1. 電爐-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(xiu)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。



圖 1.jpg



  使(shi)用電(dian)爐所(suo)熔化的不銹鋼(gang)(gang),因為含碳量高,所(suo)以(yi),要(yao)使(shi)用AOD(Argon Oxygen Decar burization),VOD(Vacuum Oxygen Decarburi-ation)或者(zhe) RH(Reinstahl Hitter werk& Heraus)等所(suo)謂(wei)的脫氣設備(亦稱(cheng)爐外精煉爐)進行脫碳、脫氣處理(li)。同(tong)時還要(yao)按標準的要(yao)求(qiu),調(diao)整(zheng)其(qi)化學成(cheng)分(fen)。AOD、VOD的概念(nian)圖如圖5-2所(suo)示。因為不銹鋼(gang)(gang)是含有鉻(ge)的鋼(gang)(gang),向爐內(nei)吹(chui)入氧(yang)進行脫碳時,為了同(tong)時提取出形成(cheng)的鉻(ge)的氧(yang)化物,需要(yao)降低爐內(nei)的一氧(yang)化碳分(fen)壓。


圖 2.jpg


 

 在(zai)脫(tuo)氣設(she)備(bei)AOD,是(shi)(shi)(shi)使(shi)用氬(Ar)進(jin)行稀釋而(er)降低分壓,使(shi)用氧氣脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)。對(dui)奧氏體系列不(bu)銹鋼(gang)一直是(shi)(shi)(shi)使(shi)用這種(zhong)高(gao)(gao)效率(lv)脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)、脫(tuo)氣處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)工藝。最(zui)近,在(zai)真(zhen)(zhen)(zhen)空狀態下進(jin)行處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)真(zhen)(zhen)(zhen)空AOD也設(she)備(bei)化了。另外,VOD或RH都(dou)是(shi)(shi)(shi)以(yi)真(zhen)(zhen)(zhen)空方式進(jin)行脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)、脫(tuo)氣處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)設(she)備(bei),它(ta)們適合(he)于生(sheng)(sheng)產鐵素體系列中的(de)(de)(de)(de)超低碳(tan)(tan)(tan)和超低氮(dan)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)種(zhong)。專業(ye)生(sheng)(sheng)產不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)日(ri)(ri)本(ben)冶金(jin)工業(ye)公(gong)司(si)和日(ri)(ri)本(ben)金(jin)屬工業(ye)公(gong)司(si),一直以(yi)電(dian)爐(lu)(lu)(lu)-AOD為主(zhu),特(te)殊鋼(gang)種(zhong)則(ze)使(shi)用VOD對(dui)鋼(gang)進(jin)行熔(rong)化。有高(gao)(gao)爐(lu)(lu)(lu)設(she)備(bei)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產廠參(can)與(yu)了生(sheng)(sheng)產不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)初期,使(shi)用生(sheng)(sheng)產普通鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)基本(ben)生(sheng)(sheng)產工藝流(liu)程,靈活地(di)運用高(gao)(gao)爐(lu)(lu)(lu)-轉爐(lu)(lu)(lu)-脫(tuo)氣設(she)備(bei),繼而(er)在(zai)電(dian)爐(lu)(lu)(lu)進(jin)行熔(rong)化后,在(zai)轉爐(lu)(lu)(lu)-VOD或者在(zai)所(suo)(suo)(suo)謂RH的(de)(de)(de)(de)工藝中,進(jin)行預備(bei)脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)-脫(tuo)碳(tan)(tan)(tan)、脫(tuo)氣處(chu)(chu)(chu)(chu)理(li)(li)。日(ri)(ri)本(ben)制(zhi)鋼(gang)公(gong)司(si)的(de)(de)(de)(de)周南制(zhi)造所(suo)(suo)(suo),到現(xian)在(zai)還是(shi)(shi)(shi)以(yi)電(dian)爐(lu)(lu)(lu)-轉爐(lu)(lu)(lu)-VOD生(sheng)(sheng)產熔(rong)鋼(gang)。RH是(shi)(shi)(shi)新日(ri)(ri)本(ben)制(zhi)鐵公(gong)司(si)室蘭制(zhi)鐵所(suo)(suo)(suo)在(zai)生(sheng)(sheng)產不(bu)銹鋼(gang)時所(suo)(suo)(suo)使(shi)用的(de)(de)(de)(de),現(xian)在(zai)已(yi)經不(bu)用了。


