AOD冶煉工藝黎寶鋒AOD冶煉工藝黎寶鋒1不銹鋼及AOD裝置設備介紹2AOD冶煉模型基礎不銹鋼及AOD的發展簡介第一講AOD設備介紹第二講AOD爐襯耐材介紹第二講AOD在線監測設備-副槍第二講目錄3AOD冶煉不銹鋼工藝基礎基本模型參數介紹第三講標準冶煉操作SMP介紹第四講AOD用預溶液、原輔料及能源介質要求第五講AOD冶煉基礎理論-不銹鋼脫碳第六講AOD冶煉基礎理論-不銹鋼還原第七講AOD成分控制及控N工藝第八講1不銹鋼及AOD裝置設備介紹2AOD冶煉模型基礎不銹鋼及AO目錄4AOD與工序間的聯系5AOD事故及處理方法1AOD側槍堵塞第十講2AOD返吹3AOD跑鋼6AOD異常處理方法1一般安全措施第十講2反應生成有害氣體３設備危險3操作危險AOD與電爐、LF、連鑄的聯系第九講AOD冶煉不銹鋼質量控制的探討第九講目錄4AOD與工序間的聯系5AOD事故及處理方法1AO第一章AOD裝置設備介紹第一章AOD裝置設備介紹AOD及不銹鋼的發展簡介不銹鋼定義在大氣、水、酸、堿和鹽等溶液，或其他腐蝕介質中具有化學穩定性的鋼的總稱耐大氣、蒸汽和水等弱介質腐蝕的通常稱為不銹鋼耐酸、堿和鹽等強介質腐蝕的通常稱不銹耐蝕鋼耐高溫環境中介質腐蝕的通常稱為不銹耐熱鋼不銹鋼在石油化工、原子能、輕工、紡織、食品、家用器械、電器、汽車等方面應用廣泛AOD及不銹鋼的發展簡介不銹鋼定義在大氣、水、酸、堿和鹽等溶AOD及不銹鋼的發展簡介不銹鋼歷史1904-1906年，法國人吉耶（L.B.Guillet）首先對Fe-Cr-Ni合金進行了基礎研究1907-1911年，法國人波特萬(A.M.Portevin)和英國人吉森(W.Giesen)分別發現了Fe-Cr和Fe-Cr-Ni合金耐蝕性1908-1911年，德國人蒙娜爾茨(P.Monnartz)揭示了鋼的耐蝕性原理并提出了鈍化的概念1912—1913年，英國人布里爾利（H.Brearly）發明了含12-13%Cr的馬氏體不銹鋼并獲得專利1911--1914年，美國人Dantsizen發明了含14-16%Cr,0.07-0.15%C的鐵素體不銹鋼1912—1914年，德國人毛雷爾(E.Maurer)和施特勞斯(B.Strauss)發明了18-8奧氏體不銹鋼，并于1929年取得專利權1931年，在法國的Uniex實驗室開發了雙相不銹鋼AOD及不銹鋼的發展簡介不銹鋼歷史1904-1906年，法國AOD及不銹鋼的發展簡介不銹鋼分類按美標標準分200系、300系、400系。如201、301、304、321、316、317、309、310、410、409、430、429、436、439、443、445、446、447；按組織分：奧氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、雙相不銹鋼、馬氏體不銹鋼、沉淀硬化不銹鋼奧氏體不銹鋼：普通301、304、含Ti321、含Mo鋼316、含Cu鋼SUS304J1、高氮鋼316LN、高CrNi鋼0Cr25Ni20、超級奧氏體不銹鋼904L等雙相鋼：00Cr22Ni5Mo3N、00Cr23Ni4N,S32750,S32101，典型特征高鉻高氮低碳馬氏體不銹鋼：1Cr13、2Cr13、3Cr13、4Cr13、5Cr15MoV。典型特征高碳鐵素體不銹鋼：普通410、430、409，超純鐵素體(極低C+N)Cr10-14%：409L、410LCr14-18%：429、430Nb、Ti穩定化型Cr14-18%：430Nb、430Ti、439、441、加Mo型Cr14-18%：434、436、444、Cr19-24%：445、445J1、445J2、443Cr25-32%：446、447、448深入掌握鋼種的特點、難點，挖潛設備的功能效率，提高質量并降低成本是工序技術人員或操作人員的工作本質；AOD及不銹鋼的發展簡介不銹鋼分類按美標標準分200系、30不銹鋼的用途分類鋼號特性用途奧氏體不銹鋼

301與304鋼相比，Cr、Ni含量少，冷加工時抗拉強度和硬度增高，無磁性，但冷加工后有磁性。列車、航空器、傳送帶、車輛、螺栓、彈簧、篩網301L是在301鋼基礎上，降低C含量，改善焊口的抗晶界腐蝕性；通過添加N元素來彌補含C量降低引起的強度不足，保證鋼的強度。鐵道車輛構架及外部裝飾材料304作為一種用途廣泛的鋼，具有良好的耐蝕性、耐熱性，低溫強度和機械特性；沖壓、彎曲等熱加工性好，無熱處理硬化現象（無磁性，使用溫度-196℃～800℃）。家庭用品（1、2類餐具、櫥柜、室內管線、熱水器、鍋爐、浴缸），汽車配件（風擋雨刷、消聲器、模制品），醫療器具，建材，化學，食品工業，農業，船舶部件304L作為低C的304鋼，在一般狀態下，其耐蝕性與304剛相似，但在焊接后或者消除應力后，其抗晶界腐蝕能力優秀；在未進行熱處理的情況下，亦能保持良好的耐蝕性，使用溫度-196℃～800℃。應用于抗晶界腐蝕性要求高的化學、煤炭、石油產業的野外露天機器，建材耐熱零件及熱處理有困難裂紋性好，故可進行復雜形狀的產品成形；其耐腐蝕性與304相同。保溫瓶、廚房洗滌槽、鍋、壺、保溫飯盒、門把手、紡織加工機器。316

因添加Mo，故其耐蝕性、耐大氣腐蝕性和高溫強度特別好，可在苛酷的條件下使用；加工硬化性優（無磁性）。海水里用設備、化學、染料、造紙、草酸、肥料等生產設備；照像、食品工業、沿海地區設施、繩索、CD桿、螺栓、螺母316L

作為316鋼種的低C系列，除與316鋼有相同的特性外，其抗晶界腐蝕性優。316鋼的用途中，對抗晶界腐蝕性有特別要求的產品321在304鋼中添加Ti元素來防止晶界腐蝕；適合于在430℃～900℃溫度下使用。航空器、排氣管、鍋爐汽包不銹鋼的用途分類鋼號特性用途奧301與304鋼相比，不銹鋼的用途分類鋼號特性用途鐵素體不銹鋼409L低C、N因添加了Ti元素，故其高溫耐蝕性及高溫強度較好。汽車排氣管、熱交換機、集裝箱等在焊接后不熱處理的產品。410L在410鋼的基礎上，降低了含C量，其加工性，抗焊接變形，耐高溫氧化性優秀。機械構造用件，發動機排氣管，鍋爐燃燒室，燃燒器。430作為鐵素體鋼的代表鋼種，熱膨脹率低，成形性及耐氧化性優。耐熱器具、燃燒器、家電產品2類餐具、廚房洗滌槽、外部裝飾材料、螺栓、螺母、CD桿、篩網436L耐熱性、耐磨蝕性良好，因含有Nb、Zr元素，故其加工性，焊接性優秀。洗衣機、汽車排氣管、電子產品、3層底的鍋。馬氏體不銹鋼420J1淬火后硬度高，耐蝕性好（有磁性）。餐具（刀）、渦輪機葉片410作為馬氏體鋼的代表鋼，雖然強度高，但不適合于苛酷的腐蝕環境下使用；其加工性好，依熱處理面硬化（有磁性）。刀刃、機械零件、石油精練置、螺栓、螺母、泵桿、1類餐具（刀叉）。420J2淬火后，比420J1鋼硬度升高（有磁性）。刀刃、管嘴、閥門、板尺、餐具（剪刀、刃）。不銹鋼的用途分類鋼號特性用途鐵409L低C、N因添加了T不銹鋼生產工藝簡介常見的不銹鋼生產工藝不銹鋼生產工藝簡介常見的不銹鋼生產工藝2不銹鋼冶煉流程不銹鋼生產工藝簡介2不銹鋼冶煉流程不銹鋼生產工藝簡介3不銹鋼熱軋及退火酸洗不銹鋼生產工藝簡介3不銹鋼熱軋及退火酸洗不銹鋼生產工藝簡介4不銹鋼冷軋工藝不銹鋼生產工藝簡介4不銹鋼冷軋工藝不銹鋼生產工藝簡介不銹鋼生產工藝簡介不銹鋼生產工藝簡介不銹鋼生產工藝簡介不銹鋼生產工藝簡介不銹鋼生產工藝簡介不銹鋼生產工藝簡介不銹鋼生產工藝簡介常見的不銹鋼煉鋼工藝路線分類工藝流程冶煉鋼種一步法EAF→VOD→LF→CCM300系不銹鋼鑄件兩步法(熱裝鐵水/冷裝)EAF→AOD→LF→CCM300系(鐵水預處理/轉爐脫P鐵水)DeP→AOD→LF→CCM400系三步法(熱裝鐵水/冷裝)EAF→AOD→VOD→LF→CCM300系超低碳(鐵水預處理/轉爐脫P)DeP→AOD→VOD→LF→CCM400系超低碳300系超低碳注：與AOD工藝類似的有KOBM、MRP、GOR、CLU等，區別為底吹位置和底吹氣體差異太鋼煉鋼一廠不銹鋼線、煉鋼二廠南區、北區均具備了三步法工藝不銹鋼生產工藝簡介常見的不銹鋼煉鋼工藝路線分類工藝流程冶煉鋼AOD及不銹鋼的發展簡介AOD的發明及歷史AOD工藝的發現源于1954年在尼亞加拉瀑布城聯合碳化公司的金屬研究實驗室里。W．Krivsky當時正在研究碳－鉻－溫度之間的關系，并試圖協調以前聯合碳化公司Hilty和CrafteQk以及英格蘭Dennis所得到的某些不同的結果。

