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(xu)鑄造(zao)-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



  使用電爐所熔化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不銹鋼,因為含(han)(han)碳量高,所以,要(yao)(yao)(yao)使用AOD(Argon Oxygen Decar burization),VOD(Vacuum Oxygen Decarburi-ation)或者 RH(Reinstahl Hitter werk& Heraus)等所謂的(de)(de)(de)(de)(de)(de)脫氣設備(bei)(亦稱爐外精(jing)煉爐)進行脫碳、脫氣處理。同時還要(yao)(yao)(yao)按標(biao)準的(de)(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)(yao)(yao)求,調整(zheng)其化(hua)(hua)學(xue)成分(fen)(fen)。AOD、VOD的(de)(de)(de)(de)(de)(de)概(gai)念圖如圖5-2所示(shi)。因為不銹鋼是含(han)(han)有鉻的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋼,向爐內(nei)吹(chui)入氧進行脫碳時,為了同時提取(qu)出(chu)形(xing)成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鉻的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)物(wu),需要(yao)(yao)(yao)降低爐內(nei)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一氧化(hua)(hua)碳分(fen)(fen)壓。


圖 2.jpg


 

 在(zai)(zai)脫(tuo)(tuo)(tuo)氣(qi)(qi)(qi)(qi)設(she)備(bei)AOD,是(shi)使用(yong)(yong)氬(Ar)進(jin)行(xing)稀(xi)釋而(er)降低分壓(ya),使用(yong)(yong)氧氣(qi)(qi)(qi)(qi)脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)(tan)。對奧氏體(ti)系(xi)列(lie)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)一(yi)直(zhi)是(shi)使用(yong)(yong)這種高(gao)效率脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)(tan)、脫(tuo)(tuo)(tuo)氣(qi)(qi)(qi)(qi)處理(li)工(gong)(gong)藝。最近(jin),在(zai)(zai)真(zhen)空(kong)狀態(tai)下進(jin)行(xing)處理(li)的(de)(de)真(zhen)空(kong)AOD也(ye)設(she)備(bei)化了(le)。另外,VOD或RH都是(shi)以(yi)真(zhen)空(kong)方(fang)式進(jin)行(xing)脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)(tan)、脫(tuo)(tuo)(tuo)氣(qi)(qi)(qi)(qi)處理(li)的(de)(de)設(she)備(bei),它(ta)們適合于生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)鐵(tie)素體(ti)系(xi)列(lie)中(zhong)的(de)(de)超(chao)(chao)低碳(tan)(tan)(tan)和超(chao)(chao)低氮(dan)的(de)(de)鋼(gang)種。專業(ye)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)日(ri)(ri)本冶金工(gong)(gong)業(ye)公司(si)(si)(si)和日(ri)(ri)本金屬工(gong)(gong)業(ye)公司(si)(si)(si),一(yi)直(zhi)以(yi)電(dian)爐(lu)(lu)(lu)-AOD為主,特(te)殊(shu)鋼(gang)種則使用(yong)(yong)VOD對鋼(gang)進(jin)行(xing)熔化。有高(gao)爐(lu)(lu)(lu)設(she)備(bei)的(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)廠參(can)與(yu)了(le)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)初期,使用(yong)(yong)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)普通鋼(gang)的(de)(de)基(ji)本生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)工(gong)(gong)藝流程,靈活地運用(yong)(yong)高(gao)爐(lu)(lu)(lu)-轉爐(lu)(lu)(lu)-脫(tuo)(tuo)(tuo)氣(qi)(qi)(qi)(qi)設(she)備(bei),繼而(er)在(zai)(zai)電(dian)爐(lu)(lu)(lu)進(jin)行(xing)熔化后,在(zai)(zai)轉爐(lu)(lu)(lu)-VOD或者在(zai)(zai)所謂RH的(de)(de)工(gong)(gong)藝中(zhong),進(jin)行(xing)預備(bei)脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)(tan)-脫(tuo)(tuo)(tuo)碳(tan)(tan)(tan)、脫(tuo)(tuo)(tuo)氣(qi)(qi)(qi)(qi)處理(li)。日(ri)(ri)本制鋼(gang)公司(si)(si)(si)的(de)(de)周(zhou)南制造所,到現在(zai)(zai)還是(shi)以(yi)電(dian)爐(lu)(lu)(lu)-轉爐(lu)(lu)(lu)-VOD生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)熔鋼(gang)。RH是(shi)新日(ri)(ri)本制鐵(tie)公司(si)(si)(si)室蘭(lan)制鐵(tie)所在(zai)(zai)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)不(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)時所使用(yong)(yong)的(de)(de),現在(zai)(zai)已經(jing)不(bu)用(yong)(yong)了(le)。


