1. 電爐(lu)-有電弧式電爐和高頻感應式電爐。前者是利用在電極和廢料、合金鐵之間形成的電弧的熱量進行精煉;后者是在坩堝周圍纏上線圈,依靠感應電流進行精煉。
2. 連續鑄造-連續鑄造亦稱CC,是將熔化的鋼水澆注到鑄模內,在用水進行冷卻同時,利用輥道運送到下一個工位,連續地制成坯料(如板坯、方坯、鋼錠)。生產不銹鋼是由不銹鋼專業生產廠開始的,特別是含有Cr-Ni的奧氏體系列不銹鋼,使用電爐生產是高效的,到現在這種技術還在繼續使用。因為不銹鋼料頭、廢屑、邊角余料其價格比較高,舊物回收業者也到市中心地帶進行回收(參照地球環境、廢棄物再利用章節)。圖5-1表示生產不銹鋼的工藝流程。不銹鋼生產廠將購進的料頭邊角余料、廢屑等和在制造工程中產生的料頭、邊角余料、廢屑等作為原料,再加人鐵合金進行熔化。電爐則是最適當的熔化爐。作為鐵合金一般的是使用鐵鉻合金和鐵鎳合金。

使用電爐(lu)所(suo)熔化(hua)(hua)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼,因(yin)為(wei)含碳(tan)量高,所(suo)以,要使用AOD(Argon Oxygen Decar burization),VOD(Vacuum Oxygen Decarburi-ation)或(huo)者 RH(Reinstahl Hitter werk& Heraus)等所(suo)謂的(de)(de)(de)脫(tuo)氣(qi)設備(亦稱爐(lu)外(wai)精(jing)煉(lian)爐(lu))進行脫(tuo)碳(tan)、脫(tuo)氣(qi)處理(li)。同時還(huan)要按(an)標準的(de)(de)(de)要求,調整其化(hua)(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)。AOD、VOD的(de)(de)(de)概念圖(tu)如圖(tu)5-2所(suo)示。因(yin)為(wei)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼是含有鉻的(de)(de)(de)鋼,向爐(lu)內(nei)吹入氧進行脫(tuo)碳(tan)時,為(wei)了同時提取出形成(cheng)的(de)(de)(de)鉻的(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)物,需要降低爐(lu)內(nei)的(de)(de)(de)一氧化(hua)(hua)碳(tan)分(fen)壓(ya)。

在(zai)(zai)脫(tuo)氣設備AOD,是(shi)(shi)使用(yong)氬(Ar)進(jin)行稀(xi)釋而(er)降低(di)分壓,使用(yong)氧(yang)氣脫(tuo)碳。對奧氏體(ti)系列不(bu)銹鋼(gang)(gang)一直(zhi)是(shi)(shi)使用(yong)這種高效(xiao)率(lv)脫(tuo)碳、脫(tuo)氣處理工(gong)(gong)藝(yi)。最(zui)近,在(zai)(zai)真(zhen)(zhen)空狀態下進(jin)行處理的(de)(de)(de)真(zhen)(zhen)空AOD也設備化(hua)了(le)(le)。另外(wai),VOD或RH都是(shi)(shi)以(yi)真(zhen)(zhen)空方式進(jin)行脫(tuo)碳、脫(tuo)氣處理的(de)(de)(de)設備,它們適(shi)合于生(sheng)產(chan)(chan)(chan)鐵素體(ti)系列中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)超低(di)碳和(he)超低(di)氮(dan)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)種。專業(ye)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)日本(ben)(ben)冶金工(gong)(gong)業(ye)公(gong)司(si)和(he)日本(ben)(ben)金屬工(gong)(gong)業(ye)公(gong)司(si),一直(zhi)以(yi)電(dian)爐(lu)(lu)-AOD為主(zhu),特(te)殊(shu)鋼(gang)(gang)種則(ze)使用(yong)VOD對鋼(gang)(gang)進(jin)行熔(rong)(rong)化(hua)。