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(lian)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(gang)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



  使用電爐(lu)(lu)所(suo)熔化(hua)的(de)(de)不銹鋼,因(yin)為(wei)含(han)碳(tan)(tan)量高(gao),所(suo)以,要(yao)使用AOD(Argon Oxygen Decar burization),VOD(Vacuum Oxygen Decarburi-ation)或者 RH(Reinstahl Hitter werk& Heraus)等(deng)所(suo)謂的(de)(de)脫(tuo)(tuo)氣(qi)設(she)備(亦稱爐(lu)(lu)外精煉爐(lu)(lu))進行脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)、脫(tuo)(tuo)氣(qi)處理(li)。同時(shi)還(huan)要(yao)按標準的(de)(de)要(yao)求,調整其(qi)化(hua)學(xue)成分(fen)。AOD、VOD的(de)(de)概念圖如(ru)圖5-2所(suo)示。因(yin)為(wei)不銹鋼是(shi)含(han)有(you)鉻的(de)(de)鋼,向(xiang)爐(lu)(lu)內吹入氧進行脫(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)時(shi),為(wei)了同時(shi)提取出形成的(de)(de)鉻的(de)(de)氧化(hua)物(wu),需要(yao)降低(di)爐(lu)(lu)內的(de)(de)一氧化(hua)碳(tan)(tan)分(fen)壓(ya)。


圖 2.jpg


 

 在(zai)脫(tuo)(tuo)(tuo)氣(qi)設備AOD,是使(shi)用氬(Ar)進(jin)(jin)(jin)行(xing)稀釋而降低(di)分(fen)壓(ya),使(shi)用氧氣(qi)脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)。對奧氏體系(xi)列不(bu)銹鋼(gang)一(yi)直是使(shi)用這種高效率脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)、脫(tuo)(tuo)(tuo)氣(qi)處(chu)理(li)(li)工藝。最近,在(zai)真空狀(zhuang)態下進(jin)(jin)(jin)行(xing)處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)真空AOD也(ye)設備化(hua)了(le)(le)。另外,VOD或(huo)RH都是以真空方式進(jin)(jin)(jin)行(xing)脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)、脫(tuo)(tuo)(tuo)氣(qi)處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)設備,它(ta)們適合于生(sheng)產(chan)(chan)鐵(tie)素體系(xi)列中的(de)(de)(de)超(chao)低(di)碳(tan)(tan)和(he)超(chao)低(di)氮的(de)(de)(de)鋼(gang)種。專業(ye)生(sheng)產(chan)(chan)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)日(ri)(ri)本(ben)冶金工業(ye)公司(si)(si)(si)(si)和(he)日(ri)(ri)本(ben)金屬(shu)工業(ye)公司(si)(si)(si)(si),一(yi)直以電(dian)爐(lu)(lu)(lu)-AOD為(wei)主,特(te)殊(shu)鋼(gang)種則使(shi)用VOD對鋼(gang)進(jin)(jin)(jin)行(xing)熔化(hua)。有高爐(lu)(lu)(lu)設備的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)廠參(can)與了(le)(le)生(sheng)產(chan)(chan)不(bu)銹鋼(gang)的(de)(de)(de)初期,使(shi)用生(sheng)產(chan)(chan)普(pu)通鋼(gang)的(de)(de)(de)基本(ben)生(sheng)產(chan)(chan)工藝流程,靈活地運用高爐(lu)(lu)(lu)-轉爐(lu)(lu)(lu)-脫(tuo)(tuo)(tuo)氣(qi)設備,繼(ji)而在(zai)電(dian)爐(lu)(lu)(lu)進(jin)(jin)(jin)行(xing)熔化(hua)后(hou),在(zai)轉爐(lu)(lu)(lu)-VOD或(huo)者在(zai)所(suo)謂RH的(de)(de)(de)工藝中,進(jin)(jin)(jin)行(xing)預備脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)-脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)、脫(tuo)(tuo)(tuo)氣(qi)處(chu)理(li)(li)。日(ri)(ri)本(ben)制(zhi)鋼(gang)公司(si)(si)(si)(si)的(de)(de)(de)周(zhou)南(nan)制(zhi)造所(suo),到現在(zai)還是以電(dian)爐(lu)(lu)(lu)-轉爐(lu)(lu)(lu)-VOD生(sheng)產(chan)(chan)熔鋼(gang)。RH是新日(ri)(ri)本(ben)制(zhi)鐵(tie)公司(si)(si)(si)(si)室蘭制(zhi)鐵(tie)所(suo)在(zai)生(sheng)產(chan)(chan)不(bu)銹鋼(gang)時所(suo)使(shi)用的(de)(de)(de),現在(zai)已經(jing)不(bu)用了(le)(le)。


