不銹鋼的冶煉及其純度同耐腐蝕等性能有極大關系。早在不銹鋼發展初期,因碳含量高造成的晶間腐蝕問題幾乎阻礙了其發展。不銹鋼冶煉工藝的變革與進步,所起的一個重要作用是降低鋼中碳含量,它既使煉鋼工藝變得容易控制,又使產品成本下降。


1. 電爐冶(ye)煉(lian)


  不銹(xiu)鋼(gang)初(chu)期(qi)生(sheng)(sheng)產(chan),均采(cai)用坩堝(guo)法(fa)。產(chan)量(liang)有(you)限,價格高昂(ang)。30年(nian)代(dai)(dai),如1934年(nian)美國開始建立(li)了以(yi)電(弧)爐(lu)為主(zhu)要生(sheng)(sheng)產(chan)手段的(de)不銹(xiu)鋼(gang)專業小廠。40年(nian)代(dai)(dai)末,在電(弧)爐(lu)上已普遍采(cai)用返回吹(chui)氧法(fa)冶煉工藝生(sheng)(sheng)產(chan)不銹(xiu)鋼(gang)。直(zhi)到(dao)60年(nian)代(dai)(dai)末,它一直(zhi)是生(sheng)(sheng)產(chan)不銹(xiu)鋼(gang)的(de)主(zhu)要方法(fa)。


  我國于1951年開始在重慶特殊鋼廠用電弧爐冶煉不(bu)銹鋼(gang)。1956年在撫順鋼廠開發了返回料吹氧冶煉不銹鋼。這種方法可以利用廢不銹鋼,有利于生產低碳(≤0.08%C)不銹鋼。但是,生產超低碳(≤0.03%C)不銹鋼難度較大,鉻的回收率低,需要使用大量的低碳鉻鐵或金屬鉻,電耗高,效率低。1964年3月,在重慶特殊鋼廠用三聯熱裝法和冷裝氧化法煉出我國第一批超低碳不銹鋼。過去由于冶煉超低碳不銹鋼困難較大,成本高,只能或更多地是冶煉添加鈦、鈮的穩定化不銹鋼(如1Cr18Ni9Ti等),以改善晶間腐蝕性能。


2. 爐外精(jing)煉


  1968年,原聯邦德國(guo)發(fa)(fa)明真空吹氧精(jing)(jing)(jing)煉(lian)(lian)法(fa)(VOD即 Vacuum-Oxygen Decarburization);美國(guo)發(fa)(fa)明并建成世界上第一(yi)座氬氧脫碳(tan)精(jing)(jing)(jing)煉(lian)(lian)爐(lu)(AOD即 Argon-Oxygen Decarburization)。它(ta)把電爐(lu)變(bian)成只(zhi)是熔煉(lian)(lian)的(de)裝置,而將精(jing)(jing)(jing)煉(lian)(lian)轉(zhuan)移到(dao)其它(ta)容(rong)器中進行,故(gu)稱爐(lu)外(wai)精(jing)(jing)(jing)煉(lian)(lian)技(ji)術。這種(zhong)方法(fa)具有一(yi)系列優點,使不(bu)銹鋼(gang)(gang)冶煉(lian)(lian)工(gong)藝取得(de)重大突破。冶煉(lian)(lian)超(chao)低(di)碳(tan)鋼(gang)(gang)變(bian)得(de)容(rong)易(yi),鋼(gang)(gang)的(de)純凈(jing)度提高(典型碳(tan)含量為(wei)0.05%C,最(zui)低(di)值可達(da)0.01~0.02%C)。同時成本大幅度下降。70年代(dai)以來(lai),各種(zhong)爐(lu)外(wai)精(jing)(jing)(jing)煉(lian)(lian)技(ji)術獲得(de)迅速(su)發(fa)(fa)展。尤(you)其是AOD法(fa),已成為(wei)國(guo)外(wai)精(jing)(jing)(jing)煉(lian)(lian)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)主要方法(fa)。美國(guo)95%以上的(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang)均采用(yong)AOD爐(lu)精(jing)(jing)(jing)煉(lian)(lian)。