這些實驗包括有向100磅融熔的鉻合金熔池表面上吹氧。由于該實驗反應的高放熱特性，在等溫條件下是難于完成實驗的。Krivsky就向氧中加氬以控制熔池溫度。他發現用氬稀釋可使融熔的金屬脫碳水平比以前所得到的結果低得多。且不使鉻過多地氧化。

注意到這些結果和對該系統基本物理化學現象的回顧引導出一種思想觀念，即應用這種原理或許可能開發一種對鐵鉻合金和不銹鋼的精煉工藝來。隨著就進行了一些年的研究與開發，最初是在鐵合金分部而后是在林德（Linde）分部。

AOD發明時專門用于不銹鋼制造的，75%的不銹鋼是使用普萊克斯的AOD工藝生產的?，F在它已經被用于生產軍工級別特殊鋼，工具鋼，碳鋼和低合金鋼，鎳基合金，鈷基合金，超級合金等，AOD及不銹鋼的發展簡介AOD的發明及歷史AOD工藝的AOD及不銹鋼的發展簡介AOD的發明及歷史Argon-OxygenDecarburization（氬氧脫碳）

1967年稍晚些時候印地安那州Joslyn不銹鋼公司設計和建立第1臺工業用AOD反應裝置，并于1968年4月起投產1970－Cabot公司（印第安納州，Kokomo）開始精煉鎳基超級合金。1971－Joslyn公司（印第安納州，FtWayne）和I．L．L．S．A公司（意大利，Pt，St.Martin）著手采用以氮代氬。1972－Cartech公司（賓夕法尼亞州，Reading）用AOD法進行大噸位低合金鋼生產。1973－Krupp公司（德國，Bochum）采用超聲頂部噴槍。1973－ESCO公司（俄勒岡州，Portland）成為該工藝的首家鑄造用戶。1978－Daido公司（日本大同特殊鋼公司星崎工場）開始采用“弱吹”頂部噴槍。由于頂吹氧突出的優點,新建或改造AOD都把頂吹作為必備的工藝手段1978－ESCO公司(密西西比州Newton)成為“全部低合金”用AOD法生產的第一家。1985－Wollasten合金公司(馬薩諸塞州Braintree)第一家采用小型2噸AOD爐。1985－太鋼第三煉鋼廠建成國內第1座AOD5T。2006年－太鋼第二煉鋼廠北區建成全球最大的AOD爐180tAOD及不銹鋼的發展簡介AOD的發明及歷史Argon-OxyAOD的基本原理AOD法的冶金原理是用Ar（N2）稀釋CO，使其分壓降低，從而使碳脫到很低的水平。AOD原料為初煉爐熔化的鋼水。吹煉過程分為氧化期、還原期、精煉期。粗鋼兌入AOD爐后，向熔池中吹入氧氣和氬氣，隨著鋼中碳含量的降低，鉻的氧化增加。為在鉻燒損較低的前提下實現快速脫碳，并節約氬氣，吹煉初期Ar:O2比較低。隨著熔池中碳含量的降低，Ar:O2比逐漸提高。脫碳結束后加入硅鐵，同時加入石灰、螢石等造渣劑，并通過吹氬加強攪拌，促進還原和脫硫反應的進行AOD設備介紹AOD的基本原理AOD法的冶金原理是用Ar（N2）稀釋CO，氣體球罐O2、N2、Ar配氣用氣閥站輔助系統上料系統爐殼修砌出渣系統爐前平臺除塵系統爐殼烘烤爐體，傾動系統神經中樞：一級、二級控制系統AOD系統的基本組成AOD設備介紹氣體球罐O2、N2、Ar配氣用氣閥站輔助系統爐體，傾動系統神4.1AOD爐體及爐型

AOD爐的爐體由爐身和爐帽兩部分組成，爐身為圓柱體及一倒置的截頭圓錐體，其尺寸的比例大致為：熔池深度：鋼渣面直徑：爐膛總高＝1：2：3。爐身下部側墻的傾角為20～25°，風口裝置在側墻下部。爐身部分的耐火襯分兩部分：內層是工作層，由各種特性的鉻鎂質耐火磚砌成，厚度為300—400毫米；外層為保溫襯，一般是用厚度為115毫米的耐火粘土磚砌筑。近來在歐洲與日本，采用鎂白云石質耐火材料的工廠正在日益增多。爐帽一般由耐火混凝土搗打成型，也可以用磚砌筑。它的作用是防止吹煉過程中產生激烈噴濺，并在裝入鋼水和出鋼時，保護風口不受鋼水侵蝕。AOD設備介紹4.1AOD爐體及爐型AOD爐的爐體由爐身4.2托圈及傾動機構

與氧氣轉爐一樣，AOD爐的爐體是安放在托圈中的。托圈上帶有耳軸，承擔著支承和傾動爐體的雙重任務。

托圈平面的位置高于爐體內鋼液面水平，因而當爐子傾動機構發生故障時，爐體受鋼液重力力矩的作用，會自動轉回垂直位置，保證了安全。托圈上的耳軸放置在兩側支承架上軸承內，其中驅動側的軸承是固定的，另一側上的軸承則可隨托圈膨脹而滑動，不致受熱卡死。目前多數AOD爐的爐齡還較低，因而為了進行連續生產，通常采用多個爐體更換使用，即當爐體嚴重損壞時，用吊車將該爐體吊出拆修，而把另一個已修砌好的，并已經過干燥和預熱的爐體吊入托圈。更換時間一般只需45分鐘至1小時。