最近,電爐(lu)及(ji)脫氣(qi)設備已由(you)專業廠生(sheng)產制造(zao)。電爐(lu)從(cong)30~60噸(dun)容量開(kai)始向(xiang)生(sheng)產150噸(dun)容量的(de)大型化(hua)邁進(jin)。還有,作為(wei)一項(xiang)技(ji)術開(kai)發,確立(li)了先(xian)使(shi)用高(gao)爐(lu)的(de)熔化(hua)鋼水(shui),然后在(zai)轉爐(lu)上(shang)(shang)加入鐵(tie)合金以及(ji)不(bu)銹(xiu)鋼廢材料進(jin)行熔化(hua)的(de)方法。新日鐵(tie)住友金屬不(bu)銹(xiu)鋼公司和JFE鋼鐵(tie)公司,在(zai)生(sheng)產馬氏體(ti)系列(lie)和鐵(tie)素體(ti)系列(lie)不(bu)銹(xiu)鋼中(zhong),使(shi)用高(gao)爐(lu)熔化(hua)鋼水(shui),然后再運用轉爐(lu)、脫氣(qi)設備精煉制造(zao)。奧氏體(ti)系列(lie)不(bu)銹(xiu)鋼,因(yin)鎳(nie)的(de)熔化(hua)比較難,從(cong)技(ji)術上(shang)(shang)講是可能的(de),但(dan)電爐(lu)的(de)效率太低,所以不(bu)用電爐(lu)。


JFE鋼鐵公司,在鉻(ge)(ge)原(yuan)(yuan)材料(liao)使用(yong)(yong)(yong)方面,確定了革新的(de)鉻(ge)(ge)礦(kuang)石(shi)熔(rong)(rong)化(hua)還(huan)(huan)原(yuan)(yuan)技術。使用(yong)(yong)(yong)STAR爐(lu)(lu)(Stainless Advanced Reactor)及熔(rong)(rong)融(rong)還(huan)(huan)原(yuan)(yuan)爐(lu)(lu)(SR-KCB爐(lu)(lu))將鉻(ge)(ge)礦(kuang)石(shi)和不銹鋼料(liao)頭、廢屑熔(rong)(rong)融(rong)還(huan)(huan)原(yuan)(yuan),再用(yong)(yong)(yong)脫(tuo)碳(tan)爐(lu)(lu)(DC-KCB爐(lu)(lu))和VOD進(jin)行脫(tuo)碳(tan)、脫(tuo)氣處理(li),這是(shi)一種(zhong)理(li)想(xiang)的(de)方法。熔(rong)(rong)融(rong)還(huan)(huan)原(yuan)(yuan)爐(lu)(lu)(SR-KCB爐(lu)(lu))從熔(rong)(rong)化(hua)開始就將粉末(mo)狀(zhuang)的(de)鉻(ge)(ge)礦(kuang)石(shi)直接(jie)添(tian)加進(jin)去,因為粉末(mo)狀(zhuang)的(de)鉻(ge)(ge)礦(kuang)石(shi)能(neng)夠(gou)廉價購人,因此,在熔(rong)(rong)煉工藝上,它(ta)具有成本(ben)競爭力。