有(you)高爐(lu)(lu)設備的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)廠參與了(le)(le)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)初期,使用(yong)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)普通鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)基(ji)本(ben)(ben)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)工(gong)(gong)藝(yi)流程,靈活(huo)地運用(yong)高爐(lu)(lu)-轉(zhuan)爐(lu)(lu)-脫(tuo)氣設備,繼而(er)在(zai)(zai)電(dian)爐(lu)(lu)進(jin)行熔(rong)(rong)化(hua)后,在(zai)(zai)轉(zhuan)爐(lu)(lu)-VOD或者在(zai)(zai)所謂RH的(de)(de)(de)工(gong)(gong)藝(yi)中(zhong)(zhong),進(jin)行預備脫(tuo)碳-脫(tuo)碳、脫(tuo)氣處理。日本(ben)(ben)制(zhi)(zhi)鋼(gang)(gang)公(gong)司(si)的(de)(de)(de)周南制(zhi)(zhi)造所,到現在(zai)(zai)還是(shi)(shi)以(yi)電(dian)爐(lu)(lu)-轉(zhuan)爐(lu)(lu)-VOD生(sheng)產(chan)(chan)(chan)熔(rong)(rong)鋼(gang)(gang)。RH是(shi)(shi)新日本(ben)(ben)制(zhi)(zhi)鐵公(gong)司(si)室蘭(lan)制(zhi)(zhi)鐵所在(zai)(zai)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)不(bu)銹鋼(gang)(gang)時(shi)所使用(yong)的(de)(de)(de),現在(zai)(zai)已(yi)經不(bu)用(yong)了(le)(le)。
最近,電爐(lu)(lu)及脫氣設(she)備已由專業廠生(sheng)產制(zhi)造(zao)。電爐(lu)(lu)從30~60噸容量開始向生(sheng)產150噸容量的(de)大(da)型化(hua)邁進(jin)。還有,作(zuo)為一項技術開發,確立了先使用高爐(lu)(lu)的(de)熔(rong)化(hua)鋼(gang)(gang)水(shui)(shui),然后在轉爐(lu)(lu)上加入鐵(tie)合(he)金(jin)(jin)以及不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)廢(fei)材(cai)料進(jin)行熔(rong)化(hua)的(de)方法。新日鐵(tie)住友金(jin)(jin)屬不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)公司和JFE鋼(gang)(gang)鐵(tie)公司,在生(sheng)產馬(ma)氏(shi)體系列(lie)(lie)和鐵(tie)素體系列(lie)(lie)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)中,使用高爐(lu)(lu)熔(rong)化(hua)鋼(gang)(gang)水(shui)(shui),然后再運用轉爐(lu)(lu)、脫氣設(she)備精煉制(zhi)造(zao)。奧(ao)氏(shi)體系列(lie)(lie)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),因鎳的(de)熔(rong)化(hua)比(bi)較難,從技術上講(jiang)是可能的(de),但電爐(lu)(lu)的(de)效率太低,所以不(bu)用電爐(lu)(lu)。
JFE鋼鐵公司,在(zai)鉻(ge)(ge)原材料使用方面(mian),確定了革新的(de)鉻(ge)(ge)礦(kuang)石熔(rong)化還原技術。使用STAR爐(Stainless Advanced Reactor)及熔(rong)融還原爐(SR-KCB爐)將鉻(ge)(ge)礦(kuang)石和(he)不銹鋼料頭、廢屑(xie)熔(rong)融還原,再(zai)用脫(tuo)碳爐(DC-KCB爐)和(he)VOD進行脫(tuo)碳、脫(tuo)氣處理(li)(li),這(zhe)是(shi)一種理(li)(li)想的(de)方法。熔(rong)融還原爐(SR-KCB爐)從熔(rong)化開(kai)始就將粉(fen)末(mo)狀(zhuang)的(de)鉻(ge)(ge)礦(kuang)石直接添加進去,因為粉(fen)末(mo)狀(zhuang)的(de)鉻(ge)(ge)礦(kuang)石能(neng)夠(gou)廉價購人,因此,在(zai)熔(rong)煉工藝上,它具(ju)有(you)成(cheng)本競爭力(li)。