爐子傾動機構可使爐子前傾或后傾108°。傾動速度大小可變。出鋼或出渣時，為了搖爐乎穩，采用低速(大約每分鐘0.25～0.32轉)，空爐搖動或復位，采用高速(一般是每分鐘0.5～0.7轉)。傾動裝置由電動機、減速器和聯軸器組成。AOD設備介紹4.2托圈及傾動機構與氧氣轉爐一樣，AOD爐的爐體是4.2托圈及傾動機構AOD設備介紹4.2托圈及傾動機構AOD設備介紹4.3氣體噴槍氣體噴槍的構造：氧槍內管采用的紫銅管；氧槍外管采用不銹鋼管；槍把和氣體分配器。氣體噴槍工作原理①冷卻氣由配氣包經過鋼管和高壓皮管，從槍把側進入紫銅管和不銹鋼管中間間隙，進入爐內。②主氣由混氣包經過鋼管和高壓皮管從槍把正面有又經紫銅管內進入爐內。③當工作氣停用后，冷卻氣經過二次閥站進入主氣管道內，也可以冷卻芯管。AOD爐的氣體噴槍，一般安裝在爐底附近側墻上的風口磚內。目前絕大多數AOD爐采用氣體冷卻消耗式噴槍。風口磚采用優質的再結合60%鎂鉻磚，噴槍的外套管與風口磚緊密配合，冶煉中的消耗速度基本一致。風口及噴槍的數目隨爐子容量遞增，目前我廠180tAOD噴槍數量為9支，分布在120度范圍。AOD設備介紹4.3氣體噴槍氣體噴槍的構造：氧槍內管采用的紫銅管；氧4.3氣體噴槍非傳動側旋轉接頭: 傳動側旋轉接頭：

Ar/N2套管9×Ф25mm介質冷卻水

O2/Ar/N2中心管1×Ф100mm水流量～45m3/h

壓力等級4.0MPa入口溫度35~50℃

管道材料：氧氣不銹鋼溫升～10℃

惰性氣碳鋼入口壓力max0.80MPa

AOD設備介紹4.3氣體噴槍非傳動側旋轉接頭: 4.3氣體噴槍序號氣體種類最大氣體流量

Nm3/min閥站入口壓力Mpa頂槍側吹風口總計1O290~27031~2163602.2~2.52Ar26~18026~1801802.2~2.53N226~18026~1802402.2~2.5AOD設備介紹4.3氣體噴槍序號氣體種類最大氣體流量Nm3/min4.3氣體噴槍AOD設備介紹4.3氣體噴槍AOD設備介紹4.5氣體閥站

AOD爐的氣體控制系統包括：供氣系統、一次閥門站、二次閥門站供氣系統氣體介質由制氧廠經過處理，確認后，用管道送到用氣單位的缶內進行貯存，即：02、Ar、N2分別輸入為200m3、120m3三個球缶內(缶內壓力最高允許為3.0Mpa)一次閥門站供給AOD爐02、Ar、N2冶煉氣體，分別由三個球缶，管道、閥門、減壓閥組成。經過一次閥門站減壓，按輸出壓力進行壓力調節，即：O21.4、Ar、N21.6Mpa。二次閥門站的作用及操作二次閥門站是將一次減壓后的02、Ar、N2氣源進一步減壓，調整，并根據工藝規程要求進行氣體配比。經混氣包輸入爐內進行吹煉。在送氧、氬、氮空氣前必須檢查各切斷閥是否處于關閉狀態，如不是關閉狀態，應檢查操作室的切斷閥是否在關閉位置，確認無誤后開啟二次閥門站各氣源，第一道截止閥，開啟時應緩慢旋轉閥門，嚴禁快速開啟，尤其送氧氣時應絕對按上述規定進行操作。AOD設備介紹4.5氣體閥站AOD爐的氣體控制系統包括：供氣系統、AOD爐襯耐材介紹AOD爐體耐材渣線爐底鎂鉻系(使用少)缺點：

不連續蝕損和剝落性不理想；對溫度很敏感，1700℃以上時，溫度提高40℃，蝕損增加1~2MgO-Cr2O3中的鉻會被鋼水吸收；渣中CaO高能溶解鉻尖晶石；鎂鈣系(廣泛使用)抗氧化還原反應很強；抗剝落性很強抗熱震性，有較好的塑性AOD爐襯耐材介紹AOD爐體耐材渣線爐底鎂鉻系5AOD爐體耐材5.2AOD耐材烘烤曲線AOD爐襯耐材介紹5AOD爐體耐材5.2AOD耐材烘烤曲線AOD爐襯耐材AOD爐體耐材底吹風口區AOD爐襯耐材介紹AOD爐體耐材底吹風口區AOD爐襯耐材介紹AOD爐襯耐材壽命評價方法爐齡：直接用冶煉爐次評價爐體壽命。優點：簡單易統計；缺點：不同鋼種冶煉過程對耐材侵蝕嚴重程度有差異，侵蝕時間有差異，無法區分品種結構變化的影響；折算爐齡：預先評價不同鋼種的侵蝕系數，按侵蝕系數加權計算出折算爐齡。優點：較爐齡科學。缺點：無法跟細致的分析過程變化。按實際冶煉時間或加權實際冶煉時間(氧化期、還原期、等待時間分別定義折算系數,通常為0.3,0.6,0.1，更為細致的做法是增加高溫區時間、出鋼后低溫等待時間)優點：可以更為科學的區分耐材的壽命，實際上是將爐齡轉換為直接關聯的冶煉過程參數。缺點：統計復雜。受冶煉鋼種、爐容、耐材質量、爐襯厚度的差異，不同爐之間的爐襯壽命不容易準確比較。

