1. 電(dian)爐(lu)-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(bu)銹(xiu)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(shi)用電(dian)爐(lu)(lu)所熔化(hua)的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)鋼(gang),因(yin)為含碳(tan)量高,所以(yi),要使(shi)用AOD(Argon Oxygen Decar burization),VOD(Vacuum Oxygen Decarburi-ation)或者 RH(Reinstahl Hitter werk& Heraus)等所謂的(de)(de)(de)脫(tuo)氣設備(bei)(亦稱爐(lu)(lu)外精煉爐(lu)(lu))進行(xing)脫(tuo)碳(tan)、脫(tuo)氣處理。同時還要按標(biao)準的(de)(de)(de)要求(qiu),調整其化(hua)學成(cheng)分(fen)。AOD、VOD的(de)(de)(de)概(gai)念圖(tu)如圖(tu)5-2所示。因(yin)為不(bu)銹(xiu)鋼(gang)是含有鉻(ge)的(de)(de)(de)鋼(gang),向爐(lu)(lu)內吹(chui)入氧進行(xing)脫(tuo)碳(tan)時,為了同時提取出形成(cheng)的(de)(de)(de)鉻(ge)的(de)(de)(de)氧化(hua)物,需要降低(di)爐(lu)(lu)內的(de)(de)(de)一(yi)氧化(hua)碳(tan)分(fen)壓。


圖 2.jpg


 

 在(zai)脫(tuo)(tuo)(tuo)氣(qi)(qi)設備(bei)(bei)AOD,是(shi)(shi)使(shi)用(yong)(yong)氬(Ar)進(jin)(jin)行(xing)稀釋而降(jiang)低分壓,使(shi)用(yong)(yong)氧氣(qi)(qi)脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)。對奧氏體系列不銹(xiu)鋼(gang)一直(zhi)是(shi)(shi)使(shi)用(yong)(yong)這種(zhong)(zhong)高(gao)效率脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)、脫(tuo)(tuo)(tuo)氣(qi)(qi)處(chu)理工藝。最(zui)近,在(zai)真(zhen)空(kong)狀態下進(jin)(jin)行(xing)處(chu)理的(de)真(zhen)空(kong)AOD也設備(bei)(bei)化(hua)了(le)。另外(wai),VOD或RH都是(shi)(shi)以(yi)真(zhen)空(kong)方式進(jin)(jin)行(xing)脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)、脫(tuo)(tuo)(tuo)氣(qi)(qi)處(chu)理的(de)設備(bei)(bei),它們適(shi)合(he)于生(sheng)產(chan)鐵(tie)素體系列中的(de)超低碳(tan)和超低氮的(de)鋼(gang)種(zhong)(zhong)。專業生(sheng)產(chan)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)日本(ben)(ben)冶金工業公(gong)司和日本(ben)(ben)金屬工業公(gong)司,一直(zhi)以(yi)電爐(lu)-AOD為(wei)主,特殊鋼(gang)種(zhong)(zhong)則使(shi)用(yong)(yong)VOD對鋼(gang)進(jin)(jin)行(xing)熔化(hua)。有高(gao)爐(lu)設備(bei)(bei)的(de)生(sheng)產(chan)廠參與了(le)生(sheng)產(chan)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)初期,使(shi)用(yong)(yong)生(sheng)產(chan)普通鋼(gang)的(de)基本(ben)(ben)生(sheng)產(chan)工藝流(liu)程,靈活地運用(yong)(yong)高(gao)爐(lu)-轉(zhuan)爐(lu)-脫(tuo)(tuo)(tuo)氣(qi)(qi)設備(bei)(bei),繼(ji)而在(zai)電爐(lu)進(jin)(jin)行(xing)熔化(hua)后,在(zai)轉(zhuan)爐(lu)-VOD或者在(zai)所(suo)謂(wei)RH的(de)工藝中,進(jin)(jin)行(xing)預備(bei)(bei)脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)-脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)、脫(tuo)(tuo)(tuo)氣(qi)(qi)處(chu)理。日本(ben)(ben)制鋼(gang)公(gong)司的(de)周南制造所(suo),到現(xian)在(zai)還是(shi)(shi)以(yi)電爐(lu)-轉(zhuan)爐(lu)-VOD生(sheng)產(chan)熔鋼(gang)。RH是(shi)(shi)新日本(ben)(ben)制鐵(tie)公(gong)司室蘭制鐵(tie)所(suo)在(zai)生(sheng)產(chan)不銹(xiu)鋼(gang)時(shi)所(suo)使(shi)用(yong)(yong)的(de),現(xian)在(zai)已(yi)經不用(yong)(yong)了(le)。