  我國于(yu)1973年在太原鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)廠開展了(le)氬氧精(jing)煉(lian)(lian)新工藝(yi)的(de)試驗研(yan)(yan)究。1976年5月(yue)我國第一座(zuo)(6噸(dun)(dun))AOD爐(lu)投(tou)產。1983年9月(yue)又投(tou)產一座(zuo)18噸(dun)(dun)AOD爐(lu)。1977年在大連鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)廠研(yan)(yan)制成功VOD爐(lu)外(wai)(wai)精(jing)爐(lu)裝置(zhi)及生產超低碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)的(de)工藝(yi)。此外(wai)(wai),各地先后建成了(le)容(rong)量(liang)不(bu)(bu)(bu)同、功能有(you)(you)(you)別(bie)的(de)二(er)次(ci)精(jing)煉(lian)(lian)爐(lu)。其(qi)中(zhong)包括能進(jin)行(xing)電(dian)弧加(jia)熱(re)、電(dian)磁攪(jiao)拌、吹(chui)氬及成分微調的(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)包爐(lu)(LF),真空(kong)吹(chui)氧精(jing)煉(lian)(lian)爐(lu)(VOD),真空(kong)電(dian)弧加(jia)熱(re)、合金加(jia)料(liao)、吹(chui)氧的(de)真空(kong)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)包爐(lu)(VOD/VHD)等。在撫順鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)廠,利用1979年從西德引(yin)進(jin)的(de)30/60噸(dun)(dun)VOD/VHD爐(lu),于(yu)1982年生產了(le)超低碳(tan)氮(C+N≤0.030%)鐵素體(ti)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)等。目前我國已(yi)有(you)(you)(you)VOD、AOD等爐(lu)外(wai)(wai)精(jing)煉(lian)(lian)爐(lu)25座(zuo)以(yi)(yi)上(容(rong)量(liang)15~150t)。其(qi)中(zhong)以(yi)(yi)冶煉(lian)(lian)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)為主的(de)有(you)(you)(you)15座(zuo)。不(bu)(bu)(bu)僅特殊(shu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)廠,有(you)(you)(you)的(de)機(ji)械廠也(ye)已(yi)采用這種(zhong)裝備。其(qi)它(ta)中(zhong)、小型爐(lu)還有(you)(you)(you)許多座(zuo)。我國生產的(de)低碳(tan)超低碳(tan)不(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)內在質(zhi)量(liang)已(yi)不(bu)(bu)(bu)低于(yu)國外(wai)(wai)同類鋼(gang)(gang)(gang)(gang)(gang)種(zhong)水平。