AOD爐襯壽命是非常重要的指標，爐襯壽命的高低和爐殼更換時間直接影響著不銹鋼生產線的生產節奏，因此AOD爐襯的維護對于不銹鋼的生產而言是很重要的一項工作。并綜合體現生產組織、造渣水平、過程溫度控制的水平。追求高爐齡或經濟爐齡是操作人員提升操作水平、技術人員設計或改善工藝的重要指導；AOD爐襯耐材介紹AOD爐襯耐材壽命評價方法爐齡：直接用冶煉爐次評價爐體壽命。AOD在線監測設備-副槍副槍的起源和發展副槍硬件的技術訣竅源于日本新日鐵公司，其首次在1980年應用于荷蘭康利斯公司2號轉爐車間的23號轉爐上。為提高轉爐煉鋼的效率，實現對轉爐過程的動態控制，副槍的運用很廣泛，特別是在100噸以上的大轉爐上。通過副槍探頭，可以不倒爐連續或單獨地測定溫度、碳、氧、液面并取樣，很大程鋼鐵提高轉爐的作業率，通過建立模型，可實現全自動煉鋼。AOD在線監測設備-副槍副槍的起源和發展副槍的作用副槍設備是轉爐在垂直狀態不間斷吹煉的情況下對鋼水進行測溫取樣的有效工具?，F代煉鋼技術依靠副槍的測量來調節吹氧量和轉爐原料的添加量。副槍系統具備以下主要功能：·在測量前自動選擇探頭并連接到副槍探頭的夾持器上；·用TSO探頭可測量冶煉終點溫度、氧活度(僅在吹煉終點時測量)、取樣，同時可測量吹煉后的熔池液位；·用TSC探頭可測量冶煉過程溫度、定碳、取樣；·將傳感器信號傳給信號處理器，再經PLC傳給過程計算機，實現自動控制；·在轉爐控制室的工作站上可直接顯示結果和質量代碼；·從副槍上可自動取下探頭；使用副槍的優點：減少出鋼時間 （減少8分鐘／爐） 降低鐵耗 （降低10公斤／噸鋼） 增加廢鋼消耗 （增加10公斤／噸鋼） 減少氧氣消耗 （減少1.0立方米／噸鋼，動靜態模型下）節省能源 （相當于20℃） 減少耐材損耗 （減少20％） 改善工作環境 副槍的作用副槍設備是轉爐在垂直狀態不間斷吹煉的情況下對鋼水進副槍的工作描述轉爐上有一煙罩系統。在接近吹煉終點碳含量約為3000ppm時，副槍將穿過活動煙罩進入轉爐進行過程檢測，測量結果經處理后傳到過程計算機中來計算吹氧量及冷卻劑的添加量并具體實施，以滿足鋼水終點碳含量和溫度的要求。同時試樣被回收并分析以判斷終點的鋼水成份。在修正后的吹煉結束時，副槍可再次進入轉爐取樣并獲得其它信號以確定終點碳含量，溫度和氧含量。如果需要補吹，也可進行三、四次甚至更多次的測量。在回收試樣時，副槍設備可自行取下探頭放入直通操作平臺的探頭收集槽。試樣被從探頭上自動分離出來并送到化驗室進行分析。副槍的工作描述轉爐上有一煙罩系統。在接近吹煉終點碳含量約為3副槍的結構卷揚平臺副槍槍體密封帽，副槍入口（測量位）探頭自動安裝裝置（連接／維護位）探頭收集槽主氧槍浸入熔池中的副槍旋轉框架和旋轉設備氣動刮渣器副槍的結構卷揚平臺副槍槍體密封帽，副槍入口探頭自動安裝裝置探副槍的結構信號電纜槍體冷卻水導管副槍提升驅動系統副槍槍體探頭存儲箱副槍導向輥主氧槍孔副槍升降速度表副槍的結構信號電纜槍體冷卻水導管副槍提升驅動系統副槍槍體探頭副槍的探頭綜述副槍探頭分類：T：單測溫探頭，可在后吹后只需測溫時使用，相比其他兩種副槍探頭，可節約成本。TSC：用于測定冶煉過程溫度、定碳、取樣。采用高精度的定碳盒，通過測定鋼水的凝固溫度，計算出鋼水中的碳含量，以決定后吹的時間及供氧量。同時取出一個雙厚度樣，可做光譜和氣體分析。可用在溫度和碳的動態控制。TSO：用于測定冶煉終點溫度、氧活度、取樣。采用氧電池精確測定終點鋼水的氧活度，根據轉爐鋼水的碳氧平衡計算鋼水中的碳含量，以決定出鋼時的配碳及脫氧劑和合金的加入量，并可測定溶池的液面高度。同時取出一個雙厚度樣，可做光譜和氣體分析。特點：高精度，定碳精度達到±0.02%,完全可以依靠副槍的數據，進行全自動冶煉。副槍的探頭綜述副槍探頭分類：副槍的探頭綜述項目范圍精度溫度400--1800℃熱電偶精度0--4℃(在1554℃鈀熔點溫度時)碳含量0.04—1.0%液相線測量熱電偶精度±0.5%℃(在1554℃鈀熔點溫度時)氧含量25—1500ppm氧電勢精度2mv試樣S32×60×12／4mm雙厚度鋼水樣，可同時用作光譜和氣體分析副槍的探頭綜述項目范圍精度溫度400--1800℃熱電偶精度副槍的探頭綜述入口入口測熔池溫度的熱電偶保護帽預裝鋼水的管腔脫氧劑用于測鋼水凝固溫度的管腔脫氧劑為光譜分析和燃燒分析取的雙厚度樣TSC探頭吹煉過程用，測定冶煉過程熔池的T和C含量和取樣；為調整終點控制，提供依據用于光譜分析的樣表面降低氧槍供氧強度和底吹流量；吹煉終點前2分鐘使用；副槍探頭插入深度500—700mm；測量時間6.5秒。副槍的探頭綜述入口入口測熔池溫度的熱電偶保護帽預裝鋼水的管腔副槍的探頭綜述TSO吹煉終點用.測量熔池T和O含量；取終點成份樣；計算脫氧劑加入量；測量熔池液面測熔池溫度的熱電偶保護罩脫氧劑Samplesurfaceforspectroanalysis氧電池為光譜分析和燃燒分析取的雙厚度樣氧槍提槍后停留30—50秒使用；副槍插入深度700mm；測量時間9.5秒副槍的探頭綜述TSO吹煉終點用.測量熔池T和O含量；取終點成副槍的使用過程的問題使用存在什么問題?脫碳期約20%樣子不能分析，主要是含渣問題；還原期取樣不成功如何解決？副槍插入速度？副槍插入鋼液面深度，如何控制？副槍取樣過程的停留時間？副槍的使用過程的問題使用存在什么問題?脫碳期約20%樣子不能第二章AOD冶煉模型基礎第二章AOD冶煉模型基礎VAI二級模型介紹客戶端操作界面二級模型＋數據庫Oracle數據庫L1OPC,TAGKERNEL,MODELSERVER,HMIMIDDLEWARETCP/IP人機操作界面工具客戶端操作界面客戶端操作界面與工程師站一級PLC化驗室二級系統結構:VAI二級模型介紹客戶端操作界面二級模型＋數據庫OracleVAI二級模型介紹冶煉模型工作圖示:C含量鋼液溫度DEC4測溫取樣氧化終點測溫取樣兌鋼取樣還原取樣調成分VAI二級模型介紹冶煉模型工作圖示:C含量鋼液溫度DEC4氧VAI標準冶煉操作SMP介紹SMP構成:鋼種元素成分設置：最小值、目標值、最大值工藝路線設置：兩步法、三步法冶煉步驟設置：氧化期：DEC1-DEC8，還原期：RED1-RED2，脫S期：DES、成分調整期：ADJUST，反吹期：REBLOW，出鋼期TAP每個冶煉步驟的過程參數設置冶煉時間：最小值、最大值C含量：最小值、目標值、最大值鋼水溫度：最小值、目標值、最大值開始加料時間及是否取樣SOP、B1、B2、B3設置每個冶煉步驟的物料分配設置設置每種料在不同冶煉步驟的分配比設置禁用料設置強制用料VAI標準冶煉操作SMP介紹SMP構成:鋼種元素成分設置：最VAI二級模型介紹二級系統結構:二級模型核心由各種冶金模型組成，并根據冶煉狀態分為預計算模型和在線計算模型預計算根據設定值計算工藝參數及分步驟的狀態參數，在線計算模型在冶煉過程中根據實際控制情況動態計算實時狀態參數；冶金模型核心包含:裝料模型、成分模型、合金化模型、熱模型、還原模型、造渣模型、脫S模型二級模型服務處理模型結果與數據庫之間的數據通信，以及一級、三級與二級的通信VAI二級模型介紹二級系統結構:二級模型核心基本模型參數介紹氧化期:CRE——CarbonRemovalEfficiency脫C利用系數；CRE=O2C/(O2total－O2Si-－

O2Al－

O2CO-CO2)O2C以生成CO計算脫C用氧量。O2total－O2Si-－

O2Al－

O2CO-CO2)總氧量-脫Si、Al用氧量-CO二次燃燒用氧；PRC——頂槍供氧二次燃燒率PRC=O2CO-CO2/O2toplanceO2CO-CO2二次燃燒生成CO2的用氧量。O2toplance頂槍總氧量；B1、B2、B3—堿度定義公式B1=(CaO)/(SiO2+Al2O3)B2=(MgO)/(SiO2+Al2O3)B3=(CaF2)/(CaO+MgO)SOP——氮氬切換點switchofpoint臨界C含量——在一定的氣體配比，脫碳速度顯著降低時對應的C含量就是臨界碳含量。達到臨界濃度時，必須改變氣體比降低CO分壓，否則造成Cr大量氧基本模型參數介紹氧化期:CRE——CarbonRemova4AOD工藝模型工藝模型能夠適應不同的裝入制度和原料條件，例如上面提到的使用熱鐵水冶煉不銹鋼。與傳統的基于廢鋼冶煉不銹鋼的生產線的主要不同是，使用的預溶液中的碳和高碳鉻鐵中的碳更高。AOD二級系統考慮到這種特殊條件，并給出高碳和低溶池溫度范圍的熱量和物料平衡描述。由于可以利用的冷卻廢鋼的限制，工藝模型允許使用海綿鐵或礦石進行冷卻，這種冷卻模型在其它煉鋼廠有成功的經驗（主要是取決于冷卻劑的含P量是否滿足工藝的要求）。AOD冶煉的全過程都可以通過L2模型來實現，工藝模型的組成如下：VAI標準冶煉操作SMP介紹4AOD工藝模型工藝模型能夠適應不同的裝入制度和原料條件，4AOD工藝模型4.1預計算模型：預計算模型計算在AOD爐中各個工藝步驟的處理時間，達到最終的出鋼成分以及鋼液熔池的溫度和質量所需要加入的材料、氣體量，同時為了達到各個不同的工藝步驟的工藝溫度，該模型優化了在各個冶煉步驟中冷卻料和造渣劑的分配和次序（根據SMP中的配料表）。預計算模型包括五個不同的方面：預熔體的混合比的計算為了達到目標的重量，成分和堿度對合金、廢鋼和熔劑的計算和分配為了預測鋼，渣和廢氣的重量和成分以及每一工藝步驟之后的鋼水溫度對正在進行的反應進行計算。為了優化工藝修改階段設定值（碳含量和溫度的目標值，氣體流量，添加料的分配）。如果一個工藝階段沒有達到目標值，給操作員提供信息和警告。注：預計算可以被重復，當一旦操作員對準備生產爐次的溫度曲線滿意時，他可以將設定值發送到一級預計算模型可以作為一個選項被提供用作冶金專家的模擬工具。VAI標準冶煉操作SMP介紹4AOD工藝模型4.1預計算模型：VAI標準冶煉操作4AOD工藝模型4.2成分模型：