最近(jin),電(dian)爐(lu)及脫氣設(she)(she)備(bei)已(yi)由(you)專業(ye)廠生產制造(zao)。電(dian)爐(lu)從(cong)(cong)30~60噸容(rong)量開(kai)始(shi)向生產150噸容(rong)量的(de)大(da)型(xing)化(hua)邁進(jin)。還有,作為一項(xiang)技(ji)術開(kai)發,確立了(le)先使(shi)用高爐(lu)的(de)熔(rong)(rong)化(hua)鋼(gang)水,然后在轉爐(lu)上加入鐵(tie)合金以及不銹鋼(gang)廢材料(liao)進(jin)行熔(rong)(rong)化(hua)的(de)方法。新日(ri)鐵(tie)住友金屬不銹鋼(gang)公司和JFE鋼(gang)鐵(tie)公司,在生產馬氏(shi)體系(xi)列(lie)和鐵(tie)素體系(xi)列(lie)不銹鋼(gang)中,使(shi)用高爐(lu)熔(rong)(rong)化(hua)鋼(gang)水,然后再(zai)運用轉爐(lu)、脫氣設(she)(she)備(bei)精煉制造(zao)。奧氏(shi)體系(xi)列(lie)不銹鋼(gang),因鎳的(de)熔(rong)(rong)化(hua)比較難(nan),從(cong)(cong)技(ji)術上講(jiang)是可(ke)能的(de),但電(dian)爐(lu)的(de)效率(lv)太低,所(suo)以不用電(dian)爐(lu)。


JFE鋼鐵公司,在(zai)鉻(ge)原材料使用方面,確(que)定了革新(xin)的(de)(de)鉻(ge)礦石(shi)熔(rong)(rong)化還原技術(shu)。使用STAR爐(lu)(lu)(Stainless Advanced Reactor)及(ji)熔(rong)(rong)融還原爐(lu)(lu)(SR-KCB爐(lu)(lu))將鉻(ge)礦石(shi)和不銹鋼料頭、廢(fei)屑熔(rong)(rong)融還原,再(zai)用脫碳(tan)爐(lu)(lu)(DC-KCB爐(lu)(lu))和VOD進行脫碳(tan)、脫氣處理,這是一(yi)種(zhong)理想(xiang)的(de)(de)方法。熔(rong)(rong)融還原爐(lu)(lu)(SR-KCB爐(lu)(lu))從熔(rong)(rong)化開始就將粉末(mo)狀(zhuang)的(de)(de)鉻(ge)礦石(shi)直接添加(jia)進去,因為粉末(mo)狀(zhuang)的(de)(de)鉻(ge)礦石(shi)能夠廉價購人,因此,在(zai)熔(rong)(rong)煉工藝上,它具(ju)有(you)成(cheng)本競爭力。


脫碳、脫氣處(chu)理后(hou)(hou)(hou)的(de)(de)(de)(de)熔(rong)鋼(gang)(gang)(不銹(xiu)鋼(gang)(gang)水(shui)),由(you)(you)(you)鋼(gang)(gang)水(shui)包送往(wang)連(lian)續(xu)(xu)鑄(zhu)(zhu)造(zao)設備上(shang)。連(lian)續(xu)(xu)鑄(zhu)(zhu)造(zao)設備的(de)(de)(de)(de)概念圖如圖5-3所(suo)示。連(lian)續(xu)(xu)鑄(zhu)(zhu)造(zao)設備的(de)(de)(de)(de)最上(shang)部(bu)分設置鋼(gang)(gang)水(shui)包,在其下(xia)部(bu)設有澆口可以開閉。鋼(gang)(gang)水(shui)經過純化(hua)包(純化(hua)包的(de)(de)(de)(de)功能是使鋼(gang)(gang)水(shui)中的(de)(de)(de)(de)夾(jia)雜物飄浮在鋼(gang)(gang)水(shui)的(de)(de)(de)(de)表面上(shang)),然(ran)后(hou)(hou)(hou)通過鋼(gang)(gang)水(shui)澆口注入鑄(zhu)(zhu)模,進行(xing)第1次冷(leng)卻。再往(wang)下(xia)通過噴水(shui)降溫器(qi)和游動輥(gun),在2次冷(leng)卻區進行(xing)凝固(gu)。凝固(gu)后(hou)(hou)(hou)的(de)(de)(de)(de)鑄(zhu)(zhu)塊由(you)(you)(you)夾(jia)送輥(gun)送往(wang)下(xia)部(bu)。按預定長度用氣割(ge)(乙炔(gui))切斷(duan)后(hou)(hou)(hou),由(you)(you)(you)搬運(yun)裝置將其運(yun)往(wang)儲存處(chu)。從鋼(gang)(gang)水(shui)包澆口流出到形(xing)成表面凝固(gu)的(de)(de)(de)(de)鋼(gang)(gang)坯之間(jian),熔(rong)融(rong)鋼(gang)(gang)水(shui)如果與空(kong)(kong)氣接(jie)觸,就會形(xing)成氧化(hua)的(de)(de)(de)(de)夾(jia)雜物缺陷,所(suo)以必須設法使其不受空(kong)(kong)氣氧化(hua)。為此采(cai)取(qu)在純化(hua)包內使用氬(Ar)進行(xing)置換,并在鑄(zhu)(zhu)模內的(de)(de)(de)(de)熔(rong)鋼(gang)(gang)上(shang)面覆蓋粉末狀(zhuang)的(de)(de)(de)(de)熔(rong)融(rong)性(xing)耐火粉末等措施(shi),實現無氧化(hua)鑄(zhu)(zhu)造(zao)技(ji)術進行(xing)生產。



