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(zhu)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。



圖 1.jpg



  使用(yong)(yong)電爐所熔(rong)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang),因為含(han)碳(tan)(tan)量(liang)高,所以,要(yao)(yao)使用(yong)(yong)AOD(Argon Oxygen Decar burization),VOD(Vacuum Oxygen Decarburi-ation)或(huo)者 RH(Reinstahl Hitter werk& Heraus)等所謂的(de)(de)(de)(de)(de)脫氣設備(亦稱爐外精(jing)煉爐)進行脫碳(tan)(tan)、脫氣處理。同時(shi)還要(yao)(yao)按標準的(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu),調整其(qi)化(hua)(hua)學(xue)成分。AOD、VOD的(de)(de)(de)(de)(de)概念圖(tu)如圖(tu)5-2所示。因為不(bu)銹鋼(gang)(gang)是含(han)有鉻的(de)(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang),向爐內吹入氧(yang)進行脫碳(tan)(tan)時(shi),為了同時(shi)提取出形成的(de)(de)(de)(de)(de)鉻的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)物,需要(yao)(yao)降低爐內的(de)(de)(de)(de)(de)一氧(yang)化(hua)(hua)碳(tan)(tan)分壓。


圖 2.jpg


 

 在(zai)(zai)脫(tuo)(tuo)(tuo)氣設備AOD,是(shi)使(shi)(shi)用(yong)氬(Ar)進行稀釋而(er)降低分壓,使(shi)(shi)用(yong)氧氣脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)。對(dui)奧(ao)氏體系列不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)一直是(shi)使(shi)(shi)用(yong)這種(zhong)高(gao)效率(lv)脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)、脫(tuo)(tuo)(tuo)氣處(chu)(chu)理(li)工(gong)藝。最近,在(zai)(zai)真(zhen)空(kong)狀態下進行處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)真(zhen)空(kong)AOD也(ye)設備化了(le)。另外,VOD或RH都是(shi)以(yi)(yi)真(zhen)空(kong)方式(shi)進行脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)、脫(tuo)(tuo)(tuo)氣處(chu)(chu)理(li)的(de)(de)(de)(de)設備,它(ta)們適(shi)合于生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)鐵素(su)體系列中(zhong)的(de)(de)(de)(de)超低碳(tan)和超低氮的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)種(zhong)。專業生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)日(ri)本冶金工(gong)業公司和日(ri)本金屬工(gong)業公司,一直以(yi)(yi)電(dian)(dian)爐(lu)(lu)-AOD為主,特(te)殊鋼(gang)種(zhong)則(ze)使(shi)(shi)用(yong)VOD對(dui)鋼(gang)進行熔(rong)(rong)化。有(you)高(gao)爐(lu)(lu)設備的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)廠參與了(le)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)初期(qi),使(shi)(shi)用(yong)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)普通鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)基本生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)工(gong)藝流程,靈活地運(yun)用(yong)高(gao)爐(lu)(lu)-轉(zhuan)爐(lu)(lu)-脫(tuo)(tuo)(tuo)氣設備,繼(ji)而(er)在(zai)(zai)電(dian)(dian)爐(lu)(lu)進行熔(rong)(rong)化后,在(zai)(zai)轉(zhuan)爐(lu)(lu)-VOD或者在(zai)(zai)所(suo)謂RH的(de)(de)(de)(de)工(gong)藝中(zhong),進行預(yu)備脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)-脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)、脫(tuo)(tuo)(tuo)氣處(chu)(chu)理(li)。日(ri)本制鋼(gang)公司的(de)(de)(de)(de)周(zhou)南(nan)制造所(suo),到現在(zai)(zai)還是(shi)以(yi)(yi)電(dian)(dian)爐(lu)(lu)-轉(zhuan)爐(lu)(lu)-VOD生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)熔(rong)(rong)鋼(gang)。RH是(shi)新日(ri)本制鐵公司室蘭(lan)制鐵所(suo)在(zai)(zai)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)時(shi)所(suo)使(shi)(shi)用(yong)的(de)(de)(de)(de),現在(zai)(zai)已經不(bu)用(yong)了(le)。


