不銹鋼的冶煉及其純度同耐腐蝕等性能有極大關系。早在不銹鋼發展初期,因碳含量高造成的晶(jing)間腐蝕(shi)問題幾乎阻礙了其發展。不銹鋼冶煉工藝的變革與進步,所起的一個重要作用是降低鋼中碳含量,它既使煉鋼工藝變得容易控制,又使產品成本下降。


1. 電爐冶煉


  不銹(xiu)鋼初期生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan),均采(cai)用坩堝(guo)法(fa)。產(chan)量有限,價格高昂。30年代(dai)(dai),如1934年美國開始建立了以電(dian)(弧(hu)(hu))爐為主要生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)手段的不銹(xiu)鋼專業小(xiao)廠。40年代(dai)(dai)末(mo),在電(dian)(弧(hu)(hu))爐上已(yi)普(pu)遍采(cai)用返回吹氧法(fa)冶煉工藝生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)不銹(xiu)鋼。直到60年代(dai)(dai)末(mo),它一(yi)直是生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)不銹(xiu)鋼的主要方法(fa)。


  我國于1951年開始在重慶特殊鋼廠用電弧爐冶煉不(bu)銹鋼。1956年在撫順鋼廠開發了返回料吹氧冶煉不銹鋼。這種方法可以利用廢不銹鋼,有利于生產低碳(≤0.08%C)不銹鋼。但是,生產超低碳(≤0.03%C)不銹鋼難度較大,鉻的回收率低,需要使用大量的低碳鉻鐵或金屬鉻,電耗高,效率低。1964年3月,在重慶特殊鋼廠用三聯熱裝法和冷裝氧化法煉出我國第一批超低碳不銹鋼。過去由于冶煉超低碳不銹鋼困難較大,成本高,只能或更多地是冶煉添加鈦、鈮的穩定化不銹鋼(如1Cr18Ni9Ti等),以改善晶間腐蝕性能。


2. 爐外(wai)精煉


  1968年,原聯邦德國發(fa)明(ming)真空吹氧精(jing)(jing)煉(lian)法(VOD即 Vacuum-Oxygen Decarburization);美國發(fa)明(ming)并建成(cheng)世界(jie)上第一座氬氧脫(tuo)碳(tan)(tan)精(jing)(jing)煉(lian)爐(lu)(AOD即 Argon-Oxygen Decarburization)。它把電(dian)爐(lu)變成(cheng)只是熔(rong)煉(lian)的裝置,而(er)將(jiang)精(jing)(jing)煉(lian)轉(zhuan)移到其它容(rong)器中進(jin)行,故(gu)稱爐(lu)外(wai)精(jing)(jing)煉(lian)技(ji)(ji)術(shu)(shu)。這種方法具有一系列優點,使不銹鋼冶(ye)煉(lian)工藝(yi)取得(de)重大突(tu)破。冶(ye)煉(lian)超低碳(tan)(tan)鋼變得(de)容(rong)易(yi),鋼的純(chun)凈度(du)提高(典型碳(tan)(tan)含量為0.05%C,最低值可達0.01~0.02%C)。同(tong)時成(cheng)本大幅度(du)下降。70年代(dai)以(yi)來,各(ge)種爐(lu)外(wai)精(jing)(jing)煉(lian)技(ji)(ji)術(shu)(shu)獲(huo)得(de)迅(xun)速(su)發(fa)展。尤其是AOD法,已(yi)成(cheng)為國外(wai)精(jing)(jing)煉(lian)不銹鋼的主要方法。美國95%以(yi)上的不銹鋼均采(cai)用AOD爐(lu)精(jing)(jing)煉(lian)。


  我國于(yu)1973年(nian)在(zai)太原(yuan)鋼(gang)廠(chang)開(kai)展(zhan)了氬(ya)氧精煉新工藝的(de)試驗研(yan)究。1976年(nian)5月我國第一(yi)座(6噸(dun))AOD爐(lu)(lu)投(tou)產(chan)。1983年(nian)9月又投(tou)產(chan)一(yi)座18噸(dun)AOD爐(lu)(lu)。1977年(nian)在(zai)大連鋼(gang)廠(chang)研(yan)制成功VOD爐(lu)(lu)外(wai)精爐(lu)(lu)裝置及生產(chan)超(chao)低(di)(di)碳(tan)鋼(gang)種的(de)工藝。此(ci)外(wai),各地先后建成了容量(liang)不(bu)同、功能(neng)(neng)有別的(de)二次(ci)精煉爐(lu)(lu)。其(qi)中(zhong)包括能(neng)(neng)進行電弧加熱(re)、電磁(ci)攪拌、吹(chui)(chui)氬(ya)及成分微調(diao)的(de)鋼(gang)包爐(lu)(lu)(LF),真空吹(chui)(chui)氧精煉爐(lu)(lu)(VOD),真空電弧加熱(re)、合金加料、吹(chui)(chui)氧的(de)真空鋼(gang)包爐(lu)(lu)(VOD/VHD)等(deng)。在(zai)撫順鋼(gang)廠(chang),利用(yong)1979年(nian)從(cong)西德引(yin)進的(de)30/60噸(dun)VOD/VHD爐(lu)(lu),于(yu)1982年(nian)生產(chan)了超(chao)低(di)(di)碳(tan)氮(C+N≤0.030%)鐵(tie)素體不(bu)銹鋼(gang)等(deng)。目前我國已有VOD、AOD等(deng)爐(lu)(lu)外(wai)精煉爐(lu)(lu)25座以(yi)上(容量(liang)15~150t)。其(qi)中(zhong)以(yi)冶(ye)煉不(bu)銹鋼(gang)為主的(de)有15座。不(bu)僅特(te)殊鋼(gang)廠(chang),有的(de)機械廠(chang)也已采(cai)用(yong)這種裝備。其(qi)它(ta)中(zhong)、小型爐(lu)(lu)還有許(xu)多座。我國生產(chan)的(de)低(di)(di)碳(tan)超(chao)低(di)(di)碳(tan)不(bu)銹鋼(gang)內在(zai)質量(liang)已不(bu)低(di)(di)于(yu)國外(wai)同類鋼(gang)種水(shui)平。


