1. 電(dian)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)電爐所(suo)(suo)(suo)熔化的(de)(de)不銹(xiu)鋼(gang),因(yin)為含(han)碳(tan)量(liang)高(gao),所(suo)(suo)(suo)以,要(yao)使用(yong)AOD(Argon Oxygen Decar burization),VOD(Vacuum Oxygen Decarburi-ation)或者 RH(Reinstahl Hitter werk& Heraus)等(deng)所(suo)(suo)(suo)謂的(de)(de)脫氣(qi)(qi)設備(亦稱(cheng)爐外精煉爐)進行脫碳(tan)、脫氣(qi)(qi)處(chu)理。同時(shi)還要(yao)按(an)標準的(de)(de)要(yao)求(qiu),調(diao)整其化學成分(fen)。AOD、VOD的(de)(de)概念圖(tu)(tu)如圖(tu)(tu)5-2所(suo)(suo)(suo)示。因(yin)為不銹(xiu)鋼(gang)是含(han)有(you)鉻的(de)(de)鋼(gang),向爐內吹入氧(yang)(yang)進行脫碳(tan)時(shi),為了同時(shi)提取出形成的(de)(de)鉻的(de)(de)氧(yang)(yang)化物,需要(yao)降低爐內的(de)(de)一(yi)氧(yang)(yang)化碳(tan)分(fen)壓。


圖 2.jpg


 

 在脫氣(qi)(qi)設備(bei)(bei)AOD,是(shi)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)氬(Ar)進(jin)行(xing)稀釋而降低(di)分壓,使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)氧氣(qi)(qi)脫碳(tan)(tan)(tan)。對奧氏體(ti)系列(lie)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)一直(zhi)是(shi)使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)這(zhe)種高效(xiao)率脫碳(tan)(tan)(tan)、脫氣(qi)(qi)處(chu)理(li)(li)工(gong)藝(yi)。最近,在真空狀態下進(jin)行(xing)處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)真空AOD也設備(bei)(bei)化了。另(ling)外,VOD或RH都是(shi)以(yi)真空方式進(jin)行(xing)脫碳(tan)(tan)(tan)、脫氣(qi)(qi)處(chu)理(li)(li)的(de)(de)(de)(de)設備(bei)(bei),它們(men)適合(he)于(yu)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)鐵素體(ti)系列(lie)中的(de)(de)(de)(de)超(chao)(chao)低(di)碳(tan)(tan)(tan)和超(chao)(chao)低(di)氮的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)種。專(zhuan)業(ye)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)日本(ben)(ben)(ben)冶金工(gong)業(ye)公(gong)司(si)和日本(ben)(ben)(ben)金屬工(gong)業(ye)公(gong)司(si),一直(zhi)以(yi)電(dian)(dian)爐(lu)(lu)-AOD為主,特殊鋼(gang)種則使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)VOD對鋼(gang)進(jin)行(xing)熔(rong)(rong)化。有高爐(lu)(lu)設備(bei)(bei)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)廠參與(yu)了生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)初期,使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)普通鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)基本(ben)(ben)(ben)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)工(gong)藝(yi)流程,靈(ling)活地運用(yong)(yong)高爐(lu)(lu)-轉(zhuan)爐(lu)(lu)-脫氣(qi)(qi)設備(bei)(bei),繼而在電(dian)(dian)爐(lu)(lu)進(jin)行(xing)熔(rong)(rong)化后,在轉(zhuan)爐(lu)(lu)-VOD或者(zhe)在所謂RH的(de)(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)中,進(jin)行(xing)預備(bei)(bei)脫碳(tan)(tan)(tan)-脫碳(tan)(tan)(tan)、脫氣(qi)(qi)處(chu)理(li)(li)。日本(ben)(ben)(ben)制(zhi)鋼(gang)公(gong)司(si)的(de)(de)(de)(de)周南制(zhi)造所,到(dao)現在還是(shi)以(yi)電(dian)(dian)爐(lu)(lu)-轉(zhuan)爐(lu)(lu)-VOD生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)熔(rong)(rong)鋼(gang)。RH是(shi)新日本(ben)(ben)(ben)制(zhi)鐵公(gong)司(si)室蘭制(zhi)鐵所在生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)時所使(shi)(shi)(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de),現在已經(jing)不(bu)用(yong)(yong)了。