最(zui)近,電爐(lu)(lu)(lu)及(ji)(ji)脫氣設備已由專業廠生產制(zhi)造。電爐(lu)(lu)(lu)從30~60噸容量開始向生產150噸容量的(de)大型化(hua)(hua)邁進。還(huan)有,作為一(yi)項技(ji)術開發,確立(li)了(le)先使用高爐(lu)(lu)(lu)的(de)熔化(hua)(hua)鋼(gang)(gang)水,然(ran)后在轉爐(lu)(lu)(lu)上(shang)加入鐵合金以(yi)(yi)及(ji)(ji)不(bu)銹鋼(gang)(gang)廢材料進行熔化(hua)(hua)的(de)方(fang)法(fa)。新日(ri)鐵住友金屬不(bu)銹鋼(gang)(gang)公(gong)(gong)司(si)和(he)JFE鋼(gang)(gang)鐵公(gong)(gong)司(si),在生產馬氏體(ti)系(xi)列(lie)和(he)鐵素(su)體(ti)系(xi)列(lie)不(bu)銹鋼(gang)(gang)中,使用高爐(lu)(lu)(lu)熔化(hua)(hua)鋼(gang)(gang)水,然(ran)后再運用轉爐(lu)(lu)(lu)、脫氣設備精煉(lian)制(zhi)造。奧氏體(ti)系(xi)列(lie)不(bu)銹鋼(gang)(gang),因鎳(nie)的(de)熔化(hua)(hua)比較難,從技(ji)術上(shang)講是可能的(de),但電爐(lu)(lu)(lu)的(de)效率太低(di),所以(yi)(yi)不(bu)用電爐(lu)(lu)(lu)。


JFE鋼鐵公司,在鉻(ge)原(yuan)材料使用(yong)方(fang)面,確(que)定了革新的(de)鉻(ge)礦(kuang)(kuang)石(shi)(shi)熔(rong)(rong)化還(huan)原(yuan)技術。使用(yong)STAR爐(lu)(lu)(Stainless Advanced Reactor)及熔(rong)(rong)融(rong)還(huan)原(yuan)爐(lu)(lu)(SR-KCB爐(lu)(lu))將鉻(ge)礦(kuang)(kuang)石(shi)(shi)和(he)不銹鋼料頭、廢屑熔(rong)(rong)融(rong)還(huan)原(yuan),再用(yong)脫碳爐(lu)(lu)(DC-KCB爐(lu)(lu))和(he)VOD進行脫碳、脫氣處理(li),這(zhe)是一種理(li)想的(de)方(fang)法。熔(rong)(rong)融(rong)還(huan)原(yuan)爐(lu)(lu)(SR-KCB爐(lu)(lu))從熔(rong)(rong)化開始(shi)就(jiu)將粉末狀(zhuang)的(de)鉻(ge)礦(kuang)(kuang)石(shi)(shi)直接添加進去,因(yin)為粉末狀(zhuang)的(de)鉻(ge)礦(kuang)(kuang)石(shi)(shi)能(neng)夠(gou)廉(lian)價購人(ren),因(yin)此,在熔(rong)(rong)煉(lian)工藝(yi)上(shang),它具有(you)成本競爭(zheng)力(li)。


脫碳、脫氣處(chu)理后(hou)(hou)的(de)(de)(de)熔(rong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(不銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)),由(you)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)包(bao)送(song)往連(lian)續鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)設(she)備(bei)上。連(lian)續鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)設(she)備(bei)的(de)(de)(de)概念圖如(ru)圖5-3所示。連(lian)續鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)設(she)備(bei)的(de)(de)(de)最(zui)上部分設(she)置鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)包(bao),在(zai)(zai)(zai)其(qi)下部設(she)有澆口可以開閉(bi)。鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)經過(guo)純化(hua)(hua)(hua)包(bao)(純化(hua)(hua)(hua)包(bao)的(de)(de)(de)功能(neng)是使鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)中的(de)(de)(de)夾雜(za)物飄浮在(zai)(zai)(zai)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)的(de)(de)(de)表面上),然后(hou)(hou)通過(guo)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)澆口注入鑄(zhu)(zhu)模,進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)第1次冷卻(que)。再(zai)往下通過(guo)噴水(shui)(shui)降溫器和(he)游動(dong)輥(gun),在(zai)(zai)(zai)2次冷卻(que)區進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)凝(ning)(ning)固。凝(ning)(ning)固后(hou)(hou)的(de)(de)(de)鑄(zhu)(zhu)塊由(you)夾送(song)輥(gun)送(song)往下部。按預(yu)定長度用氣割(乙炔)切斷后(hou)(hou),由(you)搬運裝置將(jiang)其(qi)運往儲(chu)存處(chu)。從鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)包(bao)澆口流出到形(xing)成(cheng)表面凝(ning)(ning)固的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)坯(pi)之間,熔(rong)融(rong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)如(ru)果與空(kong)氣接觸,就會形(xing)成(cheng)氧化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)夾雜(za)物缺(que)陷,所以必(bi)須設(she)法(fa)使其(qi)不受空(kong)氣氧化(hua)(hua)(hua)。為此采取在(zai)(zai)(zai)純化(hua)(hua)(hua)包(bao)內(nei)使用氬(Ar)進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)置換(huan),并在(zai)(zai)(zai)鑄(zhu)(zhu)模內(nei)的(de)(de)(de)熔(rong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)上面覆蓋粉末狀的(de)(de)(de)熔(rong)融(rong)性(xing)耐火粉末等措施(shi),實(shi)現無氧化(hua)(hua)(hua)鑄(zhu)(zhu)造(zao)(zao)技術(shu)進(jin)(jin)行(xing)(xing)(xing)生(sheng)產(chan)。