最近,電(dian)(dian)爐(lu)(lu)及(ji)脫(tuo)氣設備(bei)已(yi)由專業廠生(sheng)產(chan)制造。電(dian)(dian)爐(lu)(lu)從30~60噸容量(liang)開始向生(sheng)產(chan)150噸容量(liang)的大(da)型化邁進(jin)。還(huan)有(you),作為一(yi)項(xiang)技術開發(fa),確立(li)了先(xian)使(shi)用高爐(lu)(lu)的熔化鋼水,然(ran)后在轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)(lu)上加入鐵(tie)合金(jin)以及(ji)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼廢材料進(jin)行熔化的方法。新日鐵(tie)住友金(jin)屬不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼公司(si)和(he)JFE鋼鐵(tie)公司(si),在生(sheng)產(chan)馬氏體系列和(he)鐵(tie)素體系列不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼中,使(shi)用高爐(lu)(lu)熔化鋼水,然(ran)后再運(yun)用轉(zhuan)(zhuan)爐(lu)(lu)、脫(tuo)氣設備(bei)精煉制造。奧氏體系列不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼,因鎳的熔化比較難,從技術上講是可(ke)能的,但電(dian)(dian)爐(lu)(lu)的效率太(tai)低,所以不(bu)(bu)用電(dian)(dian)爐(lu)(lu)。


JFE鋼鐵公(gong)司,在鉻(ge)(ge)原材料使(shi)用(yong)方(fang)面,確(que)定(ding)了革新的鉻(ge)(ge)礦(kuang)石熔化還原技術。使(shi)用(yong)STAR爐(Stainless Advanced Reactor)及熔融(rong)還原爐(SR-KCB爐)將(jiang)鉻(ge)(ge)礦(kuang)石和不銹鋼料頭(tou)、廢(fei)屑熔融(rong)還原,再用(yong)脫(tuo)碳(tan)爐(DC-KCB爐)和VOD進行(xing)脫(tuo)碳(tan)、脫(tuo)氣處理,這是一(yi)種(zhong)理想(xiang)的方(fang)法(fa)。熔融(rong)還原爐(SR-KCB爐)從熔化開(kai)始(shi)就(jiu)將(jiang)粉(fen)末(mo)狀的鉻(ge)(ge)礦(kuang)石直接(jie)添加進去,因(yin)為(wei)粉(fen)末(mo)狀的鉻(ge)(ge)礦(kuang)石能(neng)夠廉價(jia)購人,因(yin)此,在熔煉工藝上,它具有成本競(jing)爭力。


脫(tuo)碳(tan)、脫(tuo)氣處(chu)理(li)后的(de)熔(rong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(不(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)),由鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)包送往(wang)連續(xu)(xu)鑄(zhu)(zhu)造設(she)備(bei)上(shang)(shang)(shang)。連續(xu)(xu)鑄(zhu)(zhu)造設(she)備(bei)的(de)概念圖(tu)(tu)如圖(tu)(tu)5-3所(suo)示。連續(xu)(xu)鑄(zhu)(zhu)造設(she)備(bei)的(de)最上(shang)(shang)(shang)部分(fen)設(she)置(zhi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)包,在其(qi)下部設(she)有澆(jiao)口(kou)可以開(kai)閉。鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)經過(guo)純化(hua)包(純化(hua)包的(de)功能(neng)是使鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)中的(de)夾(jia)雜物(wu)飄浮在鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)的(de)表面上(shang)(shang)(shang)),然后通(tong)過(guo)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)澆(jiao)口(kou)注入鑄(zhu)(zhu)模,進行(xing)第(di)1次冷(leng)(leng)卻。再(zai)往(wang)下通(tong)過(guo)噴水(shui)降溫器和游動(dong)輥,在2次冷(leng)(leng)卻區進行(xing)凝固。凝固后的(de)鑄(zhu)(zhu)塊由夾(jia)送輥送往(wang)下部。按預定長度用(yong)氣割(乙炔(gui))切斷后,由搬運裝(zhuang)置(zhi)將其(qi)運往(wang)儲存(cun)處(chu)。從鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)包澆(jiao)口(kou)流出到(dao)形成表面凝固的(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)坯之間,熔(rong)融(rong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)如果與空氣接觸,就會形成氧(yang)(yang)化(hua)的(de)夾(jia)雜物(wu)缺(que)陷,所(suo)以必須設(she)法使其(qi)不(bu)受空氣氧(yang)(yang)化(hua)。為此(ci)采(cai)取在純化(hua)包內使用(yong)氬(ya)(Ar)進行(xing)置(zhi)換,并在鑄(zhu)(zhu)模內的(de)熔(rong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)上(shang)(shang)(shang)面覆(fu)蓋粉末狀的(de)熔(rong)融(rong)性耐火粉末等措(cuo)施,實現無(wu)氧(yang)(yang)化(hua)鑄(zhu)(zhu)造技術進行(xing)生(sheng)產。



圖 3.jpg


 連續鑄(zhu)造設備(bei)的形式有垂(chui)直型、彎(wan)曲型和(he)水平(ping)型。其高(gao)度(du)不(bu)要超過廠房(fang)高(gao)度(du)。最近多數(shu)采取彎(wan)曲型。水平(ping)型則生(sheng)產鋼坯為矩形截(jie)面的產品,現已(yi)經設備(bei)化并組成(cheng)生(sheng)產流(liu)水線(xian),見圖5-4。