最(zui)近,電(dian)爐(lu)(lu)(lu)(lu)及脫(tuo)氣設備(bei)已由專(zhuan)業廠生產制造。電(dian)爐(lu)(lu)(lu)(lu)從(cong)30~60噸容(rong)(rong)量開(kai)始向生產150噸容(rong)(rong)量的(de)大型化(hua)邁進。還(huan)有,作為一項技術開(kai)發,確立了(le)先使(shi)用(yong)(yong)高(gao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)的(de)熔(rong)(rong)化(hua)鋼(gang)水,然后在(zai)轉(zhuan)爐(lu)(lu)(lu)(lu)上加入鐵合金以及不銹鋼(gang)廢材料(liao)進行熔(rong)(rong)化(hua)的(de)方法(fa)。新日鐵住友金屬不銹鋼(gang)公司和JFE鋼(gang)鐵公司,在(zai)生產馬氏體系(xi)列和鐵素體系(xi)列不銹鋼(gang)中(zhong),使(shi)用(yong)(yong)高(gao)爐(lu)(lu)(lu)(lu)熔(rong)(rong)化(hua)鋼(gang)水,然后再運(yun)用(yong)(yong)轉(zhuan)爐(lu)(lu)(lu)(lu)、脫(tuo)氣設備(bei)精煉(lian)制造。奧氏體系(xi)列不銹鋼(gang),因鎳的(de)熔(rong)(rong)化(hua)比較(jiao)難,從(cong)技術上講是可能的(de),但電(dian)爐(lu)(lu)(lu)(lu)的(de)效率(lv)太低,所(suo)以不用(yong)(yong)電(dian)爐(lu)(lu)(lu)(lu)。


JFE鋼(gang)鐵公司,在(zai)鉻(ge)(ge)原(yuan)材(cai)料(liao)使用(yong)方面(mian),確定(ding)了革新(xin)的(de)鉻(ge)(ge)礦(kuang)石(shi)熔化還(huan)(huan)原(yuan)技(ji)術。使用(yong)STAR爐(lu)(Stainless Advanced Reactor)及(ji)熔融還(huan)(huan)原(yuan)爐(lu)(SR-KCB爐(lu))將鉻(ge)(ge)礦(kuang)石(shi)和(he)不(bu)銹鋼(gang)料(liao)頭(tou)、廢屑熔融還(huan)(huan)原(yuan),再用(yong)脫(tuo)碳爐(lu)(DC-KCB爐(lu))和(he)VOD進行脫(tuo)碳、脫(tuo)氣處理,這是一(yi)種理想的(de)方法。熔融還(huan)(huan)原(yuan)爐(lu)(SR-KCB爐(lu))從熔化開(kai)始就(jiu)將粉末狀(zhuang)的(de)鉻(ge)(ge)礦(kuang)石(shi)直接添加進去,因(yin)為粉末狀(zhuang)的(de)鉻(ge)(ge)礦(kuang)石(shi)能夠廉(lian)價(jia)購人,因(yin)此,在(zai)熔煉工藝上,它具有成本競爭力。


脫碳、脫氣處理后(hou)的(de)(de)熔鋼(gang)(gang)(不銹鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)),由鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)包(bao)(bao)送往(wang)(wang)(wang)連續(xu)鑄(zhu)造(zao)設備(bei)上(shang)。連續(xu)鑄(zhu)造(zao)設備(bei)的(de)(de)概念圖如圖5-3所(suo)示。連續(xu)鑄(zhu)造(zao)設備(bei)的(de)(de)最上(shang)部分設置(zhi)鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)包(bao)(bao),在(zai)(zai)其下部設有澆(jiao)口可以(yi)(yi)開閉。鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)經過純化(hua)(hua)(hua)包(bao)(bao)(純化(hua)(hua)(hua)包(bao)(bao)的(de)(de)功(gong)能是使鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)中的(de)(de)夾雜物飄浮在(zai)(zai)鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)的(de)(de)表面(mian)上(shang)),然后(hou)通(tong)過鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)澆(jiao)口注入鑄(zhu)模,進(jin)行(xing)第1次冷(leng)卻。再往(wang)(wang)(wang)下通(tong)過噴水(shui)(shui)降溫器和游動輥(gun),在(zai)(zai)2次冷(leng)卻區(qu)進(jin)行(xing)凝固(gu)。凝固(gu)后(hou)的(de)(de)鑄(zhu)塊(kuai)由夾送輥(gun)送往(wang)(wang)(wang)下部。按預定長度用(yong)氣割(乙(yi)炔(gui))切斷(duan)后(hou),由搬運(yun)裝(zhuang)置(zhi)將其運(yun)往(wang)(wang)(wang)儲存處。從鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)包(bao)(bao)澆(jiao)口流出到形(xing)成表面(mian)凝固(gu)的(de)(de)鋼(gang)(gang)坯之間,熔融鋼(gang)(gang)水(shui)(shui)如果與空(kong)氣接觸,就會(hui)形(xing)成氧(yang)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)夾雜物缺陷(xian),所(suo)以(yi)(yi)必須設法使其不受(shou)空(kong)氣氧(yang)化(hua)(hua)(hua)。為此(ci)采取(qu)在(zai)(zai)純化(hua)(hua)(hua)包(bao)(bao)內(nei)使用(yong)氬(Ar)進(jin)行(xing)置(zhi)換,并(bing)在(zai)(zai)鑄(zhu)模內(nei)的(de)(de)熔鋼(gang)(gang)上(shang)面(mian)覆(fu)蓋(gai)粉末狀的(de)(de)熔融性耐火粉末等(deng)措施(shi),實現無氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鑄(zhu)造(zao)技術(shu)進(jin)行(xing)生(sheng)產。