合金模型的目的是計算為了達到目標的出鋼成分和出鋼重量所需要的合金和廢鋼的量，該功能是預計算模型的一部分，在吹氧之前應用，計算得出的材料根據SMP被分配給各個工藝步驟。為了在冶煉結束時達到目標的鋼水成分和重量，合金模型自動從可使用的材料（來自一級）和不被禁止的材料（來自SMP）中找出合金和廢鋼的最經濟的混合比。它包括強制材料和經過計算來自廢鋼料槽中的材料，盡可能的計算得出合適材料達到SMP中的目標成分和重量要求，如果不能同時滿足鋼水成分和重量，則鋼水成分優先。計算得出的材料根據SMP的分配表分配到各個不同的工藝階段，加料時間、加料速度來自SMP，添加料的重量以及分配，加料時間和加料速度也可以由操作員來改變。VAI標準冶煉操作SMP介紹4AOD工藝模型4.2成分模型：VAI標準冶煉操作S4AOD工藝模型4.3熱模型：

循環計算實際的熱量平衡。這種計算是基于先前計算的熱量溫度、反應的熱焓和轉爐熱輻射和熱傳導引起的熱損失。分析模型是將熱力學和動力學的原理應用來計算AOD爐內的冶金反應，能周期性地計算AOD爐內正在發生的反應，包括添加料的溶解，氧化和還原反應，鋼液熔池中氮、氧和氫的增加，鋼渣之間硫和磷的分配，CO和H2的二次燃燒和鋼渣中的元素和氧化物的蒸發。分析模型根據來自一級系統的信息，計算渣和金屬熔池鋼水的成分的變化，實際吹入的氣體流量，合金輔料的重量和成分以及在開始計算時的冶煉狀態都將會在計算時考慮。熱模型周期性地計算冶煉的實際熱平衡。計算以先前計算的冶煉溫度，反應焓和由轉爐輻射和傳導引起的熱損失為基礎。VAI標準冶煉操作SMP介紹4AOD工藝模型4.3熱模型：VAI標準冶煉操作SMP介4AOD工藝模型4.4合金化模型：合金模型是計算需要的合金和廢鋼數量以便能夠達到鋼種要求的目標成分和目標重量。計算的原料的重量根據標準的冶煉經驗分配到不同的工藝步驟中。合金模型計算為達到鋼種的目標成分和目標重量所能夠達到的最便宜的合金和廢鋼的組合。計算的組合包括必須加入的原料和廢鋼（必須加入原料的重量不需要任何改變由于價格和鋼種的成分）以及調整的原料最終達到要求的重量和成分。計算的原料的結果根據SMP分配到各個工藝過程中。加入原料的重量和如何分配，加入的實際時間和速度都可以手動干預。假如手動干預，模型不再進行復算，即使目標成分達不到。VAI標準冶煉操作SMP介紹4AOD工藝模型4.4合金化模型：VAI標準冶煉操作SM4AOD工藝模型4.5復吹模型：

復吹模型的作用是在復吹之前，計算所需要的吹氧量和原料。復吹模型可以在還原前（溫度和碳的調整）和還原以后（溫度、碳、硅、氮氣的調整）開始。操作工必須選擇復吹原因指示并選擇適當的菜單。模型開始計算需要的硅鐵、石灰數量和持續時間和氧氣消耗等。二次吹煉模型的目的是計算為了在二次吹煉后達到目標條件所需要的氣體和材料的量。該模型可以在還原之前（用于溫度和碳的調整）和還原之后（用于溫度，碳，硅和氮的調整）開始。操作員必須在啟動模型時指出二次吹煉的原因并選擇一個適當的吹氣方案。然后模型會計算所需要的FeSi和石灰的量以及吹煉的持續時間和氣體消耗。需進行二次吹煉的五個不同的原因：在氮含量過高的情況下模型計算脫氮的二次吹煉。在氮含量過低的情況下模型計算增氮的二次吹煉。在溫度過低的情況下模型計算升溫的二次吹煉。在碳含量過高的情況下模型計算脫碳的二次吹煉。在硅含量過高的情況下模型計算脫硅的二次吹煉。VAI標準冶煉操作SMP介紹4AOD工藝模型4.5復吹模型：VAI標準冶煉操作SMP4AOD工藝模型4.6溶池高度模型：

溶池高度模型計算裝入預溶體后液體溶池表面的位置（定義為溶池表面到爐殼底部）。這個位置用于調整在吹煉過程中氧氣距溶池表面的高度和計算溶池的靜態壓力，分析模型的這一功能周期性地進行。

