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. 連續(xu)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(bu)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(lu)(lu)(lu)所(suo)熔化(hua)(hua)的(de)(de)不銹(xiu)鋼(gang),因為含碳量高(gao),所(suo)以,要(yao)(yao)使用(yong)AOD(Argon Oxygen Decar burization),VOD(Vacuum Oxygen Decarburi-ation)或(huo)者 RH(Reinstahl Hitter werk& Heraus)等(deng)所(suo)謂的(de)(de)脫氣設備(亦稱爐(lu)(lu)(lu)外精煉爐(lu)(lu)(lu))進行脫碳、脫氣處(chu)理(li)。同時還要(yao)(yao)按標準的(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu),調(diao)整其化(hua)(hua)學成(cheng)分。AOD、VOD的(de)(de)概(gai)念圖(tu)如圖(tu)5-2所(suo)示(shi)。因為不銹(xiu)鋼(gang)是含有鉻的(de)(de)鋼(gang),向爐(lu)(lu)(lu)內吹入氧進行脫碳時,為了同時提取出形(xing)成(cheng)的(de)(de)鉻的(de)(de)氧化(hua)(hua)物,需要(yao)(yao)降低爐(lu)(lu)(lu)內的(de)(de)一(yi)氧化(hua)(hua)碳分壓。


圖 2.jpg


 

 在脫(tuo)(tuo)氣設備(bei)(bei)AOD,是使(shi)用(yong)(yong)氬(Ar)進(jin)行稀釋而(er)降低(di)分壓,使(shi)用(yong)(yong)氧氣脫(tuo)(tuo)碳(tan)。對奧氏體系列(lie)不銹鋼(gang)一直(zhi)是使(shi)用(yong)(yong)這種高(gao)效(xiao)率脫(tuo)(tuo)碳(tan)、脫(tuo)(tuo)氣處理工藝。最近,在真(zhen)空狀(zhuang)態下進(jin)行處理的(de)(de)(de)真(zhen)空AOD也(ye)設備(bei)(bei)化了。另外,VOD或RH都是以真(zhen)空方式進(jin)行脫(tuo)(tuo)碳(tan)、脫(tuo)(tuo)氣處理的(de)(de)(de)設備(bei)(bei),它(ta)們適(shi)合于生(sheng)(sheng)產(chan)鐵(tie)素體系列(lie)中的(de)(de)(de)超低(di)碳(tan)和超低(di)氮的(de)(de)(de)鋼(gang)種。專業(ye)生(sheng)(sheng)產(chan)不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)日(ri)(ri)本(ben)冶金工業(ye)公(gong)(gong)司(si)和日(ri)(ri)本(ben)金屬工業(ye)公(gong)(gong)司(si),一直(zhi)以電(dian)爐(lu)-AOD為主(zhu),特(te)殊鋼(gang)種則使(shi)用(yong)(yong)VOD對鋼(gang)進(jin)行熔(rong)(rong)化。有高(gao)爐(lu)設備(bei)(bei)的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)廠參(can)與了生(sheng)(sheng)產(chan)不銹鋼(gang)的(de)(de)(de)初(chu)期,使(shi)用(yong)(yong)生(sheng)(sheng)產(chan)普(pu)通(tong)鋼(gang)的(de)(de)(de)基本(ben)生(sheng)(sheng)產(chan)工藝流程,靈活(huo)地運用(yong)(yong)高(gao)爐(lu)-轉爐(lu)-脫(tuo)(tuo)氣設備(bei)(bei),繼(ji)而(er)在電(dian)爐(lu)進(jin)行熔(rong)(rong)化后,在轉爐(lu)-VOD或者(zhe)在所謂RH的(de)(de)(de)工藝中,進(jin)行預備(bei)(bei)脫(tuo)(tuo)碳(tan)-脫(tuo)(tuo)碳(tan)、脫(tuo)(tuo)氣處理。日(ri)(ri)本(ben)制(zhi)(zhi)鋼(gang)公(gong)(gong)司(si)的(de)(de)(de)周南(nan)制(zhi)(zhi)造所,到現在還(huan)是以電(dian)爐(lu)-轉爐(lu)-VOD生(sheng)(sheng)產(chan)熔(rong)(rong)鋼(gang)。RH是新日(ri)(ri)本(ben)制(zhi)(zhi)鐵(tie)公(gong)(gong)司(si)室蘭(lan)制(zhi)(zhi)鐵(tie)所在生(sheng)(sheng)產(chan)不銹鋼(gang)時所使(shi)用(yong)(yong)的(de)(de)(de),現在已經不用(yong)(yong)了。