脫(tuo)(tuo)碳、脫(tuo)(tuo)氣(qi)處(chu)理(li)后的(de)(de)(de)熔(rong)鋼(gang)(gang)(不銹(xiu)鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)),由(you)鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)包(bao)送(song)往(wang)連續(xu)鑄(zhu)造設(she)備上(shang)。連續(xu)鑄(zhu)造設(she)備的(de)(de)(de)概念圖(tu)如(ru)圖(tu)5-3所示(shi)。連續(xu)鑄(zhu)造設(she)備的(de)(de)(de)最上(shang)部分設(she)置(zhi)鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)包(bao),在其(qi)下(xia)部設(she)有(you)澆口(kou)(kou)可(ke)以開閉。鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)經過(guo)純(chun)化包(bao)(純(chun)化包(bao)的(de)(de)(de)功能(neng)是使(shi)鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)中的(de)(de)(de)夾(jia)雜物(wu)飄浮在鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)表(biao)面(mian)上(shang)),然(ran)后通過(guo)鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)澆口(kou)(kou)注(zhu)入鑄(zhu)模,進(jin)(jin)(jin)行(xing)第1次冷卻(que)。再往(wang)下(xia)通過(guo)噴水(shui)(shui)降溫器和游動輥,在2次冷卻(que)區進(jin)(jin)(jin)行(xing)凝固。凝固后的(de)(de)(de)鑄(zhu)塊由(you)夾(jia)送(song)輥送(song)往(wang)下(xia)部。按預定長度用(yong)氣(qi)割(ge)(乙炔)切(qie)斷后,由(you)搬運(yun)裝置(zhi)將其(qi)運(yun)往(wang)儲(chu)存處(chu)。從鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)包(bao)澆口(kou)(kou)流出到(dao)形(xing)成表(biao)面(mian)凝固的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)坯之間(jian),熔(rong)融(rong)鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)如(ru)果(guo)與空氣(qi)接觸,就(jiu)會形(xing)成氧化的(de)(de)(de)夾(jia)雜物(wu)缺陷(xian),所以必須設(she)法(fa)使(shi)其(qi)不受空氣(qi)氧化。為此(ci)采取在純(chun)化包(bao)內使(shi)用(yong)氬(Ar)進(jin)(jin)(jin)行(xing)置(zhi)換,并在鑄(zhu)模內的(de)(de)(de)熔(rong)鋼(gang)(gang)上(shang)面(mian)覆蓋(gai)粉末狀的(de)(de)(de)熔(rong)融(rong)性(xing)耐火粉末等措施,實(shi)現(xian)無氧化鑄(zhu)造技術進(jin)(jin)(jin)行(xing)生產(chan)。

連續鑄(zhu)造設(she)備的形(xing)式有垂(chui)直型、彎曲型和水(shui)平型。其高(gao)度不要超過廠房高(gao)度。最近(jin)多(duo)數采(cai)取彎曲型。水(shui)平型則生產鋼(gang)坯為矩形(xing)截(jie)面(mian)的產品,現(xian)已經設(she)備化(hua)并組(zu)成生產流水(shui)線,見圖5-4。

