不锈钢冶炼基础知识
不锈钢的冶炼
1700 oC 0.10 - 0.30 %
11 - 30 %
1560 oC
0.001 - 0.30 % 11 - 30 %
特 点：以铁水为原料，双转炉冶炼，可使用铬原矿。
ACESITA不锈钢生产工艺流程与设备简介
巴 西ACESITA厂 DEP+EAF→MRP →VOD → LF →CCM
特 点：以铁水为主原料，三步法工艺。
冶炼方法
一步法（单炉冶炼法）： • EAF 原电炉直接生产工艺
二步法（双联冶炼法）： • EAF+AOD 不锈炼钢厂 • EAF+VOD 四川长城四分厂 • EAF+CLU 南非哥伦布厂 • LD-OB+VOD 日本新日铁八幡厂
三步法（三联冶炼法）： • EAF+K-OBM-S+VOD 二钢厂 • EAF+AOD+VOD POSCO第二炼钢厂 • EAF+LD-OB+VOD 日本日新周南厂
一步法
电弧炉单炼 感应炉重熔
浇注
二步法
初炼炉
脱碳精炼炉
浇注
三步法 初炼炉
脱碳精炼炉 脱碳精炼炉
浇注
主要精炼炉 电弧炉（EAF）直接冶炼法 AOD（氩氧脱碳法） VOD（真空吹氧脱碳法） 转炉顶低复吹法（K-OBM-S、K-BOP法等） RH-OB法 其中以AOD法、VOD法占主导地位。分别采用二步法和 三步法工艺冶炼不锈钢，可以大量生产低碳、超低碳不锈钢。 Cr的回收率也达到较高的水平。
不锈钢的冶炼
太钢技术中心 孙铭山 博士
一、引 言
世界不锈钢的发展有两方面的动力：
对优质不锈钢的需求增加； 降低生产成本和提高生产率。
不锈钢冶炼操作要点讲解
不锈钢冶炼操作要点讲解一、冶炼原料的选择不锈钢的主要原料是铁、铬、镍等金属元素，其中铁的含量通常在50%以上。
此外，还有一些其他的合金元素如钼、锰、钛等。
在冶炼前应根据所需产品的性能要求选择合适的原料，保证合金成分的合理性和质量稳定性。
二、原料熔炼原料熔炼是不锈钢冶炼的第一步。
通常采用电弧炉、电感激炉等设备进行熔炼。
在熔炼过程中，要控制炉内的温度和反应条件，以确保原料能够充分熔化，达到均匀的混合状态。
同时，要注意原料的投料顺序和加料速度，避免因此引起剧烈的元素氧化反应。
三、脱碳处理脱碳是不锈钢冶炼的关键步骤之一、一般情况下，冶炼出的生不锈钢中含有较高的碳含量，而不锈钢的特点之一就是低碳含量。
因此，在生不锈钢中需要脱除碳元素。
常用的方法是在炉内加入还原剂，通过还原反应将部分碳释放出来。
四、添加合金元素添加合金元素是不锈钢冶炼的关键环节。
根据不同的合金成分要求，向冶炼出的不锈钢中添加适量的合金元素。
添加合金元素的方法有多种，常见的有喷吹法、灌注法和浸渍法等。
在添加合金元素时，要注意加料的顺序和速度，以及合金元素的含量和纯度，确保合金成分的准确性和稳定性。
五、调整合金成分在冶炼出所需合金成分的不锈钢后，往往还需要对其进行调整。
调整合金成分的方法有多种，如加入其他合金元素、加入氧化剂或还原剂等。
通过调整合金成分，可以改变不锈钢的性能，使其更加符合应用要求。
六、熔炼温度和时间控制在不锈钢冶炼过程中，熔炼温度和时间的控制非常重要。
高温能够促进合金元素的溶解和反应，但过高的温度会导致元素的挥发和损失。
因此，要根据具体的冶炼工艺和材料要求，控制熔炼温度在适当的范围内，并确保充分的熔炼时间，以保证合金成分的准确和均匀。
七、冶炼后的处理以上是不锈钢冶炼操作要点的讲解，不锈钢冶炼是一个复杂的过程，需要严格控制各个环节，以保证产品的质量和性能。
同时，也需要重视冶炼过程中的安全和环保问题，遵循相关的法律法规，确保生产过程的安全与节能环保。
碳钢和不锈钢冶炼基本知识