圖 3.jpg


 連續(xu)鑄造設(she)備(bei)的形(xing)式有垂直型(xing)(xing)、彎(wan)(wan)曲型(xing)(xing)和(he)水(shui)平(ping)型(xing)(xing)。其高(gao)度不要超過廠(chang)房高(gao)度。最近(jin)多(duo)數采取彎(wan)(wan)曲型(xing)(xing)。水(shui)平(ping)型(xing)(xing)則生產(chan)鋼坯為矩形(xing)截面的產(chan)品(pin),現已經設(she)備(bei)化并(bing)組成生產(chan)流水(shui)線,見圖(tu)5-4。


圖 4.jpg


 在連(lian)續鑄造設(she)備中,熔融鋼(gang)(gang)水(shui)隨(sui)冷(leng)卻而凝固,形成(cheng)的(de)鑄造扁形塊一(yi)般的(de)稱為板(ban)坯(pi)、方(fang)坯(pi)或鑄錠(ding)(ding),其(qi)(qi)形狀(zhuang)應盡量地做(zuo)(zuo)到接近(jin)于下(xia)一(yi)道工序所需(xu)要的(de)形狀(zhuang)(near next shape)。在連(lian)續鑄造設(she)備開發(fa)之前,是在所謂的(de)鑄模內(nei)從(cong)上部或下(xia)部流(liu)進的(de)鋼(gang)(gang)水(shui),使(shi)其(qi)(qi)凝固,做(zuo)(zuo)成(cheng)鋼(gang)(gang)錠(ding)(ding)。然后在開坯(pi)軋制工藝過(guo)程(cheng)中,進行再加熱、軋制,制成(cheng)板(ban)坯(pi)、方(fang)坯(pi)或扁鋼(gang)(gang)坯(pi)。


 連(lian)續鑄造(zao),在鋼(gang)(gang)鐵企業中(zhong)是工藝革新的(de)大飛躍。連(lian)續鑄造(zao)化最早(zao)開始生產(chan)的(de)品種就(jiu)是不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),因為奧氏體系列不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)具有穩定的(de)結(jie)晶(jing)組織(凝固及冷卻時,即使澆上水也(ye)不(bu)(bu)會(hui)產(chan)生裂(lie)紋(wen),而鐵素(su)體系列不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)如(ru)果不(bu)(bu)注意均(jun)勻(yun)冷卻,就(jiu)會(hui)產(chan)生裂(lie)紋(wen))。


 對(dui)半成品(pin)的板坯、方坯或(huo)(huo)扁(bian)坯鋼(gang)(gang),要使(shi)用修理用手動砂輪機將表面上(shang)的缺陷(xian)等(deng)清除(chu)干凈(jing)。接下來,板坯要送(song)到(dao)厚板熱軋(ya)(ya)、冷軋(ya)(ya)產(chan)品(pin)部(bu);方坯要送(song)到(dao)型(xing)鋼(gang)(gang)軋(ya)(ya)制(zhi)產(chan)品(pin)部(bu),而(er)扁(bian)鋼(gang)(gang)坯要送(song)去(qu)軋(ya)(ya)制(zhi)圓鋼(gang)(gang)、線材或(huo)(huo)鋼(gang)(gang)管產(chan)品(pin)。由于連續鑄造的生產(chan)技術、質量管理嚴(yan)格(ge)化,在一(yi)部(bu)分鋼(gang)(gang)種生產(chan)上(shang),有可(ke)能實現鑄鋼(gang)(gang)帶坯的無修理化。


圖 5.jpg



 近年來,夢想的(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)工藝(yi)流(liu)(liu)程(cheng),即從熔融(rong)的(de)(de)鋼(gang)(gang)水(shui)依靠(kao)薄材(cai)連續(xu)鑄(zhu)造技術直接生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)出卷材(cai)(這樣就有可能(neng)省掉熱軋工藝(yi)流(liu)(liu)程(cheng))。新日本制(zhi)(zhi)鐵公司的(de)(de)光制(zhi)(zhi)鐵所(suo)已經(jing)(jing)設(she)備(bei)化(hua),進行(xing)專門的(de)(de)固(gu)定(ding)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)了。后來,因為日本鋼(gang)(gang)鐵行(xing)業(ye)進行(xing)重組,成(cheng)立了新日鐵住金不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)公司,由于償還設(she)備(bei)投資的(de)(de)經(jing)(jing)濟負(fu)擔過大而停(ting)業(ye)。將(jiang)熔融(rong)的(de)(de)鋼(gang)(gang)水(shui)經(jing)(jing)過雙擠壓(ya)輥(gun)表面凝固(gu)制(zhi)(zhi)成(cheng)鑄(zhu)鋼(gang)(gang)帶,捲成(cheng)厚度(du)為3mm左(zuo)右的(de)(de)鋼(gang)(gang)卷,是生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)奧(ao)氏體系列穩定(ding)的(de)(de)金相組織不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)最適(shi)當的(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)工藝(yi)流(liu)(liu)程(cheng)。期望將(jiang)來能(neng)夠(gou)繼續(xu)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)下去。所(suo)謂的(de)(de)理想生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)工藝(yi)流(liu)(liu)程(cheng)概略圖如圖5-5所(suo)示。