SS--VOD法精煉方法

自從1958年試驗成功用高溫吹氧精煉不銹鋼的工藝以來, 電爐生產(chǎn)不銹鋼得到了迅速發(fā)展。但是這種方法是利用氧化反應(yīng)達(dá)到高溫進(jìn)行脫碳精煉, 脫碳的同時, 有大量的合金元素被氧化。同時根據(jù)溫度與壓力對鋼中碳鉻平衡含量的影響, 要脫到很低的碳含最, 必須使鋼水達(dá)到很高的溫度。而且在此溫度下相平衡的鉻含量仍然很低, 必須在脫碳終了加入大量的微碳鉻鐵或金屬鉻, 因而生產(chǎn)超低碳不銹鋼的操作條件差、產(chǎn)品質(zhì)量低（含大量的氧化物夾雜）、生產(chǎn)成本高。為了更經(jīng)濟(jì)地生產(chǎn)高質(zhì)量不銹鋼, 根據(jù)鋼中碳一鉻平衡與壓力的關(guān)系, 發(fā)展了減壓下吹緘脫碳和利用稀釋氣體降低一氧化碳分壓的精煉方法, 包括VOD,SS-VOD,VODC,RH-OB,AOD和CLU法。

SS--VOD法VOD法

VOD法是在減壓下由頂部吹氧, 同時從底部多孔塞吹氫攪拌, 降低一氧化碳分壓, 加速碳氧反應(yīng)。這種精煉方法可以在真空下進(jìn)行添加合金、取樣、鋇溫等操作, 除了精煉不銹鋼外, 也可以迸行一般的真空脫氣處理。生產(chǎn)不銹鋼的特點是在初煉爐中將碳含量吹至0.4-0.6%，除Si以外的其他合金成分, 調(diào)到規(guī)格范圍之內(nèi), 溫度為左右, 就可以出鋼轉(zhuǎn)入VOD精煉。鋼包鋼置于真空室內(nèi), 當(dāng)抽至壓力為50以下時, 開始吹氧精煉，根據(jù)鋼中碳含量的變化, 隨時調(diào)整吹氧量, 井逐漸提高真空度, 吹煉到末期, 使壓力降低到10以下，當(dāng)碳含量稍高于要求的規(guī)格時停吹, 繼續(xù)使壓力降到1以下,利用高真空碳氧反應(yīng)的有利條件進(jìn)行脫氧,保持10分鐘左右, 再降低0.03%,可使氧降低0.01%。吹氬攪拌促進(jìn)雜質(zhì)的上浮，可獲得很純潔的鋼。最后滑動水口進(jìn)行澆注。

SS--VOD法SS-VOD法

SS-VOD法是日本川崎公司發(fā)展的。由于加強(qiáng)了吹氫攪拌, 可使鋼中的碳、氮含量都降到很低, （〔C〕<0.0025%,〔N〕<0.005%), 適于生產(chǎn)超低碳、氮不銹鋼。

VOD真空處理是個涉及真空、高溫、多相、密閉的冶金過程，控制比較復(fù)雜，若控制不合理，則會導(dǎo)致真空處理時間長、氧氣利用率差、還原劑及渣料消耗大、金屬收得率低、鋼水純凈度差、真空噴濺嚴(yán)重等，故必須具備與裝備特點相適應(yīng)的真空精煉控制技術(shù)，才能確保VOD裝備運行正常和真空精煉優(yōu)勢得以發(fā)揮。針對SS-VOD的工藝控制，穩(wěn)定合理的起始條件是真空冶煉順行的前提，真空過程的精確控制是確保冶煉成功的根本，真空處理后的大氣微調(diào)是實現(xiàn)終點成分、溫度及鋼水質(zhì)量合格的保證。