3.5还原 还原期的主要任务是脱氧，其次是脱硫、进行合金化、调整成分、温 度等。脱氧的方法：沉淀脱氧、扩散脱氧、综合脱氧三种。 3.6脱硫 还原期中在脱氧的过程中同时也进行脱硫。因还原期温度高，渣中 FeO 含量低、炉渣碱度高，有利于脱硫，所以还原期是脱硫的最好时期， 这也是电炉炼钢的优点之一。 3.7钢水温度的控制 还原期控制温度是很重要的，还原期内必须控制好钢水温度，使脱氧、脱 硫顺利进行和产物顺利排除和浇铸顺利进行。
2、转炉（顶吹氧气）炼钢工艺 2.1主要工艺流程： 装料---供氧---造渣---温度及终点控制---出钢及脱氧合 金化---浇铸（连铸、模铸）。 2.1.1装料：装料顺序：先轻废后重废，过重的先装铁 水后再装，最后兑铁水。炉役后期先兑铁水。装入量的方 法：定量装入、定深装入、分阶段定量装入等。
2.1.2供氧：重点是氧枪操作，氧枪的结构、类型、 和尺寸确定后，吹炼过程中供氧操作是吹炼工艺中重要的 组成部分。吹炼的不同时期对枪位有不同的要求。不同时 期有不同的特点：
碳钢和不锈钢冶炼基本知识
钢铁厂生产工艺流程图
碳钢部分 一、碳钢冶炼的基本方法 1、转炉炼钢：底吹转炉、顶吹转炉、顶底复合吹炼 2、电弧炉炼钢 3、炉外精炼
二、转炉炼钢 1、冶炼用原材料：
炼钢用原材料分为金属料和非金属料两种。
1.1 金属料：包括铁水、废钢、合金 1.2 非金属料：造渣材料、氧化剂 、冷却剂 、还原剂和 增碳剂
99年 1700
00年 1850
01年 1820
02年 1600
3.3.2第二阶段“穿井”：随着电极下面炉料的熔化，电极不断向下移动 ，逐渐在炉料中间三根电极下面形成3个洞，既所谓穿井。约经15—25分后 电极达到最低位置。 3.3.3第三阶段熔化中期（电极回升）：随着熔池和渣层的形成，电流 趋于平稳，这一阶段主要任务是熔化电极周围的炉料。
不锈钢冶炼方法简介
AOD法的基本工艺
AOD 法一般为电炉→AOD 炉双联工艺。不锈钢的冶 炼过程大致分为三个时期：即熔化期、氧化期和还 原精炼期。熔化是在电炉中进行，氧化和精炼在AOD 炉中进行。 熔化：在电炉中装入废不锈钢、合金铁（高碳铬铁、 高碳镍铁、电解镍、NiO等）和造渣材料（石灰等） 进行熔化。炉料成分除了碳、硅、硫外，应接近钢 号标准成分。电炉钢水还原和成分调整后，达到 1500℃左右出钢。 氧化脱碳：电炉钢水倒入AOD炉后首先吹入氩氧混合 气体进行脱碳。脱碳后期为了控制出钢温度并有利 于炉衬寿命，需添加清洁的本钢种废钢冷却钢水。 脱碳终了后根据冶炼钢种不同可以进行扒渣处理。
司与Josly 公司合作于1968 年发明的。AOD 炉二次精炼工艺的诞生为大 量生产高质量的不锈钢开辟了道路。据美国普莱可斯公司统计，2006 年 全球68.7%的不锈钢，是用普莱可斯许可的AOD 生产的。 AOD法的工作原理 AOD 精炼工艺是把电炉粗炼好的钢水倒 入AOD 内，用一定比例的氧和氩的混合 气体从炉体下部侧部吹入炉内， 在O2－Ar 气泡表面进行脱碳反应。 由于Ar 对所生成的CO 的稀释作用 降低了气泡内的CO 分压，因此促成 了脱碳，防止了铬的氧化。
中频炉冶炼不锈钢工艺
中频炉冶炼不锈钢工艺不锈钢是一种耐腐蚀性能较好的金属材料，其主要成分为铁、铬和镍等合金元素。
中频炉冶炼是一种常用的不锈钢冶炼工艺，其特点是加热速度快、能耗低、操作简便等优点。
下面将详细介绍中频炉冶炼不锈钢的工艺流程和注意事项。
一、中频炉冶炼不锈钢的工艺流程1. 原料准备：选择合适的不锈钢原料，包括废钢、废铁、钢锭等，确保其成分符合生产要求。