3. 特種冶煉


  對于(yu)要求更高(gao)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)和(he)(he)特殊性能的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)和(he)(he)耐蝕合(he)金(jin)等(deng)(deng)(deng),則(ze)采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)特種真(zhen)空(kong)(kong)熔(rong)煉和(he)(he)重(zhong)熔(rong)工(gong)(gong)藝(yi)來生產(chan)。其中包(bao)括真(zhen)空(kong)(kong)感(gan)(gan)應(ying)(ying)爐(lu)、真(zhen)空(kong)(kong)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧爐(lu)及電(dian)(dian)(dian)(dian)渣(zha)(zha)重(zhong)熔(rong)、電(dian)(dian)(dian)(dian)子束和(he)(he)等(deng)(deng)(deng)離子爐(lu)等(deng)(deng)(deng)。西方工(gong)(gong)業發達國(guo)(guo)家為(wei)(wei)生產(chan)特別(bie)重(zhong)要用(yong)(yong)(yong)途的(de)(de)(de)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)和(he)(he)合(he)金(jin),增加了(le)感(gan)(gan)應(ying)(ying)爐(lu)等(deng)(deng)(deng)特種熔(rong)煉設備。而且(qie)日益更多地采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)渣(zha)(zha)重(zhong)熔(rong)工(gong)(gong)藝(yi),以提高(gao)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)和(he)(he)成材(cai)(cai)率。我(wo)(wo)(wo)國(guo)(guo)自1958年(nian)(nian)在(zai)(zai)東北等(deng)(deng)(deng)地開始建立特種熔(rong)煉車間以來,至1980年(nian)(nian)在(zai)(zai)上(shang)海建成世界最大(da)的(de)(de)(de)250t電(dian)(dian)(dian)(dian)渣(zha)(zha)爐(lu),曾為(wei)(wei)我(wo)(wo)(wo)國(guo)(guo)尖端工(gong)(gong)業和(he)(he)特種材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)發展作(zuo)出了(le)重(zhong)大(da)貢獻。隨著(zhu)國(guo)(guo)民(min)經濟各部(bu)門(men)對關(guan)鍵(jian)材(cai)(cai)料(liao)和(he)(he)高(gao)質(zhi)(zhi)(zhi)量(liang)(liang)(liang)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)的(de)(de)(de)需求日益增加,這些(xie)方法仍是必(bi)不(bu)可少的(de)(de)(de)重(zhong)要生產(chan)手段。美國(guo)(guo)于(yu)1969年(nian)(nian)采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)真(zhen)空(kong)(kong)感(gan)(gan)應(ying)(ying)爐(lu)與電(dian)(dian)(dian)(dian)子束爐(lu)聯(lian)合(he)精(jing)煉法,生產(chan)出EB26-1高(gao)純(chun)(chun)鐵素(su)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)(實(shi)際達到含(han)C:0.002%;含(han)N:0.008%)。我(wo)(wo)(wo)國(guo)(guo)首次試制生產(chan)該鋼(gang)是在(zai)(zai)1975年(nian)(nian),在(zai)(zai)長城鋼(gang)廠,采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)真(zhen)空(kong)(kong)感(gan)(gan)應(ying)(ying)爐(lu)與電(dian)(dian)(dian)(dian)子束爐(lu)雙(shuang)聯(lian)工(gong)(gong)藝(yi),也(ye)達到了(le)C+N≤100ppm的(de)(de)(de)相(xiang)同水(shui)平。我(wo)(wo)(wo)國(guo)(guo)首次試制生產(chan)高(gao)純(chun)(chun)奧(ao)氏(shi)體不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)是在(zai)(zai)1981年(nian)(nian),在(zai)(zai)撫順(shun)鋼(gang)廠,采(cai)(cai)用(yong)(yong)(yong)真(zhen)空(kong)(kong)感(gan)(gan)應(ying)(ying)爐(lu)冶煉(其C、Si、P等(deng)(deng)(deng)含(han)量(liang)(liang)(liang)均達到高(gao)純(chun)(chun)不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼(gang)內控指標)。這些(xie)實(shi)例說(shuo)明,對于(yu)用(yong)(yong)(yong)量(liang)(liang)(liang)不(bu)很大(da)的(de)(de)(de)特殊要求的(de)(de)(de)關(guan)鍵(jian)材(cai)(cai)料(liao)或新型材(cai)(cai)料(liao),我(wo)(wo)(wo)國(guo)(guo)特種熔(rong)煉設備和(he)(he)技(ji)術已(yi)具(ju)有一(yi)定(ding)的(de)(de)(de)生產(chan)實(shi)力(li)。我(wo)(wo)(wo)國(guo)(guo)已(yi)是世界上(shang)工(gong)(gong)業電(dian)(dian)(dian)(dian)渣(zha)(zha)爐(lu)年(nian)(nian)產(chan)能力(li)較大(da)的(de)(de)(de)國(guo)(guo)家之一(yi)。