SS--VOD法起始碳含量

起始碳含量的高低不僅決定了真空處理時間的長短，而且影響到SS-VOD 真空處理過程的控制方式，即不同的起始碳含量需要采取不同的真空吹氧脫碳工藝。高起始碳含量下的真空脫碳相對低起始碳含量來說脫碳任務(wù)重、控制復(fù)雜，若不加以區(qū)分，則極易因吹氧流量過大、真空度控制過高，脫碳反應(yīng)劇烈，造成渣鋼嚴(yán)重飛濺，容易造成設(shè)備損壞。此外，SS-VOD真空處理所允許的起始碳含量需控制在合理的范圍內(nèi)，既不能太高，也不能過低。根據(jù)各廠的實踐經(jīng)驗，最佳的起始碳含量范圍為0.20%～0.80%，工藝上通常將其劃分成高碳區(qū)0.50%～0.80%和低碳區(qū)0.20%～0.50%，分別采取不同的真空吹氧脫碳模式進(jìn)行控制。

SS--VOD法起始硅含量

鑒于硅氧升溫特點，部分廠家VOD 采取較高起始硅含量（0.20%～0.30%）的工藝，以此來獲得真空脫碳所需的起始溫度，此種工藝優(yōu)點是可降低前工序出鋼溫度，減少耐材消耗，同時可以彌補鋼包傳擱、扒渣過程中溫度的損失。但也存在不利的一面，為了保護(hù)鋼包包襯，不得不在VOD 吹氧之前添加一定量的CaO 來中和硅氧升溫產(chǎn)生的SiO2，從而導(dǎo)致鋼包內(nèi)渣量增加，嚴(yán)重影響真空吹氧脫碳時氧氣射流與鋼水的充分接觸，導(dǎo)致氧氣利用率偏低，真空吹氧脫碳效果不好。對于SS-VOD，最佳起始硅含量應(yīng)小于0.20%，從而吹氧脫碳之前不需添加CaO，鋼包內(nèi)襯也不會受到嚴(yán)重侵蝕，且同時能滿足VOD真空吹氧脫碳提出的“零頂渣”要求。

SS--VOD法起始溫度

為了實現(xiàn)快速脫碳和脫碳保鉻，作為熱力學(xué)條件之一的起始溫度必須滿足SS-VOD 起始要求。首先，起始溫度不能過低，否則鋼水流動性差，碳的傳質(zhì)速度小，脫碳速度慢。如式（2）所示，在正常供氧流量和真空度下，若起始溫度偏低，則平衡常數(shù)小，鉻優(yōu)于碳先氧化，即脫碳時間滯后，吹氧過程鋼水表面容易形成一層流動性較差的富鉻渣，富鉻渣將阻礙氧氣射流與鋼水有效接觸，導(dǎo)致氧氣利用率下降；若富鉻渣形成過多，則自由脫碳階段易發(fā)生真空噴濺。脫碳保鉻反應(yīng)為：

SS--VOD法起始渣量

如前文所述，鋼包中的渣量過多將影響吹氧脫碳效果，攪拌強(qiáng)度不夠時，極易造成貴重金屬燒損嚴(yán)重，故原則上要求SS-VOD 真空處理之前100%的扒渣，即控制“零渣量”。為了確保扒渣后盡可能少的渣量，給真空吹氧脫碳創(chuàng)造優(yōu)越條件，除了要求嚴(yán)格執(zhí)行扒渣制度之外，前工序需優(yōu)化造渣制度和控制下渣量，以減輕扒渣難度，實現(xiàn)完全扒渣

SS--VOD法鋼包狀況

SS-VOD特殊的工藝特點決定了真空處理對鋼包起始條件的要求極其苛刻，特別是鋼包底吹透氣性和清潔度。SS-VOD真空處理過程中，吹氬效果良好不僅能確保氧氣射流與鋼液中的碳充分接觸，提高氧氣利用率，而且能促進(jìn)鋼液的有效傳質(zhì)，加快成分和溫度的均勻；相反，若鋼包吹氬不良，在強(qiáng)脈沖氧氣射流的沖擊下極易造成鋼水表面金屬燒損嚴(yán)重，影響脫碳保鉻效果。鋼包清潔度主要表現(xiàn)在包底冷鋼和余渣過多、包壁結(jié)渣圈嚴(yán)重以及包口不干凈等方面，若真空處理用的鋼包渣線部位結(jié)渣嚴(yán)重，則吹氧過程中隨著鋼液溫度及爐內(nèi)溫度的上升，渣圈將逐漸熔化而進(jìn)入鋼液，覆蓋于鋼水表面，將阻礙氧氣與鋼水的充分接觸，不利于脫碳。

