不銹鋼的生產大體上可分為冶煉(煉鋼和澆鑄)和加工(開坯、熱軋、冷軋、制管、拔絲等)兩個階段。煉鋼和澆鑄是不銹鋼(gang)生產流程中的關鍵工序,它不僅決定所生產鋼種的化學成分,而且對保證產品質量、降低生產成本、提高生產效率具有重要作用。由于不銹鋼的特性和對產品質量的特殊要求,使得前部工序的煉鋼和澆鑄工藝和熱軋、冷軋、熱處理等后部工序具有不同于普通鋼的特點,有一套獨特的工藝制度,相應地也采用了許多新的工藝和設備。不銹鋼的冶煉和加工工藝與普通鋼相比有了飛速發展。
不銹(xiu)鋼(gang)冶煉工藝的特點主要可以概括為以下幾點:
1. 嚴格控制冶煉(lian)化學成(cheng)分
為滿(man)足不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)防銹(xiu)、耐酸等(deng)多種用(yong)途的(de)(de)要求,設計出的(de)(de)大量的(de)(de)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)鋼(gang)(gang)(gang)種各有不同的(de)(de)化學成(cheng)分,除(chu)含有常(chang)規的(de)(de)碳、硅、錳(meng)、磷、硫(liu)外,還有鉻、鎳、鉬(mu)、鈮、銅、鈦、鋁、氮等(deng)多種元素(su)。不銹(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)冶(ye)煉要求嚴格控制化學成(cheng)分,使(shi)之(zhi)符合產品標準(zhun),這不僅直接(jie)影響產品的(de)(de)使(shi)用(yong)性能(neng),而且也(ye)影響后部工序中的(de)(de)軋制加工性能(neng)和產品的(de)(de)表面(mian)質(zhi)量。
2. 妥善解決“降碳”和(he)“保鉻”的矛盾(dun)
為(wei)防止在大氣(qi)中產(chan)生腐蝕,一(yi)般情況下不銹鋼中含(han)鉻(ge)(ge)量大約在12%以上(shang),而(er)進一(yi)步(bu)提(ti)高耐蝕性能,鋼中還需加入更多的(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)和一(yi)定量的(de)(de)(de)(de)鎳、鉬(mu)、鈦等合金元素,以適(shi)應更加苛刻的(de)(de)(de)(de)使用環(huan)境。準確(que)控制鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)含(han)量和提(ti)高鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)回收是冶(ye)煉(lian)的(de)(de)(de)(de)一(yi)個重要(yao)技術指標。而(er)碳又是對不銹鋼耐蝕性能有(you)不良影響的(de)(de)(de)(de)主要(yao)元素之一(yi),脫碳是銹鋼冶(ye)煉(lian)中必(bi)須完(wan)成的(de)(de)(de)(de)另一(yi)個重要(yao)任務。因此,既要(yao)含(han)有(you)大量的(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)又要(yao)盡量低的(de)(de)(de)(de)碳含(han)量以改善(shan)其耐蝕性能,但在正常冶(ye)煉(lian)溫度(du)下,要(yao)把碳降(jiang)至0.03%以下,則平衡(heng)的(de)(de)(de)(de)鉻(ge)(ge)只能保持(chi)在4%左(zuo)右(you),而(er)提(ti)高冶(ye)煉(lian)溫度(du)雖能適(shi)當(dang)提(ti)高鉻(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)平衡(heng)含(han)量,但耐火材料卻難以承受。
為此,采用在真空下精煉或向鋼液中吹氬、氮等惰性氣體以稀釋爐氣中的一氧化碳等方法,從而達到降碳保鉻的目的。20世紀60年代開發了VOD精煉不銹(xiu)鋼、AOD精煉不銹鋼(gang)等爐外精煉新技術,開辟了不銹鋼冶煉的新紀元。
3. 降低煉(lian)鋼成本是不銹(xiu)鋼生產工藝水(shui)平的一個(ge)重要(yao)標志
不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)冶煉(lian)中(zhong)要使用大(da)量昂貴的(de)合(he)金(jin)料(liao),加(jia)之不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)煉(lian)鋼(gang)(gang)澆注(zhu)工(gong)藝(yi)又比較復雜,煉(lian)鋼(gang)(gang)成本(ben)在總的(de)生產(chan)成本(ben)中(zhong)占有(you)相當(dang)大(da)的(de)比例,因而改進(jin)工(gong)藝(yi),降低(di)煉(lian)鋼(gang)(gang)成本(ben)具有(you)重要意(yi)義。例如,改進(jin)原(yuan)料(liao)配比,選用廉(lian)價合(he)金(jin),采用返(fan)回(hui)法冶煉(lian),節約合(he)金(jin)料(liao);采用連鑄技術以降低(di)消(xiao)耗、提高收得率;提高爐齡、降低(di)耐火材料(liao)消(xiao)耗等等。
4. 保證(zheng)表面質量是不銹鋼生產中的一項重要(yao)任務
不(bu)銹(xiu)鋼產品對表面質量的要求很嚴格,因此,在不銹鋼生產中自始至終要把保證表面質量放在重要位置,而采取許多特殊的工藝措施。例如煉鋼中嚴格控制冶煉化學成分,澆注時采用無氧保護澆鑄,對錠、坯表面缺陷的修磨等。