AOD爐的簡化的幾何形狀：耗損指數被分配給每一層的四點，從初始中線算起每過90o一個點（從重新砌襯開始冶煉若干爐不銹鋼之后以m計的耗損）。也考慮轉爐底部的耗損。

AOD爐容積在每冶煉一爐之后重新計算，在下一爐的預熔體被兌入之后相應地計算熔池液位。VAI標準冶煉操作SMP介紹4AOD工藝模型4.6溶池高度模型：VAI標準冶煉操作S4AODL2工藝模型主要功能目的/計算在線功能目的/計算周期模型在模型在線期間對反應的周期計算最終調整用于最終的合金化，物質組成和冷卻的氣體容積和添加料的計算預計算模型對整個過程的模擬和對添加料和氣體消耗的計算再次吹氣用于再次吹氣的氣體容積和添加料的的計算（不同原因）分析模型物質平衡的周期計算物質平衡功能目的/計算熱模型熱平衡的周期計算合金模型用于預計算的合金/廢鋼的計算SOP模型轉變點的周期計算造渣劑模型用于預計算的造渣劑的計算預計算子功能目的/計算還原劑模型用于預計算的還原劑的計算加料加料計算（預熔體的混合）其它功能目的/計算脫碳脫碳計算熔池高度熔池高度的計算還原還原計算脫硫脫硫計算出鋼出鋼計算VAI標準冶煉操作SMP介紹4AODL2工藝模型主要功能目的/計算在線功能目的/計算周5AOD過程控制實績5.1AODSMPVAI標準冶煉操作SMP介紹5AOD過程控制實績5.1AODSMPVAI標準冶煉操5AOD過程控制實績5.1AODSMPVAI標準冶煉操作SMP介紹5AOD過程控制實績5.1AODSMPVAI標準冶煉操5AOD過程控制實績5.2鋼種及原料編輯VAI標準冶煉操作SMP介紹5AOD過程控制實績5.2鋼種及原料編輯VAI標準冶煉操5AOD過程控制實績5.2鋼種及原料編輯VAI標準冶煉操作SMP介紹5AOD過程控制實績5.2鋼種及原料編輯VAI標準冶煉操5AOD過程控制實績5.3模式及參數編輯VAI標準冶煉操作SMP介紹5AOD過程控制實績5.3模式及參數編輯VAI標準冶煉操5AOD過程控制實績5.3模式及參數編輯VAI標準冶煉操作SMP介紹5AOD過程控制實績5.3模式及參數編輯VAI標準冶煉操5AOD過程控制實績5.4預計算VAI標準冶煉操作SMP介紹5AOD過程控制實績5.4預計算VAI標準冶煉操作SMP5AOD過程控制實績5.4預計算VAI標準冶煉操作SMP介紹5AOD過程控制實績5.4預計算VAI標準冶煉操作SMP5AOD過程控制實績5.5生產步驟計算VAI標準冶煉操作SMP介紹5AOD過程控制實績5.5生產步驟計算VAI標準冶煉操作5AOD過程控制實績5.5生產步驟計算VAI標準冶煉操作SMP介紹5AOD過程控制實績5.5生產步驟計算VAI標準冶煉操作冶煉步驟進入下一步的規則各冶煉步驟的步驟的跳步規則，實質是控制脫C速度、冶煉過程溫度、過氧化的平衡。二級SMP設置、實際操作時氧化期動態控制跳步是體現冶煉水平關鍵；C設置過低將導致高氧氬比吹煉時間過長，導致過程溫度太高；C設置高溫度導致冶煉時間延長；當CAim=0時，如DEC1-DEC2，滿足以下條件之一：T=TAim且Cmin<C<CmaxC<Cmax且T>TmaxC<Cmin且T>Tmin當CAim≠0時，DEC3以后，滿足以下條件之一：C=CAim且Tmin<T<TmaxC<Cmax且T>TmaxC<Cmin且T>Tmin冶煉步驟進入下一步的規則各冶煉步驟的步驟的跳步規則，實質是控5AOD過程控制實績5.5生產過程計算VAI標準冶煉操作SMP介紹5AOD過程控制實績5.5生產過程計算VAI標準冶煉操作5AOD過程控制實績5.6還原控制還原加Fe-Si功能脫氧還原渣中Cr2O3、氧化鐵等合金化Fe-Si計算根據吹入鋼中氧氣反應的平衡理論，由吹入的氧氣量、入爐C含量、氧氣利用率、還原Si含量等參數推算出還原用Fe-Si量，配氣工根據爐況等因素可調整加入量（±100Kg）。還原用Fe-Si量計算公式:=〔消耗總氧量（m3）-脫碳消耗氧量（m3）-脫硅消耗氧量（m3）〕×1.66+合金化硅鐵量=[消耗總氧量-兌入Si含量×1280-加入合金量×合金含Si量×0.008-(兌入C含量×1492.8-予計終點C含量×1679.4)-加入合金量×合金含C量×0.00932]X1.66+予還原目標Si含量×2400VAI標準冶煉操作SMP介紹5AOD過程控制實績5.6還原控制還原加Fe-Si功能F第三章AOD冶煉不銹鋼工藝基礎第三章AOD冶煉不銹鋼工藝基礎AOD用預溶液、原輔料及能源介質要求AOD預溶液:預溶液是精煉鋼水純潔度、生產效率、冶煉成本，以及成品成分精準度的保證；預溶液的要求：鋼水溫度、鋼水成分、鋼水重量、渣重、鋼水到站節奏的精準度；不同鋼種的生產工藝路線對預溶液的要求不同：C——脫C反應放熱作為AOD精煉的部分熱源。初始C含量過高導致吹氧時間長，過程溫度高；而C含量過低導致還原硅消耗增加，容易造成溫度低后升溫或反吹；預溶液來源EAF：根據不同鋼種的AOD生產周期要求，通?？刂圃?.5-2.5%之間；由于電爐使用廉價資源，且電爐幾乎不脫C，預溶液C含量也可以達到2.5-3.5%。預溶液來源脫P鐵水：預處理脫P鐵水C含量約4%，轉爐脫P鐵水？%；冶煉過程需補加C。在確定C含量時，除考慮全工序的生產節奏匹配、綜合成本要求外，在兩步法生產時，要重點考慮AOD的還原Si消耗，渣量，渣氧化性、脫S等質量控制要素；AOD用預溶液、原輔料及能源介質要求AOD預溶液:預溶液是精AOD用預溶液、原輔料及能源介質要求AOD預溶液:Si——脫C反應前首先進行脫Si反應。初始Si含量過高導致吹氧時間延長，石灰消耗增加，氧化期渣量上升對耐材壽命和脫C反應造成不利影響；而Si含量過低導致預溶液氧化性強，影響前工序的金屬收得率；預溶液來源EAF：根據AOD爐齡和電爐金屬收得率的要求通常控制在0.1-0.3%之間；由于電爐使用廉價資源配Si量上升，電爐脫Si不良；預溶液Si含量上限也可能達到0.4%。預溶液來源脫P鐵水：預處理脫P鐵水、轉爐脫P鐵水的Si含量為0。當預溶液的鋼水溫度且C含量很低時，為促進脫C反應，可在預溶液中加FeSi補充熱量；AOD用預溶液、原輔料及能源介質要求AOD預溶液:Si——脫AOD用預溶液、原輔料及能源介質要求AOD預溶液:Mn——Mn的氧化還原性質介于Cr和Si之間，除高Mn鋼外AOD通常對預溶液的Mn含量不做要求，考慮到電爐生產效率及Mn收得率問題，Mn合金化通常在AOD完成；P——考慮到分析波動、補加合金增P，普通品種預溶液P含量需控制在規程成品上限-0.003%以內，特殊要求鋼種需控制在規程成品上限-0.005%以內；由于AOD冶煉不銹鋼不脫P，因此發現預溶液P含量高時，AOD需準確計算預測成品P含量，特別時加入低P合金，但造成成本升高；S——S含量與電爐原料及造渣有關，通常預溶液的S含量在0.02%以內；要根據所煉鋼種成品S要求及工藝路線確定預溶液S含量的要求。特殊情況下AOD可進行換渣操作滿足S的要求；Cr——Cr是不銹鋼的主元素。要考慮前工序預溶液Cr含量的控制能力及生產效率，以及AOD所冶煉鋼種的質量要求設計預溶液的Cr含量。通常為控制范圍為(成品目標成分-1，成品目標成分)，高Ni、高Mo鋼要提高Cr含量。AOD用預溶液、原輔料及能源介質要求AOD預溶液:Mn——MAOD用預溶液、原輔料及能源介質要求AOD預溶液:Ni——Ni是300系不銹鋼的主元素，也是最重要的成本構成要素。從成本方面考慮，一方面確保成品Ni成分下限控制，另一方面AOD使用純Ni要少，AOD要控制合理的調Ni量。通常預溶液Ni成分控制范圍為（規程成分下限-0.5，規程成分下限)，對于高Cr、Ni含量的耐熱鋼，由于AOD出鋼溫度更低，Ni金屬通常要作為降溫料來使用，Ni成分可比規程目標低1-2%；Mo——Mo是含Mo不銹鋼如316L、317L、雙相鋼、436L、444等成本構成要素，由于EAF的Mo收得率低，因此Mo完全在AOD內進行合金化，預溶液對Mo含量不作要求；Cu——非含Cu要求預溶液Cu含量盡量低；含Cu鋼的Cu元素盡量從廢Cu、廢鋼中帶入，預溶液對Cu含量不作要求；N——不做要求；As、Sn、Pb、Sb、Bi無害元素盡量少；AOD用預溶液、原輔料及能源介質要求AOD預溶液:Ni——NAOD用預溶液、原輔料及能源介質要求AOD用輔料（石灰、螢石、白云石、輕燒鎂球)堆密度0.95t/m3CaO含量約90%避免生燒，生燒容易降溫及增C活性度高，確保成渣速度和反應能力粉率高易被除塵系統抽走石灰——保持一定的爐渣堿度從而促進還原脫S脫O以及保護堿性耐火材料。石灰的質量對煉鋼至關重要；AOD用預溶液、原輔料及能源介質要求AOD用輔料（石灰、螢石AOD用預溶液、原輔料及能源介質要求AOD用輔料（石灰、螢石、白云石、輕燒鎂球)堆密度1-1.2t/m3CaF2含量約85%SiO2含量盡量低，控制爐渣堿度時應考慮螢石中帶入的SiO2螢石——促進渣中各種氧化物溶解成渣，提高爐渣流動性，強化還原、脫S反應。易加重耐火材料侵蝕AOD用預溶液、原輔料及能源介質要求AOD用輔料（石灰、螢石AOD用預溶液、原輔料及能源介質要求AOD用輔料（石灰、螢石、白云石、輕燒鎂球)堆密度1t/m3輕燒鎂球MgO含量約70%白云石、輕燒鎂球——主成分MgO。使渣中MgO含量與爐襯耐火材料的MgO達到平衡，減少爐襯MgO侵蝕。AOD用預溶液、原輔料及能源介質要求AOD用輔料（石灰、螢石AOD用預溶液、原輔料及能源介質要求AOD用合金——純鎳、鎳鐵、高碳鉻鐵、低碳鉻鐵、普通硅鐵、微碳硅鐵、高碳錳鐵、電解錳、鉬鐵、氧化鉬、電解銅板、釩鐵、鈦鐵、鈮鐵鎳豆堆密度3.3t/m3，剪切鎳板4.8t/m3鎳豆含量分別在96%，鎳板通常在99%鎳——通常在氧化期加入，還原后進行微調；鎳豆容易碎，剪切鎳板易堵料倉；AOD用預溶液、原輔料及能源介質要求AOD用合金——純鎳、鎳AOD用預溶液、原輔料及能源介質要求AOD用合金——純鎳、鎳鐵、高碳鉻鐵、低碳鉻鐵、普通硅鐵、微碳硅鐵、高碳錳鐵、電解錳、鉬鐵、氧化鉬、電解銅板、釩鐵、鈦鐵、鈮鐵堆密度3.6t/m3Cr含量67%粉率高影響收得率高碳鉻鐵通常在氧化期加入；低碳鉻鐵對于低碳鋼還原后微調Cr使用；AOD用預溶液、原輔料及能源介質要求AOD用合金——純鎳、鎳AOD用預溶液、原輔料及能源介質要求AOD用合金——純鎳、鎳鐵、高碳鉻鐵、低碳鉻鐵、普通硅鐵、微碳硅鐵、高碳錳鐵、電解錳、鉬鐵、氧化鉬、電解銅板、釩鐵、鈦鐵、鈮鐵堆密度2t/m3Si含量75%硅鐵通常在還原期加入；微C硅鐵用于超低碳鋼種；AOD用預溶液、原輔料及能源介質要求AOD用合金——純鎳、鎳AOD用預溶液、原輔料及能源介質要求AOD用合金——純鎳、鎳鐵、高碳鉻鐵、低碳鉻鐵、普通硅鐵、微碳硅鐵、高碳錳鐵、電解錳、鉬鐵、氧化鉬、電解銅板、釩鐵、鈦鐵、鈮鐵堆密度4.7t/m3Mo60%鉬鐵通常在氧化期前期加入；因鉬鐵熔點高,比重大9.0t/m3，在鋼包內調整收得率低，因此Mo成分在爐內調整要調整好；為節約成本，AOD使用氧化鉬替代鉬鐵AOD用預溶液、原輔料及能源介質要求AOD用合金——純鎳、鎳AOD用預溶液、原輔料及能源介質要求AOD用合金——純鎳、鎳鐵、高碳鉻鐵、低碳鉻鐵、普通硅鐵、微碳硅鐵、高碳錳鐵、電解錳、鉬鐵、氧化鉬、電解銅板、釩鐵、鈦鐵、鈮鐵高碳錳鐵：堆密度3.6t/m3，Mn含量70%，P含量高0.18%，使用時注意增P；電解錳：Mn含量99%；硼鐵：B含量16%，堆密度3.1t/m3了解合金的主元素成分、有害元素成分、并掌握收得率、降溫系數有助于避免出現廢品，提高成分、溫度控制能力，當然這些參數的數值會隨原料質量、分析偏差、鋼水計量的波動而變化，具體控制成分時要隨時注意理論計算值與分析值的偏差，保留空間避免問題發生；區分CrNiMnMoCuNbFeAOD各元素收得率,%98999999.5999095AOD用預溶液、原輔料及能源介質要求AOD用合金——純鎳、鎳AOD用預溶液、原輔料及能源介質要求能源介質——O2、N2、Ar不同的爐容量對AOD使用氣源的壓力要求不同壓力太高，造成氣體放散浪費壓力太低，吹氧流量降低，燒損風槍對Ar氣的成分主要是含N的要求，避免增N冷卻水流量不足時導致停吹AOD用預溶液、原輔料及能源介質要求能源介質——O2、N2、理論基礎知識鋼液及熔渣的密度鐵碳熔體的密度（kg/m3）ρ=8523-0.8358(T+273)-210[%C]-164[%Al]-60[%Si]-55[%Cr]-7.5[%Mn]+43[%W]+6[%Ni]副槍設備是轉爐在垂直狀態不間斷吹煉的情況下對鋼水進行測溫取樣的有效工具?，F代煉鋼技術依靠副槍的測量來調節吹氧量和轉爐原料的添加量。副槍系統具備以下主要功能：·在測量前自動選擇探頭并連接到副槍探頭的夾持器上；·用TSO探頭可測量冶煉終點溫度、氧活度(僅在吹煉終點時測量)、取樣，同時可測量吹煉后的熔池液位；