脫碳、脫氣(qi)(qi)處理后(hou)(hou)的(de)(de)熔鋼(gang)(gang)(不銹鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)),由鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)包(bao)(bao)送(song)往(wang)連續(xu)鑄(zhu)(zhu)造設(she)(she)備(bei)上。連續(xu)鑄(zhu)(zhu)造設(she)(she)備(bei)的(de)(de)概念圖如圖5-3所示。連續(xu)鑄(zhu)(zhu)造設(she)(she)備(bei)的(de)(de)最上部(bu)(bu)分(fen)設(she)(she)置(zhi)(zhi)(zhi)鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)包(bao)(bao),在(zai)其下部(bu)(bu)設(she)(she)有澆口可以開(kai)閉。鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)經過(guo)純化(hua)包(bao)(bao)(純化(hua)包(bao)(bao)的(de)(de)功能是使(shi)鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)中的(de)(de)夾雜物(wu)飄浮在(zai)鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)的(de)(de)表(biao)面上),然后(hou)(hou)通過(guo)鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)澆口注入鑄(zhu)(zhu)模(mo),進行第1次(ci)冷卻(que)。再往(wang)下通過(guo)噴水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)降溫器和(he)游動輥(gun),在(zai)2次(ci)冷卻(que)區(qu)進行凝(ning)(ning)固。凝(ning)(ning)固后(hou)(hou)的(de)(de)鑄(zhu)(zhu)塊由夾送(song)輥(gun)送(song)往(wang)下部(bu)(bu)。按(an)預定長度(du)用氣(qi)(qi)割(乙炔)切斷(duan)后(hou)(hou),由搬運裝置(zhi)(zhi)(zhi)將其運往(wang)儲存處。從(cong)鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)包(bao)(bao)澆口流出到形成(cheng)表(biao)面凝(ning)(ning)固的(de)(de)鋼(gang)(gang)坯之間,熔融鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)(shui)(shui)(shui)如果與空氣(qi)(qi)接觸,就會形成(cheng)氧化(hua)的(de)(de)夾雜物(wu)缺陷,所以必須設(she)(she)法使(shi)其不受空氣(qi)(qi)氧化(hua)。為此采(cai)取在(zai)純化(hua)包(bao)(bao)內(nei)使(shi)用氬(ya)(Ar)進行置(zhi)(zhi)(zhi)換,并在(zai)鑄(zhu)(zhu)模(mo)內(nei)的(de)(de)熔鋼(gang)(gang)上面覆蓋粉末狀的(de)(de)熔融性(xing)耐火粉末等(deng)措施(shi),實現無氧化(hua)鑄(zhu)(zhu)造技(ji)術進行生產。



圖 3.jpg


 連續(xu)鑄造設(she)備的形式(shi)有垂直型、彎曲型和水平型。其(qi)高(gao)度不要超過廠房高(gao)度。最(zui)近多數采取彎曲型。水平型則生產(chan)鋼(gang)坯為矩(ju)形截面的產(chan)品,現已經設(she)備化(hua)并組成(cheng)生產(chan)流水線,見圖5-4。


圖 4.jpg


 在(zai)連續鑄(zhu)(zhu)(zhu)造設(she)備中,熔融(rong)鋼(gang)(gang)水隨冷卻(que)而凝固,形(xing)成的(de)(de)鑄(zhu)(zhu)(zhu)造扁形(xing)塊一般的(de)(de)稱為板坯(pi)(pi)、方坯(pi)(pi)或鑄(zhu)(zhu)(zhu)錠(ding),其(qi)形(xing)狀(zhuang)應盡(jin)量地做到(dao)接近于下一道(dao)工序所需要的(de)(de)形(xing)狀(zhuang)(near next shape)。在(zai)連續鑄(zhu)(zhu)(zhu)造設(she)備開(kai)發之前,是(shi)在(zai)所謂(wei)的(de)(de)鑄(zhu)(zhu)(zhu)模內從上部或下部流進(jin)的(de)(de)鋼(gang)(gang)水,使其(qi)凝固,做成鋼(gang)(gang)錠(ding)。然后(hou)在(zai)開(kai)坯(pi)(pi)軋制(zhi)工藝過程中,進(jin)行再加熱、軋制(zhi),制(zhi)成板坯(pi)(pi)、方坯(pi)(pi)或扁鋼(gang)(gang)坯(pi)(pi)。


