太钢不锈钢生产现状与发展

1、太钢不锈钢生产现状与发展李强Current Status and Development of Stainless Steel Production at Taiyuan Iron and Steel (Group) Co Ltd Li Qiang(Taiyuan Iron and Steel (Group) Co Ltd, Taiyuan 030009)据统计数据1表明，欧美各国不锈钢年消耗量已从50年代初的约100万t增至1993年的1 200万t左右。从国内市场看，不锈钢材消费量目前已达60万t，2000年将达到100万t，其中板材80万t2。这与我国年产20余万t不锈钢的生产能力很不适

2、应。因此，加快发展我国的不锈钢工业十分迫切。1太钢不锈钢生产的现状太钢是目前国内最大的不锈钢生产基地。表1列出了太钢及全国不锈钢粗钢的逐年产量。太钢不锈钢产品以板、带材为主，其中中板和冷轧薄板产量分别占全国的55%、63%左右。目前，太钢不锈钢轧钢系统，已拥有年轧制20万t不锈钢材的能力。除中板、薄板生产线外，还拥有不锈钢棒、线材生产线、不锈钢大口径焊管生产线、不锈钢锻材生产线、不锈钢制品生产线及不锈钢复合板生产线。表1太钢及全国不锈钢粗钢产量/万tTable 1Annual output of stainless raw steel at Taiyuan and in China /万t年

3、份1982198419861988198919901991199219931994199519961997全国产量14.021.9330.4636.1429.6025.6533.9239.2631.8826.028.7631.1623.61太钢产量3.03.97.610.49.48.09.710.910.29.514.011.55.7太钢占比例/%21.4317.7824.9528.2831.7631.1928.6027.7631.9936.5448.6836.9024.14太钢的不锈钢冶炼系统相对薄弱。其生产主要集中在第三炼钢厂。该厂采用4座5 t电弧炉(平均出钢量18 t)，配套3座18

4、t AOD炉(三吹二作业)和1台1 280 mm立式板坯连铸机(单炉浇铸)，形成EAF-AOD-CC的生产工艺，年产不锈钢810万t，其中连铸坯67万t。正在实施的立式连铸机在线切割，斜出坯改造工程完工后，将形成20万t/a不锈钢连铸坯的生产能力。作为太钢主要生产厂的第二炼钢厂设有3座50 t顶吹转炉(其中1#为K-OBM复吹转炉)，2台V-A型合金钢板坯连铸机，1座铁水三脱预处理装置和1座80 t RH-KTB真空处理装置。年产钢为180200万t，连铸比达68.9%，主要生产硅钢、纯铁、合结钢、优碳钢和碳结钢等。由于多种原因，目前几乎不生产不锈钢。太钢目前已形成了电炉化钢-AOD精炼-板坯

5、连铸-热连轧-森吉米尔20辊冷轧轧制的先进工艺，不锈钢年产量约占全国总产量的25%30%。但生产规模尚未达到理想经济规模，不锈钢工艺技术、管理手段需进一步完善，不锈钢的原材料配比与使用条件有待优化。 2不锈钢冶炼技术的发展及选择从发展历程看，世界不锈钢冶炼技术大致经历三个阶段。最初的一步法工艺，只在炼钢炉(电弧炉、平炉)内进行熔化、精炼、还原和合金化。随着氧气在炼钢中的应用，提高了脱碳速度，并可大量使用废不锈钢。带来的问题是炉温升高，使耐火材料烧损严重3。60年代出现的二步法工艺，它包括1台电炉和1台VOD脱气装置或1台AOD精炼炉。进入70年代之后，不锈钢精炼出现了许多方法，如K-OBM、M

6、RP-L、CLU、RH-OB(KTB)、ASEA-SKF等。近年来开发的三步法工艺，使不锈钢的冶炼进入崭新阶段。下面拟对几种不锈钢精炼法进行比较，提出初步的技术探讨。2.1AOD精炼法目前，采用AOD法精炼不锈钢仍然是不锈钢生产的主要方法之一。AOD炉一般炉容为30100 t，最大达160 t。从太钢开发AOD法20余年的生产实践也证实了AOD法独特的技术优势4，如产量高、质量高、成本低、投资低等。近来AOD出现的精炼新工艺有：铁水-AOD直接精炼法、铁水-AOD炉加铬矿法、AOD炉顶吹氧法。这使得AOD技术有了进一步发展。太钢在3#AOD炉上作了3个炉役的顶吹氧工业试验，取得了较好的效果：氧