最(zui)近(jin),電(dian)爐及脫氣設備已由專業廠生(sheng)(sheng)產制(zhi)造。電(dian)爐從(cong)30~60噸(dun)容(rong)量(liang)開(kai)始(shi)向生(sheng)(sheng)產150噸(dun)容(rong)量(liang)的大型(xing)化(hua)(hua)(hua)邁進(jin)。還有,作(zuo)為(wei)一(yi)項技(ji)術開(kai)發(fa),確立了先使用(yong)(yong)高爐的熔化(hua)(hua)(hua)鋼水(shui),然后(hou)在轉(zhuan)爐上(shang)加入鐵合金以及不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼廢材料進(jin)行熔化(hua)(hua)(hua)的方法(fa)。新日鐵住友(you)金屬不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼公司和JFE鋼鐵公司,在生(sheng)(sheng)產馬(ma)氏(shi)體(ti)(ti)系(xi)列(lie)(lie)和鐵素體(ti)(ti)系(xi)列(lie)(lie)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼中,使用(yong)(yong)高爐熔化(hua)(hua)(hua)鋼水(shui),然后(hou)再運用(yong)(yong)轉(zhuan)爐、脫氣設備精(jing)煉制(zhi)造。奧氏(shi)體(ti)(ti)系(xi)列(lie)(lie)不(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)鋼,因鎳的熔化(hua)(hua)(hua)比較(jiao)難,從(cong)技(ji)術上(shang)講是可能(neng)的,但(dan)電(dian)爐的效率(lv)太(tai)低,所以不(bu)(bu)用(yong)(yong)電(dian)爐。


JFE鋼(gang)(gang)鐵公司(si),在鉻(ge)原(yuan)(yuan)材料使用方面,確定(ding)了革(ge)新的鉻(ge)礦石(shi)熔(rong)(rong)化(hua)還原(yuan)(yuan)技術。使用STAR爐(lu)(lu)(Stainless Advanced Reactor)及熔(rong)(rong)融還原(yuan)(yuan)爐(lu)(lu)(SR-KCB爐(lu)(lu))將鉻(ge)礦石(shi)和不銹鋼(gang)(gang)料頭、廢屑熔(rong)(rong)融還原(yuan)(yuan),再用脫碳(tan)爐(lu)(lu)(DC-KCB爐(lu)(lu))和VOD進行脫碳(tan)、脫氣(qi)處(chu)理,這是一種(zhong)理想(xiang)的方法。熔(rong)(rong)融還原(yuan)(yuan)爐(lu)(lu)(SR-KCB爐(lu)(lu))從熔(rong)(rong)化(hua)開始就將粉(fen)末狀(zhuang)的鉻(ge)礦石(shi)直接添加進去(qu),因為粉(fen)末狀(zhuang)的鉻(ge)礦石(shi)能夠廉(lian)價購人,因此,在熔(rong)(rong)煉(lian)工藝上(shang),它具有成本競爭力。


脫碳、脫氣處理后(hou)的(de)(de)(de)熔鋼(gang)(不(bu)銹鋼(gang)水(shui)),由(you)(you)鋼(gang)水(shui)包(bao)(bao)送往(wang)連續(xu)鑄造(zao)設備(bei)(bei)上。連續(xu)鑄造(zao)設備(bei)(bei)的(de)(de)(de)概念圖如圖5-3所示(shi)。連續(xu)鑄造(zao)設備(bei)(bei)的(de)(de)(de)最(zui)上部分設置鋼(gang)水(shui)包(bao)(bao),在(zai)其(qi)下(xia)部設有澆(jiao)口(kou)可以開閉。鋼(gang)水(shui)經(jing)過純(chun)化(hua)包(bao)(bao)(純(chun)化(hua)包(bao)(bao)的(de)(de)(de)功能是使(shi)鋼(gang)水(shui)中的(de)(de)(de)夾(jia)雜(za)物(wu)飄浮在(zai)鋼(gang)水(shui)的(de)(de)(de)表面(mian)上),然后(hou)通過鋼(gang)水(shui)澆(jiao)口(kou)注入鑄模,進(jin)(jin)行(xing)(xing)第(di)1次冷卻。再往(wang)下(xia)通過噴水(shui)降(jiang)溫器(qi)和游(you)動輥(gun),在(zai)2次冷卻區進(jin)(jin)行(xing)(xing)凝固(gu)。凝固(gu)后(hou)的(de)(de)(de)鑄塊由(you)(you)夾(jia)送輥(gun)送往(wang)下(xia)部。按(an)預(yu)定(ding)長度用氣割(乙炔)切斷(duan)后(hou),由(you)(you)搬運(yun)裝置將其(qi)運(yun)往(wang)儲存(cun)處。從鋼(gang)水(shui)包(bao)(bao)澆(jiao)口(kou)流(liu)出到形成(cheng)表面(mian)凝固(gu)的(de)(de)(de)鋼(gang)坯之間,熔融鋼(gang)水(shui)如果(guo)與空氣接觸(chu),就會形成(cheng)氧(yang)化(hua)的(de)(de)(de)夾(jia)雜(za)物(wu)缺陷,所以必須設法使(shi)其(qi)不(bu)受(shou)空氣氧(yang)化(hua)。為此采取(qu)在(zai)純(chun)化(hua)包(bao)(bao)內(nei)使(shi)用氬(ya)(Ar)進(jin)(jin)行(xing)(xing)置換(huan),并在(zai)鑄模內(nei)的(de)(de)(de)熔鋼(gang)上面(mian)覆蓋粉末狀的(de)(de)(de)熔融性(xing)耐火粉末等措施,實現無(wu)氧(yang)化(hua)鑄造(zao)技術進(jin)(jin)行(xing)(xing)生(sheng)產。