2. 装料和加热：将原料装入中频炉中，根据生产需要加入适量的合金元素。
然后启动中频炉，通过感应加热将原料加热到所需温度。
3. 钢液调质：在达到所需温度后，对钢液进行调质处理，主要包括脱碳、脱硫、合金元素调整等。
通过添加适量的脱碳剂和合金元素来控制不锈钢的成分和性能。
4. 炉渣处理：在冶炼过程中，炉渣的形成是不可避免的。
炉渣是指在冶炼过程中，由于原料中的杂质和氧化物等与炉墙和炉底中的材料反应而形成的物质。
炉渣对不锈钢的质量和性能有重要影响，因此需要进行适时的炉渣处理，保证不锈钢的纯净度和成分稳定。
5. 测温和取样：在冶炼过程中，需要进行定时的温度测量和取样分析。
通过测温和取样，可以掌握冶炼过程中的温度变化和成分变化，及时调整工艺参数，保证不锈钢的质量和性能。
6. 出钢和连铸：在达到所需成分和温度后，将钢液从中频炉中倒出，并通过连铸机进行连续铸造。
连铸是将钢液通过铸型冷却成坯料的过程，通过连铸机可以生产出不同形状和尺寸的不锈钢坯料。
7. 热处理：对连铸坯进行热处理，主要包括固溶处理和淬火处理。
固溶处理是将连铸坯加热到一定温度，使合金元素溶解在基体中，然后通过快速冷却来固定所需的组织结构。
淬火处理是将固溶处理后的坯料迅速冷却，使其获得更好的硬度和强度。
8. 机械加工和表面处理：经过热处理后的不锈钢坯料需要进行机械加工和表面处理，以获得所需的尺寸和表面质量。
机械加工包括切割、铣削、钻孔等操作，表面处理包括抛光、酸洗、喷砂等工艺。
二、中频炉冶炼不锈钢的注意事项1. 原料选择：应选择质量好、成分稳定的不锈钢原料，避免含有过多的杂质和有害元素。
不锈钢的冶炼方法
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟不锈钢的冶炼方法1.AOD 精炼法AOD 是一种转炉，通过转炉侧面的风口喷吹氧气、氮气、氩气、空气和二氧化碳气，并从炉顶氧枪喷吹氧气、氩气和氮气。
这种方法可以利用大量的废钢和高碳铬铁。
初始碳含量为3%，冶炼后可降至0.015%。
经电炉冶炼的钢水通过钢包送入AOD 炉，向熔池喷吹氧气和氩气，降低碳含量，增加铬的氧化。
为了确保快速脱碳，降低铬损，节省氩气，吹炼初期应采用低的氩氧比。
随着碳含量的降低，提高氩氧比。
添加氧化物(如硅铁)、熔剂(如石灰和萤石)，通过加强吹氩搅拌，将氧化铬转化为金属，以生产低硫不锈钢。
如生产AISI304，典型的消耗量是：氩气约12Nm3/t 钢，氮气约10Nm3/t 钢，氧气约6Nm3/t 钢，石灰约5kg/t 钢，晶石约3kg/t 钢，铝约2kg/t 钢，还原用硅约8kg/t 钢，脱碳金属料约135kg/t，从装料到出钢的时间通常为60min 左右。
采用AOD 法，铬的收得率约为96%，锰为88%，总的金属收得率为95%。
2.KAWASAKI-BOP 和KAWASAKI-OBM-S 法KAWASAKI-BOP 转炉类似于从炉顶氧枪吹氧的BOF 氧气转炉，有7 个可以吹氧的底部风口，用丙烷气冷却风口(气体裂化)。
通过转炉的风口还可喷吹石灰粉。
Kawasaki-OBM-S 转炉是由奥钢联开发的，是BOP 法的发展，风口安装于转炉的侧面或底部，还装有顶部氧枪。
顶部气体采用氧气、氮气和氩气，通过底部风口喷吹氧气、氮气、氩气和烃类气体。
天然气和丙烷用于风口保护和提高耐火材料的寿命。
用这种转炉精炼AISI304，典型消耗量是：氧气29Nm3/t 钢，氮气约为13Nm3/t 钢，氩气约为16.5Nm3/t 钢，用于还原的硅约为11kg/t 钢，石灰约为50kg/t 钢，白云石20kg/t 钢，萤石约为8kg/t 钢。