圖 4.jpg


 在連續鑄(zhu)造設備中,熔融(rong)鋼(gang)水(shui)隨(sui)冷(leng)卻(que)而(er)凝固(gu),形(xing)成的鑄(zhu)造扁形(xing)塊一般的稱為板(ban)坯(pi)、方(fang)坯(pi)或鑄(zhu)錠,其(qi)形(xing)狀(zhuang)(zhuang)應盡量(liang)地做(zuo)到接(jie)近于下一道(dao)工(gong)序所需要的形(xing)狀(zhuang)(zhuang)(near next shape)。在連續鑄(zhu)造設備開發(fa)之前,是在所謂的鑄(zhu)模內從(cong)上部(bu)或下部(bu)流進(jin)的鋼(gang)水(shui),使其(qi)凝固(gu),做(zuo)成鋼(gang)錠。然(ran)后在開坯(pi)軋(ya)制工(gong)藝過程(cheng)中,進(jin)行再(zai)加熱、軋(ya)制,制成板(ban)坯(pi)、方(fang)坯(pi)或扁鋼(gang)坯(pi)。


 連續鑄造(zao)(zao),在(zai)鋼鐵企(qi)業中是工藝革新(xin)的(de)大(da)飛(fei)躍。連續鑄造(zao)(zao)化最早開始(shi)生(sheng)產(chan)的(de)品種就是不(bu)銹鋼,因為(wei)奧氏體系列不(bu)銹鋼具有穩定的(de)結晶組織(凝固及冷(leng)卻時,即使(shi)澆上水也(ye)不(bu)會產(chan)生(sheng)裂紋,而鐵素體系列不(bu)銹鋼如果不(bu)注(zhu)意均勻冷(leng)卻,就會產(chan)生(sheng)裂紋)。


 對半成品(pin)(pin)的(de)板(ban)坯(pi)(pi)(pi)、方(fang)坯(pi)(pi)(pi)或(huo)扁坯(pi)(pi)(pi)鋼(gang),要使用(yong)修(xiu)理(li)(li)用(yong)手動砂(sha)輪機將表面上的(de)缺陷(xian)等(deng)清除(chu)干(gan)凈。接下來,板(ban)坯(pi)(pi)(pi)要送(song)到厚板(ban)熱軋(ya)、冷(leng)軋(ya)產品(pin)(pin)部(bu);方(fang)坯(pi)(pi)(pi)要送(song)到型鋼(gang)軋(ya)制(zhi)產品(pin)(pin)部(bu),而扁鋼(gang)坯(pi)(pi)(pi)要送(song)去軋(ya)制(zhi)圓鋼(gang)、線材(cai)或(huo)鋼(gang)管產品(pin)(pin)。由于(yu)連(lian)續鑄造的(de)生(sheng)產技術、質量管理(li)(li)嚴格(ge)化,在一部(bu)分鋼(gang)種生(sheng)產上,有可能(neng)實(shi)現(xian)鑄鋼(gang)帶坯(pi)(pi)(pi)的(de)無修(xiu)理(li)(li)化。


圖 5.jpg



 近年來,夢想的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)工(gong)(gong)藝(yi)流(liu)(liu)程(cheng),即(ji)從熔融的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)水依靠薄(bo)材(cai)連續鑄造技(ji)術(shu)直接生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)出(chu)卷(juan)材(cai)(這(zhe)樣就有可能省掉熱軋(ya)工(gong)(gong)藝(yi)流(liu)(liu)程(cheng))。新日(ri)本(ben)制(zhi)鐵(tie)公司的(de)(de)(de)光制(zhi)鐵(tie)所已經設(she)備(bei)(bei)化,進行專門的(de)(de)(de)固(gu)定(ding)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)了。后來,因為(wei)日(ri)本(ben)鋼(gang)(gang)鐵(tie)行業進行重組,成立(li)了新日(ri)鐵(tie)住金不銹鋼(gang)(gang)公司,由于償還設(she)備(bei)(bei)投資的(de)(de)(de)經濟負擔過(guo)大而停業。將(jiang)熔融的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)水經過(guo)雙擠(ji)壓輥表面凝固(gu)制(zhi)成鑄鋼(gang)(gang)帶(dai),捲成厚度(du)為(wei)3mm左右(you)的(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)卷(juan),是生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)奧氏體系列穩定(ding)的(de)(de)(de)金相組織(zhi)不銹鋼(gang)(gang)最適當(dang)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)工(gong)(gong)藝(yi)流(liu)(liu)程(cheng)。期望(wang)將(jiang)來能夠繼續生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)下去。所謂(wei)的(de)(de)(de)理想生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)工(gong)(gong)藝(yi)流(liu)(liu)程(cheng)概略圖如(ru)圖5-5所示。