圖 3.jpg


 連續鑄造(zao)設(she)備的形式有垂直型、彎(wan)曲(qu)型和(he)水平型。其高(gao)度(du)不要超過廠房高(gao)度(du)。最近多數采取(qu)彎(wan)曲(qu)型。水平型則生產(chan)鋼坯為矩形截面的產(chan)品(pin),現已(yi)經設(she)備化并組(zu)成生產(chan)流水線,見圖5-4。


圖 4.jpg


 在(zai)連續鑄造設備中,熔融鋼水隨冷(leng)卻而凝固,形(xing)(xing)成的(de)(de)鑄造扁(bian)形(xing)(xing)塊一般的(de)(de)稱為(wei)板坯(pi)、方坯(pi)或鑄錠(ding),其形(xing)(xing)狀應盡量地做(zuo)(zuo)到接(jie)近于下一道工序所(suo)需要的(de)(de)形(xing)(xing)狀(near next shape)。在(zai)連續鑄造設備開發之前,是在(zai)所(suo)謂的(de)(de)鑄模內從上部(bu)(bu)或下部(bu)(bu)流(liu)進的(de)(de)鋼水,使其凝固,做(zuo)(zuo)成鋼錠(ding)。然后在(zai)開坯(pi)軋(ya)制(zhi)工藝過程中,進行(xing)再加熱、軋(ya)制(zhi),制(zhi)成板坯(pi)、方坯(pi)或扁(bian)鋼坯(pi)。


 連續(xu)鑄(zhu)造,在鋼鐵(tie)企業中是(shi)工藝革新的大飛躍。連續(xu)鑄(zhu)造化最早開(kai)始生產(chan)(chan)的品(pin)種就(jiu)是(shi)不(bu)銹(xiu)鋼,因為奧氏體(ti)系列不(bu)銹(xiu)鋼具有穩定的結晶組織(凝固及冷卻時,即使澆上水也不(bu)會產(chan)(chan)生裂紋,而鐵(tie)素(su)體(ti)系列不(bu)銹(xiu)鋼如果不(bu)注意均勻冷卻,就(jiu)會產(chan)(chan)生裂紋)。


 對半成品(pin)的板(ban)坯(pi)(pi)、方(fang)坯(pi)(pi)或扁坯(pi)(pi)鋼(gang),要(yao)使(shi)用(yong)修(xiu)理用(yong)手動砂(sha)輪(lun)機將表面上的缺陷等清除干凈。接下來,板(ban)坯(pi)(pi)要(yao)送(song)到(dao)厚(hou)板(ban)熱(re)軋(ya)(ya)、冷軋(ya)(ya)產(chan)(chan)品(pin)部;方(fang)坯(pi)(pi)要(yao)送(song)到(dao)型鋼(gang)軋(ya)(ya)制產(chan)(chan)品(pin)部,而扁鋼(gang)坯(pi)(pi)要(yao)送(song)去(qu)軋(ya)(ya)制圓鋼(gang)、線材(cai)或鋼(gang)管(guan)(guan)產(chan)(chan)品(pin)。由(you)于連續鑄造的生(sheng)產(chan)(chan)技術、質量管(guan)(guan)理嚴格化(hua),在一部分(fen)鋼(gang)種生(sheng)產(chan)(chan)上,有可能實現鑄鋼(gang)帶坯(pi)(pi)的無修(xiu)理化(hua)。


圖 5.jpg



 近(jin)年來,夢想(xiang)的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)工藝(yi)流程(cheng)(cheng),即從熔融的(de)(de)鋼水依靠薄材(cai)連續鑄(zhu)造技術直接(jie)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)出卷材(cai)(這樣(yang)就有(you)可能省掉熱軋工藝(yi)流程(cheng)(cheng))。新(xin)日(ri)本制鐵(tie)公(gong)司(si)的(de)(de)光制鐵(tie)所(suo)已(yi)經(jing)設備化,進行(xing)專門的(de)(de)固定(ding)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)了(le)。后來,因為日(ri)本鋼鐵(tie)行(xing)業(ye)進行(xing)重組,成立了(le)新(xin)日(ri)鐵(tie)住金不(bu)銹鋼公(gong)司(si),由于償(chang)還設備投資(zi)的(de)(de)經(jing)濟負擔過大而(er)停業(ye)。將熔融的(de)(de)鋼水經(jing)過雙(shuang)擠壓輥表(biao)面凝固制成鑄(zhu)鋼帶,捲(juan)成厚度為3mm左右的(de)(de)鋼卷,是生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)奧氏體系列穩定(ding)的(de)(de)金相組織不(bu)銹鋼最適當的(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)工藝(yi)流程(cheng)(cheng)。期(qi)望將來能夠繼(ji)續生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)下去。所(suo)謂的(de)(de)理想(xiang)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)工藝(yi)流程(cheng)(cheng)概(gai)略圖如圖5-5所(suo)示。