法这种转炉法采用蒸汽作为稀释气体，而不是通常所用的氩气。
不锈钢生产工艺培训资料
不锈钢生产工艺培训资料第一章不锈钢的基本概念和特性不锈钢是一种具有耐腐蚀性和抗氧化性的合金钢，主要由铁、铬、镍和少量其他元素组成。
它具有很高的硬度和强度，同时具有良好的耐热性和耐腐蚀性。
不锈钢被广泛应用于制造工业、建筑业和家居用品等领域。
第二章不锈钢的生产工艺1. 材料准备：不锈钢的生产过程首先需要准备合适的原材料，包括铁、铬、镍等合金元素，以及其他添加剂。
2. 熔炼：将原材料放入熔炼炉中，通过高温熔化后进行精炼，去除杂质，然后进行合金调整。
3. 连铸：将熔化后的不锈钢液体倒入连铸机中，进行连续铸造，制成初级坯料。
4. 热轧：通过热轧机对初级坯料进行加热和轧制，以降低厚度并改善组织结构。
5. 热处理：对热轧后的不锈钢进行热处理，以增强其硬度和强度。
6. 冷轧：通过冷轧机对热处理后的不锈钢进行轧制，以提高表面质量和尺寸精度。
7. 表面处理：对冷轧后的不锈钢进行表面处理，包括抛光、酸洗、电镀等，以提高其表面光洁度和耐腐蚀性能。
第三章不锈钢的应用领域不锈钢具有优良的耐腐蚀性和良好的装饰性，被广泛应用于厨房用具、建筑材料、化工设备、船舶制造等行业。
同时，不锈钢也具有良好的加工性能，可制成各种形状和规格的制品，满足不同领域的需求。
结语不锈钢是一种十分重要的合金材料，具有广泛的应用前景。
通过对不锈钢的生产工艺和应用领域的了解，可以更好地掌握其特性和加工技术，为不锈钢制品的生产提供技术支持和保障。
希望通过本培训资料的学习，能够帮助大家更好地了解不锈钢的生产工艺和应用特点，提升技术水平和工作能力。
很高兴看到你对不锈钢生产工艺感兴趣，接下来我将进一步介绍不锈钢的使用和加工技术，以及对环境的影响和可持续发展。
第四章不锈钢的加工技术1. 切割：不锈钢具有较高的硬度和韧性，因此在切割过程中需要使用适当的工具和技术，如等离子切割、激光切割等。
2. 成型：不锈钢可通过冷弯、热弯、冲压等方式进行成型，制成各种形状和规格的制品，如管道、板材、型材等。
不锈钢冶炼工艺流程
不锈钢冶炼工艺流程不锈钢是一种耐腐蚀、美观、具有良好机械性能的合金材料，广泛应用于建筑、家电、化工、医疗器械等领域。
不锈钢的冶炼工艺是制备高质量不锈钢产品的关键环节，下面将介绍不锈钢冶炼的工艺流程。
1. 原料准备。
不锈钢的主要原料是铁矿石、铬铁矿、镍矿等。
在冶炼过程中，还需要加入一定比例的铬、镍、锰等合金元素，以及一定量的石灰石、煤焦、石灰等辅助原料。
这些原料经过严格配比后，进入冶炼系统。
2. 炼铁。
首先进行的是炼铁工序，将铁矿石经过高温熔炼，得到纯铁。
在炼铁过程中，需要控制炉温、炉内气氛、矿石成分等参数，以确保得到高质量的铁水。
3. 制钢。
将炼得的纯铁与适量的废钢、合金元素等原料放入转炉或电炉中进行冶炼，得到合金钢液。
在这一步骤中，需要精确控制合金元素的加入比例和冶炼温度，以确保合金钢的成分符合要求。
4. 精炼。
合金钢液经过精炼炉处理，去除其中的氧化夹杂、硫、磷等有害元素，同时调整合金元素的含量和成分，使不锈钢的成分达到标准要求。
5. 浇铸。
经过精炼的合金钢液被注入浇铸模具中，通过冷却凝固得到不锈钢坯料。
在浇铸过程中，需要控制浇注温度、冷却速度等参数，以确保得到均匀组织、无缺陷的坯料。
6. 热加工。
将坯料进行热轧、热挤压、热锻等热加工工艺，得到不锈钢板、管、型材等成品。
在热加工过程中，需要控制加热温度、轧制温度、变形量等参数，以确保产品的尺寸精度和表面质量。