在(zai)(zai)連續鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)設(she)備中,熔融鋼(gang)水隨冷(leng)卻而凝固,形成(cheng)的鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)扁(bian)形塊一般(ban)的稱為(wei)板(ban)坯(pi)、方坯(pi)或鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠,其形狀應盡量(liang)地做(zuo)到接近于下一道工(gong)序所需要的形狀(near next shape)。在(zai)(zai)連續鑄(zhu)(zhu)(zhu)造(zao)設(she)備開發之前,是在(zai)(zai)所謂的鑄(zhu)(zhu)(zhu)模(mo)內從上(shang)部(bu)或下部(bu)流進(jin)的鋼(gang)水,使其凝固,做(zuo)成(cheng)鋼(gang)錠。然后在(zai)(zai)開坯(pi)軋(ya)制工(gong)藝過程中,進(jin)行再加熱、軋(ya)制,制成(cheng)板(ban)坯(pi)、方坯(pi)或扁(bian)鋼(gang)坯(pi)。
連(lian)續鑄造,在鋼(gang)鐵企業中是工藝(yi)革新的(de)大飛(fei)躍。連(lian)續鑄造化最早(zao)開始生(sheng)產(chan)的(de)品種就是不銹(xiu)鋼(gang),因(yin)為奧氏(shi)體(ti)系(xi)列(lie)不銹(xiu)鋼(gang)具有穩定的(de)結晶(jing)組織(凝固及冷卻時,即(ji)使澆上水也不會(hui)產(chan)生(sheng)裂(lie)紋,而鐵素體(ti)系(xi)列(lie)不銹(xiu)鋼(gang)如果不注意均勻(yun)冷卻,就會(hui)產(chan)生(sheng)裂(lie)紋)。
對半成品(pin)(pin)(pin)的板坯(pi)、方坯(pi)或扁(bian)坯(pi)鋼,要使用修(xiu)理(li)用手動砂輪機將表面上的缺陷(xian)等清除(chu)干凈。接(jie)下來,板坯(pi)要送到厚板熱軋、冷軋產(chan)品(pin)(pin)(pin)部(bu)(bu);方坯(pi)要送到型鋼軋制(zhi)(zhi)產(chan)品(pin)(pin)(pin)部(bu)(bu),而(er)扁(bian)鋼坯(pi)要送去軋制(zhi)(zhi)圓鋼、線(xian)材或鋼管產(chan)品(pin)(pin)(pin)。由于(yu)連(lian)續鑄(zhu)造的生(sheng)產(chan)技(ji)術、質量管理(li)嚴格化(hua),在一部(bu)(bu)分鋼種生(sheng)產(chan)上,有(you)可能實現鑄(zhu)鋼帶(dai)坯(pi)的無修(xiu)理(li)化(hua)。

近年來,夢(meng)想(xiang)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)工藝流(liu)程(cheng),即從熔(rong)融的(de)(de)(de)鋼(gang)水依靠(kao)薄材連續(xu)鑄(zhu)造技術直接(jie)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)出卷材(這樣就有(you)可能(neng)省掉熱(re)軋工藝流(liu)程(cheng))。新日本制鐵(tie)公司的(de)(de)(de)光制鐵(tie)所已(yi)經設備(bei)化,進行(xing)(xing)專門(men)的(de)(de)(de)固定生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)了(le)。后來,因為(wei)日本鋼(gang)鐵(tie)行(xing)(xing)業進行(xing)(xing)重(zhong)組,成(cheng)立了(le)新日鐵(tie)住金不(bu)銹鋼(gang)公司,由(you)于償(chang)還設備(bei)投資(zi)的(de)(de)(de)經濟負擔過大(da)而停業。將熔(rong)融的(de)(de)(de)鋼(gang)水經過雙擠壓輥表(biao)面(mian)凝固制成(cheng)鑄(zhu)鋼(gang)帶,捲成(cheng)厚(hou)度為(wei)3mm左右(you)的(de)(de)(de)鋼(gang)卷,是生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)奧氏體系列穩定的(de)(de)(de)金相組織不(bu)銹鋼(gang)最適當(dang)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)工藝流(liu)程(cheng)。期望將來能(neng)夠繼續(xu)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)下去。所謂的(de)(de)(de)理(li)想(xiang)生(sheng)(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)工藝流(liu)程(cheng)概略(lve)圖(tu)如圖(tu)5-5所示(shi)。

