不锈钢的三种冶炼工艺

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目前，世界上不锈钢的冶炼生产工艺有三种方法∶一步法、二步法和三步法。   一步法:<;/B>是指在一座电炉内完成废钢熔化、脱碳、还原和精炼等工序，将炉料一步冶炼成不锈钢。随着炉外精炼工艺的不断发展，一步法冶炼生产工艺由于对原料要求苛刻(需返回不锈钢废钢、低碳铬铁和金属铬) 、原材料和能源介质消耗高、冶炼周期长、作业率低、生产成本高、产品品种少、质量差、炉衬寿命短、耐火材料消耗高，被逐步淘汰。而电炉演进为初炼炉，承担熔化废钢和合金料的任务。   二步法:主要是以电炉为初炼炉熔化废钢和合金料，生产不锈钢初炼钢水，然后在不同的精炼炉中进行精炼成合格的不锈钢钢水。初炼炉可以是电炉或转炉。二步法中精炼炉又可分为在常压和真空状态下的精炼，从而形成EAF--转炉(AOD、CLU、K－OBM、KCB、MRP、GOR) 二步法工艺和EAF－真空吹氧(RH--OB、RH--KTB、VOD) 二步法工艺。   VOD和AOD精炼装置分别于1965年和1968年相继开发成功，它们对不锈钢生产工艺的变革起到了决定性作用。前者由真空吹氧脱碳，后者采用氩气和氮气稀释气体脱碳。将这两种精炼设施的任何一种与电炉相配合，就可形成不锈钢的二步法生产工艺。   采用电炉与VOD的二步法工艺比较适合小规模、多品种的不锈钢生产。采用电炉与AOD的二步法工艺比较适合大型不锈钢专业厂使用，生产的不锈钢具有如下优点∶ ; (1)对原材料要求低，电炉出钢含C可达2 %左右，因此可以采用廉价的高碳FeCr和20%的不锈钢废料作为原料，降低了操作成本；   (2)可一步将钢水中的碳脱到0. 08 %，如果延长冶炼时间，增加Ar量，还可进一步将钢水中的碳脱到0. 03 %以下，除超低碳、超低氮不锈钢外，95%的品种都可以生产；   (3)生产周期相对VOD工艺短，灵活性较好；   (4) 生产设备总投资较VOD系统贵，但比三步法少；   (5)人员少、设备少，所以综合成本低；   (6)能够采用含C 1. 5 %以下的钢水，因此可以采用低价的高碳FeCr、FeNi40以及35 %的碳钢废钢进行配料，原料成本较低。   其缺点是∶   (1) 炉衬使用寿命短；   (2)还原硅铁消耗大；   (3)目前还不能生产超低碳、超低氮不锈钢，且钢中含气量较高；   (4) 氩气消耗量大。   三步法：基本工艺流程是初炼炉－AOD炉－真空吹氧精炼炉；初炼炉只起熔化初炼作用；初炼炉可以是电炉或转炉，负责向AOD等精炼炉提供初炼钢水。AOD炉的功能主要是快速脱碳，并避免铬的氧化，与AOD炉具有同样功能的冶炼设备，常用的还有K--OBM--S、K--BOP、MRP、CLU、KCB等。最后由真空吹氧精炼炉(VOD、RH－OB、RH－KTB等) 完成最终成分的微调、纯净度的控制。该法可用来生产超低碳、超低氮的不锈钢。三步法比较适合氩气供应比较短缺、采用含碳量较高的铁水作原料、且生产低C、低N不锈钢比例较大的专业厂采用。   ; 目前，世界上大多数不锈钢厂采用电炉－VOD炉二步法生产不锈钢，其产量约占世界不锈钢总产量的70%，采用电炉--转炉--VOD三步法生产不锈钢，其产量约占世界不锈钢总产量的20%，而采用其它方法生产不锈钢，其产量约占世界不锈钢总产量的10%。