最(zui)近,電(dian)爐(lu)(lu)及脫氣設(she)備已(yi)由(you)專業(ye)廠生產制(zhi)造。電(dian)爐(lu)(lu)從(cong)30~60噸容量(liang)開始向生產150噸容量(liang)的(de)大型化邁進。還(huan)有,作為一項技(ji)(ji)術開發,確立(li)了先使用(yong)(yong)高爐(lu)(lu)的(de)熔化鋼(gang)水,然(ran)后(hou)在(zai)(zai)轉爐(lu)(lu)上加入鐵合(he)金以(yi)及不(bu)銹鋼(gang)廢(fei)材料進行熔化的(de)方(fang)法。新日(ri)鐵住友金屬不(bu)銹鋼(gang)公(gong)司(si)和JFE鋼(gang)鐵公(gong)司(si),在(zai)(zai)生產馬氏體(ti)(ti)系(xi)列和鐵素體(ti)(ti)系(xi)列不(bu)銹鋼(gang)中(zhong),使用(yong)(yong)高爐(lu)(lu)熔化鋼(gang)水,然(ran)后(hou)再運用(yong)(yong)轉爐(lu)(lu)、脫氣設(she)備精煉(lian)制(zhi)造。奧(ao)氏體(ti)(ti)系(xi)列不(bu)銹鋼(gang),因(yin)鎳的(de)熔化比較難,從(cong)技(ji)(ji)術上講是可能的(de),但電(dian)爐(lu)(lu)的(de)效率太(tai)低,所以(yi)不(bu)用(yong)(yong)電(dian)爐(lu)(lu)。


JFE鋼鐵公司(si),在鉻(ge)原(yuan)(yuan)材料(liao)使(shi)用方面,確(que)定了革新的(de)鉻(ge)礦(kuang)石熔(rong)化還(huan)(huan)原(yuan)(yuan)技術(shu)。使(shi)用STAR爐(Stainless Advanced Reactor)及熔(rong)融(rong)還(huan)(huan)原(yuan)(yuan)爐(SR-KCB爐)將鉻(ge)礦(kuang)石和(he)不(bu)銹(xiu)鋼料(liao)頭、廢(fei)屑熔(rong)融(rong)還(huan)(huan)原(yuan)(yuan),再用脫(tuo)碳(tan)爐(DC-KCB爐)和(he)VOD進(jin)行脫(tuo)碳(tan)、脫(tuo)氣處理(li),這是一種理(li)想的(de)方法。熔(rong)融(rong)還(huan)(huan)原(yuan)(yuan)爐(SR-KCB爐)從熔(rong)化開始(shi)就將粉末狀的(de)鉻(ge)礦(kuang)石直(zhi)接(jie)添(tian)加進(jin)去,因為(wei)粉末狀的(de)鉻(ge)礦(kuang)石能夠廉價(jia)購(gou)人(ren),因此,在熔(rong)煉工藝上,它具有成(cheng)本競爭力。


脫碳、脫氣(qi)處(chu)理后(hou)的(de)熔(rong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)),由鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)包送(song)往連(lian)續鑄(zhu)造設備上(shang)(shang)。連(lian)續鑄(zhu)造設備的(de)概念圖(tu)如(ru)圖(tu)5-3所示。連(lian)續鑄(zhu)造設備的(de)最上(shang)(shang)部(bu)分(fen)設置(zhi)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)包,在(zai)其下部(bu)設有澆口(kou)可以開閉。鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)經過純(chun)化(hua)(hua)包(純(chun)化(hua)(hua)包的(de)功能是使鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)中的(de)夾(jia)(jia)雜物(wu)飄浮在(zai)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)的(de)表面(mian)(mian)上(shang)(shang)),然后(hou)通(tong)過鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)澆口(kou)注入鑄(zhu)模,進(jin)行(xing)(xing)第1次冷卻。再(zai)往下通(tong)過噴水(shui)(shui)降溫器和游動(dong)輥,在(zai)2次冷卻區進(jin)行(xing)(xing)凝(ning)固。凝(ning)固后(hou)的(de)鑄(zhu)塊由夾(jia)(jia)送(song)輥送(song)往下部(bu)。按預定長度用氣(qi)割(乙炔)切斷后(hou),由搬運(yun)裝置(zhi)將其運(yun)往儲存處(chu)。從鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)包澆口(kou)流(liu)出到形成表面(mian)(mian)凝(ning)固的(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)坯之(zhi)間,熔(rong)融鋼(gang)(gang)(gang)(gang)水(shui)(shui)如(ru)果(guo)與(yu)空(kong)氣(qi)接觸,就會形成氧(yang)化(hua)(hua)的(de)夾(jia)(jia)雜物(wu)缺陷,所以必須(xu)設法使其不(bu)受空(kong)氣(qi)氧(yang)化(hua)(hua)。為此采取在(zai)純(chun)化(hua)(hua)包內(nei)使用氬(Ar)進(jin)行(xing)(xing)置(zhi)換,并在(zai)鑄(zhu)模內(nei)的(de)熔(rong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)上(shang)(shang)面(mian)(mian)覆蓋粉末狀的(de)熔(rong)融性耐火粉末等措施,實現無氧(yang)化(hua)(hua)鑄(zhu)造技(ji)術(shu)進(jin)行(xing)(xing)生產(chan)。