7. 冷加工。
不锈钢产品经过冷轧、冷拔、冷挤压等冷加工工艺，得到最终的成品。
在冷加工过程中，需要控制冷加工温度、冷变形量、表面处理等参数，以确保产品的机械性能和表面质量。
以上就是不锈钢冶炼工艺的主要流程，每个环节都需要严格控制工艺参数，以确保最终产品的质量。
希望本文能够对不锈钢冶炼工艺有所帮助，谢谢阅读！。
冷轧不锈钢的基础知识及生产流程
冷轧不锈钢的基础知识及生产流程一、不锈钢的基础知识不锈钢是一种合金材料，主要由铁、铬、镍等元素组成。
其中，铬是不锈钢中最主要的合金元素，其含量通常为12%以上。
铬通过形成一层致密的氧化物表面膜，使不锈钢具有耐腐蚀性能。
除了铬和铁，不锈钢中还常含有少量的镍、钼、锰等元素，以提高材料的强度、韧性和抗疲劳性。
不锈钢可以分为两大类：奥氏体不锈钢和铁素体不锈钢。
奥氏体不锈钢具有良好的塑性和韧性，适用于冶金加工和焊接；而铁素体不锈钢具有较高的硬度和强度，适用于切削加工。
二、冷轧不锈钢的生产流程冷轧是不锈钢加工的一种常见方法，适用于生产薄板、薄带和薄管等产品。
冷轧不锈钢的生产流程一般包括原料准备、熔炼、连铸、轧制与整平、酸洗与调质、冷轧成品。
1.原料准备：冷轧不锈钢的原料一般为进口或国内的不锈钢卷材。
卷材通过修边、切割和堆垛等工序准备成为下一道工序需要的规格和尺寸。
2.熔炼：不锈钢的主要原料为铁矿石、废钢和废料等，通过冶炼过程得到不锈钢母块。
3.连铸：不锈钢母块经过铸造机连续铸造成为铸坯。
连铸是一种先进的生产工艺，能够大大提高生产效率和材料质量。
4.轧制与整平：铸坯经过切割、预热和轧制等工序，生产成需要的规格和尺寸的不锈钢板材。
在轧制过程中，还需要进行整平，以去除板材的表面缺陷并提高平整度。
5.酸洗与调质：冷轧不锈钢板进行酸洗处理，以去除氧化皮和铁锈等表面膜。
然后再进行调质处理，通过热处理改变组织结构和性能，提高不锈钢的机械性能和耐腐蚀性能。
6.冷轧成品：经过调质处理的不锈钢板材进行冷轧操作，使其达到要求的厚度和平整度。
然后经过表面处理、修边、切割等工序，生产出最终的冷轧不锈钢成品。
三、不锈钢的应用领域1.建筑领域：不锈钢被用于制作建筑装饰材料、家具、门窗等，增添美观性同时具备耐候性和耐腐蚀性。
2.化工领域：不锈钢用于制作管道、容器、储罐等，具有优异的耐腐蚀性和耐高温性能，适用于在恶劣的化学环境下工作。
3.食品加工领域：不锈钢被广泛应用于制作食品加工设备和器具，因其安全卫生、耐腐蚀、不易滋生细菌等特点。
不锈钢的三种冶炼工艺
目前世界上不锈钢的冶炼有三种方法，即一步法，二步法，三步法。
一步法：即一步冶炼不锈钢。
由于一步法对原料要求苛刻(需返回不锈钢、低碳和金属铬)，生产中原材料、能源介质消耗高，成本高，冶炼周期长，低，产品品种少，质量差，炉衬寿命短，消耗高，因此目前很少采用此法生产不锈钢。
二步法1965年和1968年，VOD和AOD精炼装置相继产生，它们对不锈钢生产工艺的变革起了决定性作用。
前者是真空吹氧，后者是用和氮气稀释气体来。
将这两种精炼设施的任何一种与相配合，这就形成了不锈钢的二步法生产工艺。
采用与VOD二步法炼钢工艺比较适合小规模多品种的兼容厂的不锈钢生产。
采用电炉与AOD的二步法炼钢工艺生产不锈钢具有如下优点：1、AOD生产工艺对原材料要求较低，电炉出钢含C可达2％左右，因此可以采用廉价的高碳FeCr 和20％的不锈钢作为原料，降低了操作成本。
2、AOD法可以一步将钢水中的碳托道0.08％，如果延长冶炼时间，增加Ar量，还可进一步将钢水中的谈脱到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、不锈钢生产周期相对VOD较短，灵活性较好。