3. 特種冶煉(lian)


  對(dui)于要求更(geng)高(gao)質量(liang)(liang)和(he)(he)特(te)(te)(te)殊性能的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼和(he)(he)耐(nai)蝕合(he)(he)金等,則采(cai)用(yong)(yong)特(te)(te)(te)種(zhong)(zhong)真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)(kong)熔(rong)煉(lian)和(he)(he)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)熔(rong)工藝來(lai)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)。其(qi)中包(bao)括真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)(kong)感應(ying)(ying)(ying)爐(lu)(lu)(lu)、真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)(kong)電(dian)(dian)(dian)弧(hu)爐(lu)(lu)(lu)及電(dian)(dian)(dian)渣重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)熔(rong)、電(dian)(dian)(dian)子(zi)束和(he)(he)等離子(zi)爐(lu)(lu)(lu)等。西方工業發(fa)達(da)(da)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)家為生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)特(te)(te)(te)別重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)要用(yong)(yong)途(tu)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼和(he)(he)合(he)(he)金,增加了(le)感應(ying)(ying)(ying)爐(lu)(lu)(lu)等特(te)(te)(te)種(zhong)(zhong)熔(rong)煉(lian)設備(bei)。而(er)且日(ri)益(yi)更(geng)多地(di)(di)采(cai)用(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)渣重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)熔(rong)工藝,以提(ti)高(gao)質量(liang)(liang)和(he)(he)成材(cai)率。我國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)自1958年(nian)在(zai)(zai)東北等地(di)(di)開始建立(li)特(te)(te)(te)種(zhong)(zhong)熔(rong)煉(lian)車間(jian)以來(lai),至(zhi)1980年(nian)在(zai)(zai)上(shang)海建成世(shi)界最(zui)大的(de)(de)(de)250t電(dian)(dian)(dian)渣爐(lu)(lu)(lu),曾為我國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)尖端工業和(he)(he)特(te)(te)(te)種(zhong)(zhong)材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)發(fa)展作出了(le)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)大貢獻(xian)。隨著(zhu)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)民(min)經濟各部(bu)門對(dui)關鍵材(cai)料(liao)(liao)和(he)(he)高(gao)質量(liang)(liang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)(de)(de)需求日(ri)益(yi)增加,這(zhe)(zhe)些(xie)方法仍是(shi)必不(bu)(bu)(bu)可(ke)少的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)要生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)手段。美國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)于1969年(nian)采(cai)用(yong)(yong)真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)(kong)感應(ying)(ying)(ying)爐(lu)(lu)(lu)與(yu)電(dian)(dian)(dian)子(zi)束爐(lu)(lu)(lu)聯(lian)(lian)合(he)(he)精煉(lian)法,生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)出EB26-1高(gao)純鐵(tie)素體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(實際(ji)達(da)(da)到含C:0.002%;含N:0.008%)。我國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)首次(ci)試(shi)制生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)該鋼是(shi)在(zai)(zai)1975年(nian),在(zai)(zai)長(chang)城鋼廠,采(cai)用(yong)(yong)真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)(kong)感應(ying)(ying)(ying)爐(lu)(lu)(lu)與(yu)電(dian)(dian)(dian)子(zi)束爐(lu)(lu)(lu)雙(shuang)聯(lian)(lian)工藝,也(ye)達(da)(da)到了(le)C+N≤100ppm的(de)(de)(de)相同水平。我國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)首次(ci)試(shi)制生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)高(gao)純奧氏體不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼是(shi)在(zai)(zai)1981年(nian),在(zai)(zai)撫順鋼廠,采(cai)用(yong)(yong)真(zhen)(zhen)空(kong)(kong)(kong)(kong)感應(ying)(ying)(ying)爐(lu)(lu)(lu)冶煉(lian)(其(qi)C、Si、P等含量(liang)(liang)均(jun)達(da)(da)到高(gao)純不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼內控指(zhi)標)。這(zhe)(zhe)些(xie)實例說明,對(dui)于用(yong)(yong)量(liang)(liang)不(bu)(bu)(bu)很(hen)大的(de)(de)(de)特(te)(te)(te)殊要求的(de)(de)(de)關鍵材(cai)料(liao)(liao)或新型(xing)材(cai)料(liao)(liao),我國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)特(te)(te)(te)種(zhong)(zhong)熔(rong)煉(lian)設備(bei)和(he)(he)技術已具有一(yi)定的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)(chan)實力。我國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)已是(shi)世(shi)界上(shang)工業電(dian)(dian)(dian)渣爐(lu)(lu)(lu)年(nian)產(chan)(chan)(chan)能力較(jiao)大的(de)(de)(de)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)家之(zhi)一(yi)。