圖 3.jpg


 連續鑄造設備的(de)形(xing)式有(you)垂直型、彎曲(qu)型和(he)水平型。其高度不要超過廠房高度。最近(jin)多數采取彎曲(qu)型。水平型則生產(chan)(chan)鋼(gang)坯為矩(ju)形(xing)截面的(de)產(chan)(chan)品,現已經設備化并組成生產(chan)(chan)流(liu)水線,見(jian)圖5-4。


圖 4.jpg


 在(zai)連續鑄造設備中(zhong),熔融鋼(gang)(gang)水隨冷(leng)卻而(er)凝(ning)固,形(xing)(xing)成(cheng)的鑄造扁(bian)(bian)形(xing)(xing)塊(kuai)一般(ban)的稱(cheng)為(wei)板坯(pi)(pi)(pi)、方坯(pi)(pi)(pi)或(huo)鑄錠,其形(xing)(xing)狀(zhuang)應(ying)盡量地做(zuo)到接近于(yu)下(xia)一道工序所需要的形(xing)(xing)狀(zhuang)(near next shape)。在(zai)連續鑄造設備開(kai)發之前,是在(zai)所謂的鑄模內從上(shang)部或(huo)下(xia)部流(liu)進的鋼(gang)(gang)水,使其凝(ning)固,做(zuo)成(cheng)鋼(gang)(gang)錠。然(ran)后在(zai)開(kai)坯(pi)(pi)(pi)軋(ya)制(zhi)工藝過程中(zhong),進行再加熱(re)、軋(ya)制(zhi),制(zhi)成(cheng)板坯(pi)(pi)(pi)、方坯(pi)(pi)(pi)或(huo)扁(bian)(bian)鋼(gang)(gang)坯(pi)(pi)(pi)。


 連續鑄造,在鋼(gang)(gang)鐵(tie)企業中是(shi)工藝革新的(de)大飛(fei)躍。連續鑄造化最早開始生(sheng)產的(de)品種就是(shi)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang),因為奧氏(shi)體系列不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)具有穩(wen)定的(de)結晶組織(凝固及冷卻時,即(ji)使(shi)澆上(shang)水也不(bu)會產生(sheng)裂紋,而鐵(tie)素(su)體系列不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)如果(guo)不(bu)注意均(jun)勻冷卻,就會產生(sheng)裂紋)。


 對半(ban)成品的板坯(pi)(pi)、方坯(pi)(pi)或扁坯(pi)(pi)鋼(gang),要使用(yong)修(xiu)理(li)(li)用(yong)手動砂輪(lun)機將表面上(shang)的缺(que)陷等清(qing)除干凈。接下(xia)來,板坯(pi)(pi)要送(song)(song)到厚(hou)板熱(re)軋、冷軋產品部(bu);方坯(pi)(pi)要送(song)(song)到型鋼(gang)軋制產品部(bu),而扁鋼(gang)坯(pi)(pi)要送(song)(song)去軋制圓鋼(gang)、線(xian)材或鋼(gang)管(guan)產品。由于連續鑄(zhu)造的生(sheng)產技(ji)術、質(zhi)量管(guan)理(li)(li)嚴格(ge)化,在一(yi)部(bu)分鋼(gang)種生(sheng)產上(shang),有可能實現鑄(zhu)鋼(gang)帶坯(pi)(pi)的無(wu)修(xiu)理(li)(li)化。


圖 5.jpg



 近年來,夢想(xiang)(xiang)的(de)(de)生(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)連續鑄造(zao)技術直接(jie)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)出(chu)卷材(cai)(這(zhe)樣就(jiu)有可能省(sheng)掉熱軋工藝(yi)流程(cheng)(cheng))。新(xin)日(ri)本制(zhi)鐵公司(si)(si)的(de)(de)光(guang)制(zhi)鐵所已(yi)經(jing)設備化,進行專門的(de)(de)固(gu)定(ding)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)了。后來,因(yin)為日(ri)本鋼鐵行業進行重組,成(cheng)立了新(xin)日(ri)鐵住(zhu)金不(bu)銹鋼公司(si)(si),由于償還設備投(tou)資的(de)(de)經(jing)濟負擔過大而(er)停(ting)業。將(jiang)熔融的(de)(de)鋼水經(jing)過雙擠壓輥表面凝固(gu)制(zhi)成(cheng)鑄鋼帶,捲成(cheng)厚度為3mm左(zuo)右的(de)(de)鋼卷,是生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)奧氏體系(xi)列穩定(ding)的(de)(de)金相組織不(bu)銹鋼最適當的(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)工藝(yi)流程(cheng)(cheng)。期望將(jiang)來能夠(gou)繼(ji)續生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)下(xia)去。所謂的(de)(de)理想(xiang)(xiang)生(sheng)(sheng)產(chan)(chan)工藝(yi)流程(cheng)(cheng)概略圖(tu)如圖(tu)5-5所示。