4、生产系统设备总投资较VOD贵，但比三步法少。
5、AOD炉生产一步成钢，人员少，设备少，所以综合成本较低。
6、AOD能够采用含C1.5％以下的初炼钢水因此可以采用低价高碳FeCr、FeNi40以及35％的进行配料，原料成本较低。
其缺点是：1、炉衬使用寿命短；2、还原消耗大；3、目前还不能生产超低C、超低氮、不锈钢，且钢中含气量较高；4、消耗量大。
目前世界上88％不锈钢采用二步法生产，其中76％是通过AOD炉生产。
因此它比较适合大型不锈钢专业厂使用。
三步法：即电炉＋复吹＋VOD三步冶炼不锈钢。
其特点是电炉作为熔化设备，只负责向提供含Cr、Ni的半成品钢水，复吹主要任务是吹氧快速，以达到最大回收Cr的目的。
VOD真空吹氧负责进一步脱碳、脱气和成分微调。
三步法比较适合供应比较短缺的地区，并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什么是AOD技术AOD冶炼技术利用炼制不锈钢(argon oxygen decarburization furnace)氩氧精炼法的精炼设备，以该法英文名的缩写字母命名。
马氏体不锈钢冶炼工艺
马氏体不锈钢冶炼工艺
马氏体不锈钢是一种具有优异耐腐蚀性能和高强度的不锈钢材料，它的冶炼工艺对于材料的性能和质量至关重要。
马氏体不锈钢的冶炼工艺主要包括原料准备、熔炼、铸造、热处理等环节。
首先，原料准备是马氏体不锈钢冶炼工艺的第一步。
通常情况下，原料主要包括铁、镍、铬等金属元素，其中铬的含量决定了不锈钢的耐腐蚀性能，镍的含量决定了不锈钢的强度和韧性。
此外，还需要添加少量的钛、铌等元素来调整不锈钢的组织和性能。
其次，熔炼是马氏体不锈钢冶炼工艺的关键环节。
在熔炼过程中，需要控制好合金元素的比例和熔炼温度，以确保所得到的合金成分均匀，避免产生夹杂和气孔等缺陷。
同时，还需要对熔炼过程进行严格的气体保护，以防止金属氧化和杂质的混入。
接下来是铸造环节，通过将熔化的合金倒入模具中，使其冷却凝固成型。
在这一过程中，需要控制好冷却速度和温度梯度，以获得均匀的组织和较高的密度。
最后，热处理是马氏体不锈钢冶炼工艺的最后一道工序。
通过
控制加热温度和保温时间，使合金元素在晶粒边界析出，形成马氏体组织，从而提高不锈钢的强度和硬度。
总的来说，马氏体不锈钢的冶炼工艺需要严格控制合金元素的比例和熔炼过程，以及精确控制铸造和热处理工艺，才能获得优质的马氏体不锈钢材料。
这对于提高不锈钢的耐腐蚀性能和机械性能至关重要，也为不锈钢在各种工业领域的应用提供了可靠的材料基础。
不锈钢的炼制原理
不锈钢的炼制原理不锈钢是一种具有抗腐蚀性能的合金材料，它由铁、碳和铬等元素组成，其中铁是主体元素，碳是常见元素，而铬是不锈钢的主要合金元素。
不锈钢的炼制原理主要包括配料、熔炼、浇铸、热处理和冷加工等几个关键步骤。
配料是不锈钢炼制的第一步，其目的是根据所需的不锈钢合金要求选择和准备合适的原料。
基本原料是铁矿石、铬铁合金、低碳钢和其他合金元素。
在配料过程中，需要严格控制各种原料的化学成分和比例，以确保生产出符合不锈钢规格要求的合金。
熔炼是不锈钢的关键步骤之一，其目的是将配料中的各种原料混合均匀，并加热至高温使其熔化。
在熔炼过程中，可以使用多种熔炼设备，如电炉、感应炉和电弧炉等，通过适当的熔炼温度和时间，使各种元素充分融合，形成均匀的熔液。
浇铸是将熔化的不锈钢熔液倒入钢模具中进行冷却凝固的过程。