不銹鋼分公司SS-VOD 真空處理過程主要分為真空準(zhǔn)備、真空脫碳、真空還原脫硫等三個階段，其中真空準(zhǔn)備階段包括初始合金化和化學(xué)升溫，脫碳階段主要分為真空吹氧脫碳和自由脫碳，還原脫硫階段包括添加還原劑和渣料、深真空強(qiáng)攪拌還原脫硫。真空處理過程見表1。

SS--VOD法真空準(zhǔn)備控制

1 初始合金化

在起始溫度足夠的情況下，若鋼水起始成分（如鉻、錳）與目標(biāo)成分存在一定的偏差，則在真空吹氧脫碳前可添加高碳合金或中碳合金進(jìn)行成分粗調(diào)，真空處理開始后合金即可加入鋼包，以代替真空處理后添加低碳合金和微碳合金，節(jié)約冶煉成本。

2 化學(xué)升溫

為了彌補初始合金化造成的溫度損失，確保足夠的真空脫碳起始溫度，通常在脫碳之前進(jìn)行適當(dāng)?shù)匿X氧化學(xué)升溫，但鋁的加入量不可超過2%，否則過多的氧化鋁夾雜將影響不銹鋼產(chǎn)品表面質(zhì)量?；瘜W(xué)升溫時，鋁通常在吹氧之前較短的時間內(nèi)加入鋼包，以確保大部分的鋁覆于鋼水表面而不完全進(jìn)入鋼液，可實現(xiàn)較好的升溫效果。

SS--VOD法真空脫碳控制

真空脫碳控制是整個SS-VOD 真空冶煉過程控制的核心，其控制好壞將決定真空冶煉是否成功。為了實現(xiàn)有效的“脫碳保鉻”，通常將吹氧脫碳過程分為預(yù)脫硅（和化學(xué)升溫）、主脫碳、動態(tài)脫碳等三個步驟，吹氧流量、槍位、真空度和吹氬流量等真空參數(shù)根據(jù)不同的步驟分別進(jìn)行控制，且不同的鋼種真空參數(shù)的控制也略有不同。

SS--VOD法吹氧脫碳控制

吹氧脫碳控制的關(guān)鍵為確定臨界碳含量和控制停氧時刻。臨界碳含量是指真空吹氧脫碳過程中碳含量的一個臨界點，臨界點之前脫碳速度基本上與鋼水中的碳含量無關(guān)，僅是吹氧流量、真空度、槍位等參數(shù)的一個函數(shù)，而在臨界點之后隨著碳含量的降低脫碳速度逐漸降低，主要是因為鋼包內(nèi)部碳的傳質(zhì)減少，鋼水表面碳的補給不足所致。因此，VOD 通常以臨界碳含量為依據(jù)進(jìn)行主脫碳和動態(tài)脫碳的切換，防止吹氧脫碳后期金屬燒損嚴(yán)重。

SS-VOD以脫碳速度40ppm/min時的碳含量作為臨界碳含量，以此臨界碳含量進(jìn)行控制，氧氣利用率最高，吹氧脫碳效果最佳，金屬燒損和還原劑消耗最低，且真空噴濺幾乎可以避免，如圖1和表2所示。停氧時刻的合理控制是避免脫碳過程過氧化的關(guān)鍵，停氧時刻主要根據(jù)廢氣中的CO和CO2含量以及廢氣流量進(jìn)行控制，針對不同鋼種成品碳含量的要求，控制標(biāo)準(zhǔn)相應(yīng)不同。

法鋁法在希臘圣尼古拉廠以當(dāng)?shù)氐囊凰?、硬鋁石混合型鋁土礦為原料，采用了一段分解法砂狀技術(shù)，完成了從粉狀到砂狀產(chǎn)品的過渡，其產(chǎn)出率達(dá)到了85~90g/L為國際上最高水平的產(chǎn)出率。