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 連續鑄造設(she)備(bei)的(de)形式(shi)有垂直(zhi)型、彎(wan)曲型和水平型。其高(gao)度不要(yao)超過廠房高(gao)度。最近多數采取彎(wan)曲型。水平型則生產鋼坯為矩形截面(mian)的(de)產品,現已(yi)經設(she)備(bei)化并組(zu)成生產流(liu)水線(xian),見(jian)圖(tu)5-4。


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 在連(lian)續鑄造(zao)設備中,熔融(rong)鋼水隨冷卻而凝(ning)固,形成(cheng)的(de)(de)(de)鑄造(zao)扁形塊一般(ban)的(de)(de)(de)稱為板坯(pi)(pi)、方坯(pi)(pi)或(huo)鑄錠(ding),其(qi)形狀應盡量(liang)地做(zuo)到接近于下一道工序所需要的(de)(de)(de)形狀(near next shape)。在連(lian)續鑄造(zao)設備開發之前,是在所謂的(de)(de)(de)鑄模(mo)內從(cong)上部或(huo)下部流(liu)進的(de)(de)(de)鋼水,使其(qi)凝(ning)固,做(zuo)成(cheng)鋼錠(ding)。然后在開坯(pi)(pi)軋制工藝過程中,進行再(zai)加(jia)熱(re)、軋制,制成(cheng)板坯(pi)(pi)、方坯(pi)(pi)或(huo)扁鋼坯(pi)(pi)。


 連續鑄造,在(zai)鋼(gang)(gang)鐵企業中是工(gong)藝革新(xin)的(de)大(da)飛躍(yue)。連續鑄造化(hua)最(zui)早開始(shi)生產的(de)品種(zhong)就是不(bu)銹鋼(gang)(gang),因(yin)為奧氏體系(xi)(xi)列不(bu)銹鋼(gang)(gang)具有穩定的(de)結晶(jing)組織(zhi)(凝固及冷卻(que)時,即(ji)使澆(jiao)上(shang)水也不(bu)會(hui)(hui)產生裂紋,而鐵素體系(xi)(xi)列不(bu)銹鋼(gang)(gang)如果不(bu)注意均勻冷卻(que),就會(hui)(hui)產生裂紋)。


 對半(ban)成(cheng)品(pin)的(de)(de)板坯(pi)(pi)、方坯(pi)(pi)或扁坯(pi)(pi)鋼(gang)(gang),要使用修理用手(shou)動(dong)砂輪機將表(biao)面上(shang)的(de)(de)缺(que)陷等清(qing)除干凈。接下(xia)來,板坯(pi)(pi)要送到厚板熱軋、冷軋產品(pin)部(bu);方坯(pi)(pi)要送到型(xing)鋼(gang)(gang)軋制產品(pin)部(bu),而扁鋼(gang)(gang)坯(pi)(pi)要送去軋制圓(yuan)鋼(gang)(gang)、線(xian)材或鋼(gang)(gang)管產品(pin)。由(you)于連續鑄(zhu)造的(de)(de)生(sheng)產技(ji)術、質量(liang)管理嚴格化(hua),在一部(bu)分(fen)鋼(gang)(gang)種生(sheng)產上(shang),有可能(neng)實現鑄(zhu)鋼(gang)(gang)帶坯(pi)(pi)的(de)(de)無修理化(hua)。


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 近年(nian)來,夢(meng)想(xiang)的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)工藝流(liu)程(cheng)(cheng),即(ji)從熔融的(de)鋼(gang)水(shui)依(yi)靠薄材(cai)連續(xu)(xu)鑄造(zao)技術(shu)直接生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)出卷(juan)材(cai)(這樣就(jiu)有可(ke)能省掉熱軋工藝流(liu)程(cheng)(cheng))。新(xin)日本制(zhi)(zhi)鐵(tie)公司的(de)光制(zhi)(zhi)鐵(tie)所已經(jing)設備化,進(jin)行(xing)專門的(de)固(gu)定生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)了。后(hou)來,因為(wei)日本鋼(gang)鐵(tie)行(xing)業進(jin)行(xing)重組(zu),成(cheng)立了新(xin)日鐵(tie)住金不銹鋼(gang)公司,由于(yu)償還設備投資的(de)經(jing)濟(ji)負擔(dan)過大而停業。將(jiang)熔融的(de)鋼(gang)水(shui)經(jing)過雙擠壓輥表面凝固(gu)制(zhi)(zhi)成(cheng)鑄鋼(gang)帶,捲成(cheng)厚(hou)度為(wei)3mm左右的(de)鋼(gang)卷(juan),是生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)奧氏體系列穩(wen)定的(de)金相組(zu)織(zhi)不銹鋼(gang)最(zui)適當的(de)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)工藝流(liu)程(cheng)(cheng)。期(qi)望將(jiang)來能夠(gou)繼續(xu)(xu)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)下去(qu)。所謂的(de)理想(xiang)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)工藝流(liu)程(cheng)(cheng)概略圖(tu)如(ru)圖(tu)5-5所示。