7、化期脱碳及升温速度大幅提高，冶炼时间缩短10 min以上，氩气耗量降低68 m3/t。需要解决的问题：炉容量略小，达不到最佳经济规模；炉衬寿命还有待于提高。总之，AOD法在太钢已有成熟的经验和技术开发能力，太钢不锈钢的发展，应把AOD法继续作为一条主线来考虑，通过实施扩容(或建设大容量AOD)、复合吹炼、溅渣护炉等技术来完善生产工艺，扩大钢产量，降低生产成本。2.2K-OBM精炼法K-OBM法即复吹转炉不锈钢精炼法，它可以直接处理高炉脱磷铁水。其主要特点是：(1) 采用氧气顶吹和底吹，而且顶吹氧枪为双流道，其下层喷口喷出的氧在熔池中产生的CO可通过上层喷口喷出的氧完全二次燃烧，增加了炉内热量，

8、提高了热效率。(2) 底吹喷嘴为双层管式，其中内管通氧气，内管与外管之间的环缝吹入天然气或丙烷、丁烷，通过碳氢化合物裂解吸热冷却保护浸入式喷嘴。可在炉底喷嘴处形成一层钢液凝结堆积物，使底吹氧形成的高温反应区上移，减弱了炉底耐火材料的侵蚀。炉底炉衬寿命可达400800次，这是AOD炉难以实现的。K-OBM法的优点还在原料选择的灵活性强、能显著节能、优化吹炼工艺，这使得AOD法正面临着K-OBM工艺的挑战5，6。太钢恢复K-OBM法工艺，仍是急待解决的精炼不锈钢最有利的方法之一。2.3VOD精炼法VOD法是真空脱碳生产不锈钢。VOD法的设备费用高、处理时间较长。VOD法经改进后出现了SS-VOD法

9、(强搅拌VOD法)和VOD-PB法(VOD喷粉法)，可用来生产含碳量和含氮量极低的不锈钢。另外，VOD法用在三步法的最后工序已逐渐形成共识。2.4双K-BOP精炼法该法是采用两个顶底复吹转炉(K-BOP或K-OBM)的工艺。铁水经脱P后兑入第一座K-BOP转炉，加入固体合金、焦炭、石灰等进行熔化还原，初炼出钢后再兑入第二座K-BOP转炉，进行脱C精炼。此后工序还有SS-VOD炉或RH等。该法由日本川崎公司首创，并获得了较好的经济效益7，太钢恢复1#K-OBM工艺后，若在旧厂房内再建1座K-OBM转炉，则会形成双K-OBM冶炼工艺。与现有的铁水预处理装置、RH-OB装置配套完善后，不锈钢产量会大

10、幅度提高，生产成本可进一步降低。3太钢不锈钢生产的发展思路3.1中期发展目标按照市场预测及太钢发展规划，到2010年太钢将形成年产300万t钢、260万t材的经济规模。其中不锈钢粗钢50万t、不锈钢材40万t。通过优化产品结构、完善炼钢工艺流程，突出体现不锈钢、硅钢两个拳头产品，在产品质量、品种规格方面基本满足国内各行业需求，争取不锈钢市场占有率不低于30%。3.2发展中应考虑的几个问题(1) 以市场为导向，以现有二炼钢、三炼钢的技术改造或扩建为重点，积极采用适用先进技术，大幅度降低成本，以较少的投资使不锈钢产量上一个新台阶。(2) 以分步实施、滚动发展为契机，逐步实现整体工艺流程优化，实现技