理論基礎知識鋼液及熔渣的密度鐵碳熔體的密度（kg/m3）副槍理論基礎知識原輔料降溫系數鋼水中每加入原輔料的重量為鋼水重量1%造成鋼水溫度的變化。℃/%-Steel

原輔料Ni類鉻鐵類錳鐵類Si鐵(還原)Si鐵(合金化)石灰螢石降溫廢鋼其它降溫系數-14.0-19.4-20.04.9-20-33-27.5-20.0-20.0元素氧化發熱及升溫系數鋼液中每0.1%的元素氧化放出的熱量及對鋼水升溫的溫度；元素單位FeCSiMnPCrAlV備注發熱量系數MJ/0.1%4.10312.22527.8136.90820.5154.2728.311.3881t鋼液溫度系數℃/0.1%4.914.633.218.2524.55.133.813.6鋼液熱容837.36kJ/t/℃理論基礎知識原輔料降溫系數鋼水中每加入原輔料的重量為鋼水重量理論基礎知識金屬收得率的計算方法金屬收得率的準確定義和計算是精準控制鋼水量、成分的基礎描述金屬收得率的指標有：金屬收得率、凈金屬收得率、各合金元素的收得率（Cr、Ni、Mo等)，不同指標有不同的意義，根據需要靈活應用；金屬收得率=出鋼量/（裝入鋼水量+總合金補加量)，統計簡便，未考慮脫C、脫Si、還原劑的消耗，用于簡單的估算；凈金屬收得率=出鋼量*(100-[C]-[Si])/(裝入鋼水量*(100-[C]-[Si])+合金補加量*(100-C%-Si%))，剔除C、Si元素后的金屬收得率，主要用于描述鋼水流失的影響；合金M元素收得率=出鋼量*[M]/（裝入鋼水量*[M]/+合金補加量*M%),與凈金屬收得率結合使用評價金屬元素的收得率水平；還原劑單耗，主要是還原Si或Al消耗，kg/t。還原劑單耗=還原劑總量/鋼水量-[Si]*10,特指用于還原的Si或Al的消耗，不包含合金化部分；還原劑消耗與預溶液條件、冶煉過程控制、還原是否充分、還原劑的質量(如粉率)、還原后鋼液中Si的分析偏差有關理論基礎知識金屬收得率的計算方法金屬收得率的準確定義和計算是1鋼液中碳與鉻的競爭氧化

當熔池中同時存在著鉻及碳時，氧化的特征表現為兩者的競爭氧化。這兩個主要的氧化反應是：

n[C]+n[O]=n{CO}

（式1）K1=PnCO÷an[C]

·an[O]m[Cr]+n[O]=(CrmOn)

（式2）K2=a(CrmOn)÷(am[Cr]·an[O])將式（1）與（2）相減，可得：

n[C]+(CrmOn)=m[Cr]+n{CO}

（式3）式(3)就是鋼液中碳、鉻競爭氧化的表達式。若能控制熱力學條件，使反應向右進行，則其綜合效果為“降碳保鉻”。相反，若在一定的熱力學條件下反應向左進行，則綜合效果為“脫鉻保碳”。顯然，對于不銹鋼精煉來說，需要的是前者，而“脫鉻保碳”只用于含鉻鐵水煉鋼前的預處理——搖包脫鉻中。AOD冶煉基礎理論1鋼液中碳與鉻的競爭氧化當熔池中同時存在著鉻及碳時1鋼液中碳與鉻的競爭氧化

如果將式3)的平衡常數表達式作些變換，則就可以直接給出鋼液中平衡的碳的活度：考慮到[Cr]>9%時，m＝3,n＝4，并認為在鋼液氧化過程中生成的鉻的氧化物Cr3O4在渣中飽和析出，a(Cr3O4)≈1，則鋼液中平衡的碳的活度可表示為：

(式4)式(4)明確地示出了碳與鉻競爭氧化的熱力學條件，即在一定含鉻量的條件下，只要提高熔池溫度，使K3增大，就可使平衡的碳活度降低；同理，降低Pco，也可獲得較低的碳活度。式(4)也表明，在同樣的溫度和壓力條件下(K3及Pco一定)，鋼液含鉻量越高，則其對應的平衡含碳量也越高。這就是說，如果鋼液含鉻量提高，則要使含碳量降至同樣的水平，就必須有更高的溫度或更低的壓力條件。AOD冶煉基礎理論1鋼液中碳與鉻的競爭氧化如果將式3)的平衡常數1.1鋼液中碳與鉻

