Газокислородное Рафинирование (AOD) нержавеющих сталей и сплавов на основе Ni.

Всем известно, что нержавеющие стали с [С] до 0,06% металлурги получают по технологии AOD. Существует ряд закономерностей, влияющих на успешный ход плавки один из которых - температура (или время набора температуры) 1700-1730оС, благодаря которой окисление [С] протекает более интенсивно (в присутствии высокого Сr) и доходит до 0,02%. Вопрос: почему для этого используют Si и Mn, а не Al который ближе по сродству к O2 и окисел которого менее реакционный к основной футеровки конвертера?

admin on Ноябрь 26th 2008

Вопрос поставлен не очень определенно, мне кажется.
1. О нагреве.
В классическом варианте Si и Mn не столько используют [для нагрева - как это следует из вопроса], сколько они сопутствуют, находясь в высокоуглеродистом полупродукте. При этом исходное содержание C может быть 1,7-3 %, а Si около 0,2 %. В ходе продувки за счет экзотермических реакций температура полупродукта быстро (примерно за 20 мин.) повышается до требуемых 1700 С. Еще и охладители приходится использовать.
2. О восстановлении оксидов хрома из шлака после окончания окислительного периода.
Кремний (в составе ферросилиция) действительно используется в процессе AOD, но в качестве восстановителя хрома из окислительного шлака. Почему именно ферросилиций, а не алюминий или карбид кремния и т.д. - это вопрос оптимизации конкретной технологии конкретной марки.
Достаточно подробно основы процесса AOD описаны в книге Г. Кнюппеля "Раскисление и вакуумная обработка стали".

Antti on Февраль 21st 2009

На такой углерод (<0.06%) можно уйти и на VOD, но из-за скорости реакции это займет намного больше времени. Причем, если свержнизкий углерод не занимает приличную долю сортамента, то возможно и не стоит городить огород с AOD. Причина - устройство блоков разделения воздуха, чтобы получить достаточное количество аргона для AOD нужно или городить систему хранения жидкого аргона от типового блока или строить завод мощностью под 90,000 кубов кислорода в час (стоит такой блок под 100 млн. Евро).
По температуре - есть две основные схемы ведения процесса выплавки нержавейки:
1. Классика - поддержание уровня C в ванне не ниже 2%. Причина для столь высокого уровня - сродство хрома - при меньших значениях хром уходит в шлак. При этой схеме для серийного производства даже обычного сортамента нужен AOD.
2. Метод активно применяется на заводах АрселорМиттал, я знаком с их практикой в ЮАР - восстановление хрома из шлака силикомарганцем. Иногда эта метода широко применяется и в Европе, но ее эффективность зависит от квалификации персонала и цены на SiMn. Что в этой методике приятно, нет нужды городить AOD, т.к. из печи выходит металл со значительно более низким уровнем C серийная обработка которого на VOD возможна, при этом можно обходиться мини-блоком разделения воздуха и иметь приличную серийность и производительность.
Почему не Al? Ну значит в этом случае цена использования Al была выше, чем SiMn. Чтобы подтвердить или опровергнуть надо считать материально-тепловой баланс с учетом цен на материалы, тогда будет видно. К футеровке конвертера я бы применение Al не относил вообще - сейчас все плавят "болванку", а доводят химию уже вне "груши".
К тому же есть несколько ньюансов с отдачей самого Al - первичку Al 97 или Al 87 использовать уже не особо дают, а валить вторичку с кучей неметаллических и всякой дрянью много не станешь.