圖 3.jpg


 連續鑄造設(she)備(bei)的形式有垂直型(xing)、彎曲(qu)型(xing)和水(shui)(shui)平型(xing)。其高(gao)度不要超過廠房高(gao)度。最(zui)近多(duo)數采取(qu)彎曲(qu)型(xing)。水(shui)(shui)平型(xing)則生產(chan)鋼坯為矩形截面(mian)的產(chan)品,現已(yi)經設(she)備(bei)化并組成(cheng)生產(chan)流水(shui)(shui)線,見圖5-4。


圖 4.jpg


 在(zai)(zai)(zai)連續(xu)鑄造(zao)設備(bei)(bei)中,熔融鋼(gang)(gang)水隨(sui)冷卻(que)而凝固,形成的(de)(de)鑄造(zao)扁(bian)形塊一般的(de)(de)稱為(wei)板(ban)(ban)坯(pi)、方(fang)坯(pi)或鑄錠,其形狀(zhuang)應盡量地做到(dao)接近于下(xia)一道工(gong)序所需要的(de)(de)形狀(zhuang)(near next shape)。在(zai)(zai)(zai)連續(xu)鑄造(zao)設備(bei)(bei)開(kai)發之前,是在(zai)(zai)(zai)所謂的(de)(de)鑄模內從上部或下(xia)部流進(jin)(jin)的(de)(de)鋼(gang)(gang)水,使其凝固,做成鋼(gang)(gang)錠。然后在(zai)(zai)(zai)開(kai)坯(pi)軋(ya)制(zhi)工(gong)藝過程中,進(jin)(jin)行再加熱、軋(ya)制(zhi),制(zhi)成板(ban)(ban)坯(pi)、方(fang)坯(pi)或扁(bian)鋼(gang)(gang)坯(pi)。


 連續(xu)鑄造(zao),在鋼鐵(tie)企業中是工(gong)藝(yi)革新的大飛躍(yue)。連續(xu)鑄造(zao)化最早開始(shi)生(sheng)產的品(pin)種就是不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼,因為奧氏體系(xi)列不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼具有穩定(ding)的結晶組織(凝固(gu)及冷卻(que)時(shi),即使澆上水也不(bu)會產生(sheng)裂紋(wen),而鐵(tie)素體系(xi)列不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼如(ru)果不(bu)注意均勻冷卻(que),就會產生(sheng)裂紋(wen))。


 對半成品的(de)板坯(pi)、方坯(pi)或扁(bian)坯(pi)鋼,要使用修(xiu)理(li)用手動砂輪機將表面上的(de)缺陷等清除(chu)干凈。接下來,板坯(pi)要送到厚板熱軋(ya)(ya)(ya)(ya)、冷軋(ya)(ya)(ya)(ya)產品部(bu)(bu);方坯(pi)要送到型鋼軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)產品部(bu)(bu),而扁(bian)鋼坯(pi)要送去軋(ya)(ya)(ya)(ya)制(zhi)圓鋼、線(xian)材或鋼管產品。由(you)于(yu)連續鑄造的(de)生產技術(shu)、質量管理(li)嚴格化,在(zai)一部(bu)(bu)分鋼種生產上,有可能實現(xian)鑄鋼帶坯(pi)的(de)無(wu)修(xiu)理(li)化。


圖 5.jpg



 近(jin)年來(lai),夢(meng)想的(de)生(sheng)產(chan)(chan)工藝(yi)流(liu)程,即從熔融的(de)鋼(gang)水依靠薄材連(lian)續鑄(zhu)造(zao)技術直接生(sheng)產(chan)(chan)出卷材(這樣就有可能省掉熱軋工藝(yi)流(liu)程)。新日本制鐵(tie)公(gong)司(si)(si)的(de)光制鐵(tie)所已經設備化,進行(xing)專門的(de)固定生(sheng)產(chan)(chan)了(le)。后來(lai),因為(wei)日本鋼(gang)鐵(tie)行(xing)業(ye)進行(xing)重組,成立(li)了(le)新日鐵(tie)住金不(bu)銹(xiu)鋼(gang)公(gong)司(si)(si),由于償還設備投資的(de)經濟負擔過大而(er)停(ting)業(ye)。將熔融的(de)鋼(gang)水經過雙(shuang)擠壓輥表面凝固制成鑄(zhu)鋼(gang)帶(dai),捲(juan)成厚度(du)為(wei)3mm左右的(de)鋼(gang)卷,是生(sheng)產(chan)(chan)奧氏(shi)體系列穩定的(de)金相組織不(bu)銹(xiu)鋼(gang)最適當的(de)生(sheng)產(chan)(chan)工藝(yi)流(liu)程。期望將來(lai)能夠繼(ji)續生(sheng)產(chan)(chan)下去。所謂的(de)理想生(sheng)產(chan)(chan)工藝(yi)流(liu)程概略圖如圖5-5所示。