法鋁法的重要分解理論：分解過程是從晶核生產(chǎn)開始，接著直徑小于10μm 的極細(xì)晶核可以集結(jié)為團(tuán)粒。但在高固含下，直徑大于15μm的顆粒只能由結(jié)晶長大的機(jī)理繼續(xù)長大，集結(jié)成團(tuán)的機(jī)理可忽略不計。大于15μm 和以上各粒級(30~160μm)的結(jié)晶長大率極為緩慢，小于1μm/d,因為每日從溶液析出的氫氧化鋁量與高固含的晶種表面積相比，為量甚微。

所以法鋁法的分解過程不但有晶核生成和極細(xì)晶核結(jié)成大于15μm 的顆粒，也有以后的結(jié)晶長大,共經(jīng)歷三種結(jié)晶機(jī)理。

法鋁法希臘廠1991年平均精液氧化鈉濃度為163.9g/L,氧化鋁濃度為192.6g/L,溶液中氧化鋁與氧化鈉質(zhì)量比RP 為1.175。用板式熱交換器將溫度從100℃降為60℃，泵人兩組各有13 臺( 另備用2 臺)3000m、機(jī)械攪拌的分解槽，晶種固含量600g/L,末槽溫度45~50℃。分解后的漿液靠重力逐槽下流，兩組都匯人A槽，并在不同高度溢流至B槽,漿液分兩股從B槽流出，一股(占流量的70%~80%)轉(zhuǎn)到供應(yīng)晶種分離的周旋槽，送立盤過濾機(jī)。濾餅落人晶種槽，與進(jìn)人分解流程的精液混合,作為晶種泵人兩組分解槽。濾液即分解母液經(jīng)蒸發(fā)作為循環(huán)堿液。另一股(占流量的20 %~30% )進(jìn)人兩臺重力分級器,底流經(jīng)過濾、洗滌、送焙燒,溢流也進(jìn)人供應(yīng)晶種分離的周轉(zhuǎn)槽，與前一臺合并。

近代社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，對水資源的需求增加，許多地方出現(xiàn)供水水源不足，水質(zhì)污染，生態(tài)環(huán)境惡化的趨勢。世界各國都重視水法律的規(guī)定，許多國家制定了有關(guān)水資源開發(fā)、利用和保護(hù)的各項水事活動的綜合性水法，有些國家還制定水資源開發(fā)利用的專項法律。如美國《水資源規(guī)劃法規(guī)》，日本《河川法》、《特定多目標(biāo)水庫法》、《水資源開發(fā)促進(jìn)法》、《水污染防治法》等專項法律。這些法律的內(nèi)部，一般包括水的所有權(quán)、用水許可、防洪、水資源保護(hù)、用水糾紛處理、水工程建設(shè)和管理以及懲戒等方面的規(guī)定。水法的宗旨、調(diào)整的內(nèi)容和各項法律制度隨社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展階段和水資源面臨的問題不同而變化。

水法近代水法的特點

體現(xiàn)水資源可持續(xù)利用的要求，注重水資源的節(jié)約利用和保護(hù)；以流域為單元，對地表水和地下水、水質(zhì)和水量實行綜合管理；重視水資源開發(fā)利用的戰(zhàn)略和規(guī)劃；把水作為一種有價的資源進(jìn)行管理，用水需要交費；公眾參與水管理等。

有兩種計算方法，一種是移動加權(quán)法，另一種是一次加權(quán)平均法。

移動加權(quán)平均法就是每進(jìn)一次貨都要重新計算一次單位成本，以后發(fā)貨按新的單位成本計算。

一次平均法是是指在月末，將某種材料期初結(jié)存數(shù)量和本月收入數(shù)量為權(quán)數(shù)，用來計算出該材料的平均單位成本的一種方法。

月末平均單價=（月初庫存材料金額 本月購進(jìn)各批材料金額）/（月出庫存材料數(shù)量 本月購進(jìn)各批材料數(shù)量）

發(fā)出材料成本=發(fā)出材料數(shù)量×月末平均單價。