競爭氧化的實驗關系D．C．Hilty根據渣中(Cr3O4)趨于飽和時a(Cr3O4)≈1，以及大氣下冶煉Pco＝1大氣壓的情況，對大量實驗數據進行了整理，作了不同溫度下的[%C]—[%Cr)平衡圖，如圖2．4所示。他發現在[Cr＝3～30%的情況下，1g[％Cr]／[%C]與溫度有近似直線的關系，提出了以下實驗關系式：lg([%Cr]/[%C])=–15200÷T+9.46(式5)以后作者又將此實驗關系式修正為至今常用的經典近似式：lg([%Cr]/[%C])=–13800÷T+8.76(式6)式(5)及(6)，除了假設Pco=1及a(CrmOn)＝1以外，還作了m=n＝1以及fcr=fc的近似。然而對于18-8型鉻鎳不銹鋼的冶煉，由于鋼中存在大量的鎳，這將明顯提高碳的活度而對鉻的活度影響不大，從而導致fcr≠fc，故上述兩式應做相應的修正。鎳對鋼中[%Cr]/[%C)和溫度關系的影響，見下圖1。AOD冶煉基礎理論1.1鋼液中碳與鉻競爭氧化的實驗關系D．C．H1.1鋼液中碳與鉻

顯然，在鉻鎳不銹鋼脫碳精煉時，如果鋼液中已含有10%左右的鎳，對降碳保鉻是有利的。AOD冶煉基礎理論1.1鋼液中碳與鉻顯然，在鉻鎳不銹鋼脫碳精煉時，1.2C、Cr的選擇性氧化向高鉻鋼液中吹入氧氣時，鋼中碳與鉻的氧化反應分別為：3/2[Cr]+O2(g)=1/2(Cr3O4)(s)

（式7）ΔF°Cr-O=–178400+53.42T2[C]+O2(g)=2CO(g)

（式8）ΔF°C-O=–66700–20.34T兩式合并，即得到熔池中[C]、[Cr]的競爭氧化反應式：3/2[Cr]+2CO(g)=2[C]+1/2(Cr3O4)(s)

（式9）ΔF°Cr-O=–111200+73.54T式（9）的平衡常數可表達為：KCr–C=(a1/2(Cr3O4)·a2[C])÷(a3/2[Cr]·P2CO)

（式10）O4)很快飽和，有固體(Cr3O4)析出，故可以認為a(Cr3O4)≈1。這樣，式（10）可改寫為：KCr–C=a2[C]÷(a3/2[Cr]·P2CO)根據化學反應的等溫方程式并將相互作用系數代入，即可得出溫度、壓力對碳、鉻選擇氧化的基本關系式如下：0.46[%C]+0.0237[%Ni]–0.0476[%Cr]+2lg[%C]–1.5lg[%Cr]–2lgPco=24300÷T–16.7（式11）這樣，就可以根據相應的[%C]、[%Ni]含量，求出在此條件下，不同終點碳所對應的溫度與壓力值。AOD冶煉基礎理論1.2C、Cr的選擇性氧化向高鉻鋼液中吹入氧氣時，鋼AOD脫碳模型AOD脫碳反應理論；結論：要使碳優先氧化，同時避免鉻的氧化可采取兩種措施：一是提高鋼水溫度；二是降低CO氣體分壓。降低CO氣體分壓的方法已成為不銹鋼精煉的主要方法，按降低CO分壓的方法分為減壓精煉法和稀釋精煉法兩大類。AOD通過在O2氣中混入氮氣或Ar氣降低CO分壓，數據稀釋精煉法。如前所述：在氧化期的不同階段，設定不同的O2/Ar(N2)比，達到去碳保鉻的目的；鋼水中含Cr時，影響氧和碳的活度系數值減小,含Ni時輕微增加活度系數值。含Ni300系不銹鋼比400系脫碳稍微容易一點AOD脫碳模型AOD脫碳反應理論；結論：要使碳優先氧化，同時1.2C、Cr的選擇性氧化式(11)給出的溫度、壓力對不銹鋼液中碳、鉻選擇性氧化的關系式，僅僅是熱力學規律的分析，其前題是有關的反應均達到平衡，且熔池處于均勻狀態。但實際的精煉過程，往往因各種動力學條件的影響而達不到熱力學規定的理想狀態。為此，中西等人根據氧氣底吹轉爐(Q-BOP法)吹煉過程中，裝置特性和工藝參數對碳優先氧化程度的影響，提出了一個稱為“碳選擇氧化指數”的新概念，即所謂的ISCO(IndexforSelectiveCarbonOxidation)。它可以用下式表示：ISCO=2QO2÷（2QO2+Qd）×(QO2÷W)÷τ（式12）式中：QO2——供氧速度，標米3/分；Qd——Ar等稀釋氣體吹入速度，標米3/分；W——鋼水量，噸；τ——熔池攪拌混合均勻時間，秒。AOD冶煉基礎理論1.2C、Cr的選擇性氧化式(11)給出的溫度、1.2C、Cr的選擇性氧化

分析式(12)就可看出，其中2QO2/（2QO2+Qd）實際上就是熔池中的一氧化碳分壓力Pco。因為吹入1摩爾氧氣，將產生2摩爾的CO氣體，而惰性氣體是不參予反應的。(QO2/W)是單位鋼液的供氧速度，即供氧強度。而混均時間τ，反映了熔池形狀及風口位置、數量、吹氣強度等設備結構與動力學參數，標志著熔池的攪拌條件。因此可以說ISCO是把熱力學、動力學條件結合起來判斷鋼液中碳選擇性氧化的程度。實踐證明，它在判斷Q—Bop過程碳和磷的選擇性氧化方面十分有效。ISCO的值越小，則碳的選擇性氧化程度越大。磷在氧化、還原反應的熱力學特征方面與、鉻十分相似，因此有人利用它來判斷AOD不銹鋼精煉過程的選擇性氧化情況，取得了較好的結果。當然，這只是一種終點狀態的判斷，實際吹煉過程中溫度是在不斷變化，成分也在不斷變化。由于不銹鋼吹氧降碳過程無其他熱源，因而鋼液僅靠元素氧化的反應熱而升溫。如果假定在此短促過程的熱損失可忽略不計，則利用熱化學數據可從理論上(而非工程上)計算不銹鋼選擇氧化過程。AOD冶煉基礎理論1.2C、Cr的選擇性氧化分析式(12)就可看出1.2C、Cr的選擇性氧化[Cr]的氧化反應式為：3/2[Cr]+O2(g)＝1/2(Cr3O4)(s),△H°＝一178400卡假定Cr3O4的Cp與Cr2O3的相似，則吹入室溫的氧氣時鉻的氧化使鋼液升溫的程度為：△T=（178400–12360）÷（138×10.5+1/2×31.5）=113℃而[C]的氧化反應式為：2[C]+O2(g)=2CO(g),△H°＝一67200卡則吹入室溫的氧氣使鋼液中碳氧化時鋼液升溫的程度為：

△T=（67200–12360）÷（42.1×10.5+2×8.59）=118℃由以上熱力學計算可知，當未考慮爐渣、爐襯升溫吸熱以及爐子的熱損失時，用室溫的氧氣吹入熔池，每氧化1%的鉻，可使鋼液升溫113℃，而每氧化1%的碳，可使鋼液升溫118℃。AOD冶煉基礎理論1.2C、Cr的選擇性氧化[Cr]的氧化反應式為2不銹鋼脫碳反應動力學

用插入式吹氧管向鋼液中吹入氧氣時氧的分配：使鋼液脫碳，并形成一氧化碳；使鐵氧化，生成渣中的氧化鐵；使鋼中氧提高。從數據可以看出，在鋼液含碳量高時，吹入的氧氣中90%。以上用于脫碳，很少一部分用于使鐵氧化成氧化鐵渣，而鋼中溶解氧的增加可忽略不計，在中碳區域([%C]＝0.2～0.5)，隨著含碳量的降低，供氧用于脫碳的比例逐步減小，用于使鐵氧化的比例則逐步增大，最后達到約占三分之一，而使鋼中氧提高的比例仍不超過5%。在[