 連(lian)續鑄(zhu)造(zao),在鋼(gang)鐵(tie)企(qi)業中是工(gong)藝革(ge)新的大飛躍。連(lian)續鑄(zhu)造(zao)化最早開始(shi)生(sheng)(sheng)產的品種就是不(bu)銹鋼(gang),因(yin)為奧氏(shi)體系列不(bu)銹鋼(gang)具(ju)有穩定(ding)的結(jie)晶組織(凝固及冷卻(que)時(shi),即(ji)使澆上水也不(bu)會產生(sheng)(sheng)裂紋(wen),而鐵(tie)素體系列不(bu)銹鋼(gang)如果不(bu)注(zhu)意均勻(yun)冷卻(que),就會產生(sheng)(sheng)裂紋(wen))。


 對(dui)半成品(pin)(pin)的(de)(de)板坯(pi)、方坯(pi)或(huo)扁坯(pi)鋼(gang),要(yao)使用(yong)修理(li)用(yong)手動砂輪機(ji)將表(biao)面上(shang)的(de)(de)缺(que)陷等清除干凈。接下(xia)來,板坯(pi)要(yao)送(song)(song)到厚(hou)板熱軋(ya)、冷軋(ya)產(chan)品(pin)(pin)部;方坯(pi)要(yao)送(song)(song)到型鋼(gang)軋(ya)制產(chan)品(pin)(pin)部,而扁鋼(gang)坯(pi)要(yao)送(song)(song)去軋(ya)制圓鋼(gang)、線材或(huo)鋼(gang)管產(chan)品(pin)(pin)。由于連續鑄造的(de)(de)生產(chan)技術、質量管理(li)嚴格(ge)化,在一部分鋼(gang)種生產(chan)上(shang),有可(ke)能實現鑄鋼(gang)帶坯(pi)的(de)(de)無修理(li)化。


圖 5.jpg



 近年來,夢想(xiang)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)工(gong)(gong)藝流(liu)程(cheng)(cheng),即從熔(rong)融的(de)(de)(de)(de)鋼水(shui)依靠薄材連續鑄(zhu)造(zao)技術直接生(sheng)產(chan)(chan)出(chu)卷材(這樣就有可能省掉(diao)熱軋工(gong)(gong)藝流(liu)程(cheng)(cheng))。新日(ri)本(ben)制鐵(tie)公司(si)的(de)(de)(de)(de)光(guang)制鐵(tie)所(suo)已(yi)經設備化,進行(xing)(xing)專門(men)的(de)(de)(de)(de)固定生(sheng)產(chan)(chan)了。后來,因為(wei)日(ri)本(ben)鋼鐵(tie)行(xing)(xing)業(ye)進行(xing)(xing)重組,成立了新日(ri)鐵(tie)住(zhu)金不(bu)銹(xiu)鋼公司(si),由于償還設備投(tou)資的(de)(de)(de)(de)經濟負擔(dan)過大而停(ting)業(ye)。將(jiang)熔(rong)融的(de)(de)(de)(de)鋼水(shui)經過雙擠壓輥表面凝固制成鑄(zhu)鋼帶,捲成厚度為(wei)3mm左右的(de)(de)(de)(de)鋼卷,是生(sheng)產(chan)(chan)奧氏(shi)體系列穩定的(de)(de)(de)(de)金相組織(zhi)不(bu)銹(xiu)鋼最適當的(de)(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)工(gong)(gong)藝流(liu)程(cheng)(cheng)。期望(wang)將(jiang)來能夠繼續生(sheng)產(chan)(chan)下去。所(suo)謂(wei)的(de)(de)(de)(de)理想(xiang)生(sheng)產(chan)(chan)工(gong)(gong)藝流(liu)程(cheng)(cheng)概略圖如圖5-5所(suo)示。