不锈钢的冶炼工艺有哪些？

目前, 世界上不锈钢的冶炼有三种方法, 即: 一步法、二步法和三步法。

一步法: 即采用电炉一步冶炼不锈钢。由于一步法对原料要求苛刻(需返回不锈钢废钢、低碳铬铁和金属铬) , 生产中原材料和能源介质消耗高、成本高、冶炼周期长、生产率低、产品品种少、质量差、炉衬寿命短、耐火材料消耗高, 因此目前很少采用此法生产不锈钢。

二步法: 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, 就形成了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) 对原材料要求较低, 电炉出钢含C 可达2% 左右, 因此可以采用廉价的高碳FeC r 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A r 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 工艺较短, 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, 所以综合成本较低;

(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FeC r、F eN i40 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。

目前, 世界上88% 的不锈钢采用二步法生产, 其中76% 是通过AOD 炉生产。

三步法: 即电炉+ 复吹转炉+ VOD 三步冶炼不锈钢。其特点是将电炉作为熔化设备, 只负责向转炉提供含C r、N i 的半成品钢水, 复吹转炉主要任务是吹氧快速脱碳, 以达到最大回收C r 的目的; VOD 负责进一步脱碳、脱气和成分微调。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。

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