在浇铸过程中，需要控制浇注速度、温度和冷却方式等参数，以获得理想的铸造结构和性能。
浇铸后的铸件可以是各种形状，如板材、管材和型材等，以满足不同应用需求。
热处理是改善不锈钢性能的重要方法之一，通过控制加热、保温和冷却等工艺参数，使不锈钢在固溶化和相变过程中获得适当的组织结构和性能。
常见的热处理方法包括固溶处理、时效处理和退火处理等。
热处理可以显著提高不锈钢的强度、硬度、耐腐蚀性和耐热性等性能。
冷加工是不锈钢的最后一个重要步骤，通过冷拔、冷轧、冷拉、冷折等方法对不锈钢进行形状和尺寸的加工。
冷加工可以进一步提高不锈钢的强度、硬度和密度等性能，同时还可以改善表面光洁度和机械性能。
总之，不锈钢的炼制原理包括配料、熔炼、浇铸、热处理和冷加工等关键步骤。
通过控制不同步骤的工艺参数和原料配比，可以获得具有理想性能的不锈钢材料，以满足各种应用领域的需求。
不锈钢材料具有耐腐蚀、耐热、抗氧化和美观等优点，广泛应用于工业、建筑、家居和食品等领域。
不锈钢冶炼与加工工艺
拓展应用领域
随着不锈钢性能的不断提高和加工技 术的不断创新，不锈钢的应用领域将 进一步拓展。
提高不锈钢冶炼与加工效率的方法与策略
优化工艺流程
引入先进设备
通过改进和优化冶炼与加工工艺流程，降 低能耗和物耗，提高生产效率。
采用高效、智能的冶炼与加工设备，提高 设备的自动化和智能化水平，降低人工成 本。
不锈钢冶炼与加工工艺
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汇报时间：2024-01-06
目录
• 不锈钢的简介 • 不锈钢的冶炼工艺 • 不锈钢的加工工艺 • 不锈钢的表面处理工艺 • 不锈钢冶炼与加工的挑战与未来发展
01
不锈钢的简介
不锈钢的定义
01
02
不锈钢是一种具有高度耐腐蚀性和良好机械性能的合金钢，主要由铁 、铬、镍等元素组成。
冶炼过程中的质量控制
化学成分控制
通过对原材料和辅料的准确计量和 控制，确保不锈钢中的化学成分符
合标准要求。
杂质与气体控制
在熔炼过程中，应严格控制炉内气 氛和温度，避免金属液中混入过多
的杂质和气体。
组织与性能控制
通过合理的熔炼工艺和后续的热处 理工艺，控制不锈钢的组织结构， 以满足其力学性能、耐腐蚀性能等 要求。
资源短缺问题
不锈钢冶炼所需的镍、铬等资源在全球 范围内日趋紧张，需要寻求更有效的资 源利用方式。
技术更新换代
随着科技的不断发展，传统的不锈钢冶 炼与加工技术需要进行更新换代，以适 应新的市场需求和生产要求。
市场竞争加剧
随着不锈钢市场的不断扩大，竞争也日 益激烈，需要不断提高产品质量和降低 成本以保持竞争优势。
不锈钢的特性与其成分和冶炼工艺密切相关，通过调整成分和冶炼工 艺，可以获得不同类型的不锈钢，以满足不同应用领域的需求。
冷轧不锈钢的基础知识及生产流程
由法国DMS提供，设备可靠， 操作方便，产品质量稳定。 投 放 市 场 的 BA 产 品 质 量 已 达到日新制钢水平。
五、不锈钢的生产设备
• 十二辊冷轧机组 (1#CRM)，日本三菱重工提供； • 二十辊森吉米尔轧机（2#CRM），法国DMS提供； • 二十辊四立柱轧机（3#CRM），德国SUNDWIG提供
锈钢（如409L）和普通铁素体不锈钢（如430）两大类。 3、马氏体不锈钢 ❖ 马氏体不锈钢淬火后可以得到马氏体组织。 ❖ 具有高强度和高硬度，通过热处理可以调整钢的力学性能。 ❖ 马氏体不锈钢的耐腐蚀性比奥氏体及铁素体稍差。
二、不锈钢的分类
4、双相不锈钢
❖ 双相不锈钢通常由奥氏体和铁素体两相组织构成。两相比例可以通
