴承外套与轴承之间,增加导向套。当耳轴作轴向胀缩时,轴承可沿轴承座内的导向套作轴向移动,因此结构中留有轴向移动间隙。
    (1) 主要技术参数:
    •轴承座中心距:5473mm;
    •调心滚子轴承(型号:24084CA/W33X3)
    •轴承内径:¢420mm
    •轴承宽度:220mm

    1.4 倾炉驱动机构
            倾炉驱动机构由双输入轴减速机、三环减速机、齿形联轴器、制动器及交流变频电机组成。
             主要技术参数
    (1)双输入轴减速机      速比4.95   中心高1300
    (2)三环减速机          型号:SHCI-500
    (3)电机               45KW×2
    (4)制动器             ¢400×2
    (5)倾动速度(变频调速)0.8-0.2r/min

    1.5侧枪
    布置在AOD炉侧壁上,在生产过程中通过喷枪将冶炼所需气体送入钢水中,喷枪通过耐火砖孔固定,并通过软管与供气连接。
    主要组成部件:喷枪、枪接头、金属软管、不锈钢球阀。

    1.6阀站
    AOD炉气体阀门站由包含所有管道,阀门气体控制设备组成,各路管道的气体均可由仪表控制室进行调节和控制,本系统采用五路比三路有许多优点。一、可以根据不同工艺进行配比控制;二、节约成本,主吹氧气、主吹氩气、主吹氮气均可单独进行控制和调节,环缝氩气、环缝氮气可以进行控制和调节,另外配用一路洁净空气管路作为出钢后冷却风枪用气。
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