11、术装备现代化，钢水连铸化，精炼全量化，切实提高太钢不锈钢的市场占有率。(3) 改善环保，降低消耗指标，提高不锈钢产品质量，开发更多适应现代化要求的钢种，提高经济效益，增强日益激烈的市场竞争力。(4) 结合太钢厂区分布特点，合理布局，优化配置。太钢是1934年建厂的老厂，建、构筑物多，管线复杂，总图布置十分拥挤，历经多次技术改造，其炼钢车间已形成“三足鼎立”之势，即：以生产合金钢为主的一炼钢厂(正在改建)位于太钢南厂区西部，生产各种普钢、低合金钢板坯及硅钢的二炼钢厂位于厂区中部，以生产不锈钢为主的三炼钢厂位于南厂区东部。若建设新的不锈钢炼钢车间，其位置拟布置于三炼钢厂的西侧，以形成统一的不锈钢生

12、产区，其总图运输较为顺畅。太钢要发展不锈钢生产，可立足于三炼钢及二炼钢改造，以充分利用现有企业的生产能力、设备和公用辅助设施，实现生产技术的不断进步，从而在规模上获得优势。3.3发展不锈钢生产的几点建议迅速增长的国内不锈钢消费市场，对太钢发展不锈钢来讲，既是机遇，也是挑战。要树立危机感、紧迫感，通过不锈钢生产各个环节全面的优化，寻求综合的成本优势，抓住机会，迅速发展，积极调整太钢不锈钢生产的发展战略。(1) 加快不锈钢发展到2000年，太钢将形成年产25万t不锈钢材的综合生产能力，因此，近期内应重点对三炼钢进行改造，通过实施扩容或易地建设，完善现有的“EAF-AOD-CC”二步法工艺，尽快实现

13、年产30万t粗钢的生产能力。另一有效的选择是投入少量资金，恢复和完善二炼钢K-OBM法工艺，借鉴国外经验，实施成本领先的竞争战略，以高产、优质、低成本，在市场竞争中处于有利地位。(2) 优化产品结构，做到增产增效面临激烈的市场竞争，太钢应审视自己所处的地位，积极依靠自身优势，挖足潜力，加快发展高附加值、高技术含量的特钢产品，抓住不锈钢和硅钢两个拳头产品，在“特”字上做文章，在“板材”上下功夫，不追求普钢产量，争优弃劣，全面提高企业的经济效益和综合实力。(3) 联合投资，追求规模效益不锈钢工业是高投资、高成本行业。太钢目前的不锈钢生产规模远未达到最佳的经济规模，而资金是制约不锈钢发展的重要因素。

14、因此，为加快不锈钢发展，可走联合投资的道路。如积极争取国家的重点支持和扶持，部分引进国外企业财团的资金，吸收国内其它企业参与投资，允许企业职工进行入股等，以股份制的形式组成不锈钢集团，集中力量建设，在较大的范围和基础上实现更大的规模经济，切实占领国内不锈钢市场，并向海外市场开拓。(4) 采用新技术新工艺，增强国际竞争力从远期看，太钢应通过引进先进可靠的工艺技术和设备，采用世界新技术，短流程(如新建炼钢车间三步法工艺)，形成年产50万t不锈钢的生产规模，提高不锈钢的国际市场竞争力。否则将会失去靠关税保护形式的竞争优势，在开放的市场中遭受挫折。当然，在引进工艺技术和设备时，应以最佳投资效果为目标，

15、不盲目追求先进。在设备能力的选择上必须达到规模经济的最低要求，生产出优质的不锈钢产品，同时注意不要造成设备的闲置与浪费，以寻求最低的投资成本。以优质的产品质量，较全的规格品种满足日益增长的市场需求。作者简介：李强，男，38岁，高级工程师。1982年毕业于太原工学院钢铁冶金专业。从事钢铁工程设计及技术开发工作，曾获多项省部级奖励。作者单位：太原钢铁(集团)有限公司设计院，太原 030009参考文献1Fritz E， Stein J. Outline of stainless steel production with an emphasis on the K-OBM-S Process, BHM

16、, 1995,(5): 2272张安东.发展我国有竞争力的不锈钢工业.钢铁，1998，33(9)：733Hooper R A. Metals and Mater. 1986, (1):104林企增等.18 t AOD精炼炉的生产实践和发展.钢铁，1990，25(4)：185Fritz E， Pirklbauer W. The K-OBM and KMS converter for the flexible production of carbon and stainless steels and ferro-alloys, Steel Times, 1997,225(9):3646Dinelli P， Gaspari