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3 P: L6 X$ j6 h; H5 c; K' n- {1 N目前，世界上不锈钢的冶炼生产工艺有三种方法∶一步法、二步法和三步法。   一步法:<;/B>是指在一座电炉内完成废钢熔化、脱碳、还原和精炼等工序，将炉料一步冶炼成不锈钢。随着炉外精炼工艺的不断发展，一步法冶炼生产工艺由于对原料要求苛刻(需返回不锈钢废钢、低碳铬铁和金属铬) 、原材料和能源介质消耗高、冶炼周期长、作业率低、生产成本高、产品品种少、质量差、炉衬寿命短、耐火材料消耗高，被逐步淘汰。而电炉演进为初炼炉，承担熔化废钢和合金料的任务。   二步法:主要是以电炉为初炼炉熔化废钢和合金料，生产不锈钢初炼钢水，然后在不同的精炼炉中进行精炼成合格的不锈钢钢水。初炼炉可以是电炉或转炉。二步法中精炼炉又可分为在常压和真空状态下的精炼，从而形成EAF--转炉(AOD、CLU、K－OBM、KCB、MRP、GOR) 二步法工艺和EAF－真空吹氧(RH--OB、RH--KTB、VOD) 二步法工艺。   VOD和AOD精炼装置分别于1965年和1968年相继开发成功，它们对不锈钢生产工艺的变革起到了决定性作用。前者由真空吹氧脱碳，后者采用氩气和氮气稀释气体脱碳。将这两种精炼设施的任何一种与电炉相配合，就可形成不锈钢的二步法生产工艺。   采用电炉与VOD的二步法工艺比较适合小规模、多品种的不锈钢生产。采用电炉与AOD的二步法工艺比较适合大型不锈钢专业厂使用，生产的不锈钢具有如下优点∶ ; (1)对原材料要求低，电炉出钢含C可达2 %左右，因此可以采用廉价的高碳FeCr和20%的不锈钢废料作为原料，降低了操作成本；   (2)可一步将钢水中的碳脱到0. 08 %，如果延长冶炼时间，增加Ar量，还可进一步将钢水中的碳脱到0. 03 %以下，除超低碳、超低氮不锈钢外，95%的品种都可以生产；   (3)生产周期相对VOD工艺短，灵活性较好；   (4) 生产设备总投资较VOD系统贵，但比三步法少；   (5)人员少、设备少，所以综合成本低；   (6)能够采用含C 1. 5 %以下的钢水，因此可以采用低价的高碳FeCr、FeNi40以及35 %的碳钢废钢进行配料，原料成本较低。   其缺点是∶   (1) 炉衬使用寿命短；   (2)还原硅铁消耗大；   (3)目前还不能生产超低碳、超低氮不锈钢，且钢中含气量较高；   (4) 氩气消耗量大。   三步法：基本工艺流程是初炼炉－AOD炉－真空吹氧精炼炉；初炼炉只起熔化初炼作用；初炼炉可以是电炉或转炉，负责向AOD等精炼炉提供初炼钢水。AOD炉的功能主要是快速脱碳，并避免铬的氧化，与AOD炉具有同样功能的冶炼设备，常用的还有K--OBM--S、K--BOP、MRP、CLU、KCB等。最后由真空吹氧精炼炉(VOD、RH－OB、RH－KTB等) 完成最终成分的微调、纯净度的控制。该法可用来生产超低碳、超低氮的不锈钢。三步法比较适合氩气供应比较短缺、采用含碳量较高的铁水作原料、且生产低C、低N不锈钢比例较大的专业厂采用。   ; 目前，世界上大多数不锈钢厂采用电炉－VOD炉二步法生产不锈钢，其产量约占世界不锈钢总产量的70%，采用电炉--转炉--VOD三步法生产不锈钢，其产量约占世界不锈钢总产量的20%，而采用其它方法生产不锈钢，其产量约占世界不锈钢总产量的10%。