Mn % ≤2.00 ≤2.00 ≤2.00 ≤2.00 ≤2.00 ≤2.00 ≤2.00 ≤2.00 ≤2.00 ≤2.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00 ≤1.00
主要化学成分
P
S
%
%
≤0.045
≤0.030
≤0.045
≤0.030
≤0.045
≤0.030
≤0.045
比SUS304更耐海水和其他溶剂腐蚀，高温强度特别好，可在苛 刻的条件下使用，加工硬化性好，无磁性
碳含量比SUS316低,耐晶间腐蚀性比SUS316好，高温强度稍差， 可在苛刻的条件下使用，加工硬化性好，无磁性
添加Ti含量，耐晶间腐蚀性好、耐热性，高温强度及高温抗氧 化性良好，加工性、焊接性能良好，不推荐用于表面装饰件 Cr、Ni含量低于304，通过冷轧加工后强度及硬度提高。冷轧后 带有一定磁性 在301的基础上降低C的含量，从而改善了晶间腐蚀。添加N， 弥补C含量降低而引起的强度下降 加工性能、焊接性能良好，高温抗氧化性能良好，能够承受的 温度范围从室温直到575C 与409L相比，含铬高0.5%，在常温下含有少量马氏体组织，屈 服强度、硬度较高，延伸率较低；不含Ti，与SUH409L钢种相
不锈钢熔炼法
不锈钢熔炼法不锈钢是一种极具耐腐蚀、高温抗氧化和韧性强的高级合金材料，广泛应用于化学工业、制药、食品加工等领域。
不锈钢熔炼法是制备不锈钢的主要工艺之一，其基本原理是通过高温下混合不同的金属原料，使其熔化并合金，最终得到不同类型的不锈钢。
不锈钢熔炼法基于冶金学和化学原理，具体步骤包括原料准备、炉料配置、炉内冶炼和成品制备。
1. 原料准备不锈钢熔炼的主要原料包括镍、铬、钢铁、铁、钨、钒等。
这些原料通常以金属粉末、块状、锭等形式存在，需要经过筛分、清理、均匀混合等预处理步骤，以保证原料质量，并减少在熔炼过程中的浪费。
2. 炉料配置在制备不锈钢过程中，需要根据所需不锈钢的成分和性能，计算出合适的炉料配方。
炉料配方涉及到不锈钢的成分比例，以及各原料的粒度、化学成分等细节。
炉料配置的准确性和合理性对不锈钢成品的质量、化学成分和外观效果有直接影响。
3. 炉内冶炼经过原料准备和炉料配置之后，原料将被加入冶炼炉中进行熔炼。
在熔炼过程中，炉内温度需维持在较高水平，使炉料逐渐熔化并混合。
同时，在炉内加入还原剂等助剂，以促进反应的进行。
在冶炼的过程中，需要进行化学分析，以保证炉内的化学成分与目标不锈钢要求相符，同时需要控制炉内的渗碳量、溢流量、清洁度等参数。
4. 成品制备最后得到的熔化液体会进行冷却和凝固，形成不锈钢原料坯体。
原料坯体将根据不同的制备要求进行下一步的热加工或加工工艺，最终成品就产生了。
二、不锈钢熔炼工艺流程首先需要对所需的材料进行筛分、清理、均匀混合等预处理，以确保原材料的质量，并减少浪费。
同时，要根据要求的成分和性能，选择合适的原料。
将原料投入喷枪（或冶炼炉）中，通过氧化还原和电解加热的方式进行熔炼。
炉内温度需维持在合适的范围内，以保持原料的熔化状态，同时需要对熔料的化学成分进行实时监测和分析，及时调整原料配方和炉内气氛，以达到所需成品的工艺要求。
4. 坯体成型成形的步骤中，需要对铸坯进行切割或轧制、热加工等后续处理，形成成品的坯体。
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不锈钢冶炼基础知识太钢铁水冶炼不锈钢工艺技术，以经过“三脱”的铁水和镍、铬合金为原料，经过三步法（电炉+转炉+VOD炉）两步法（电炉+转炉）或一步法（转炉）进行不锈钢的冶炼生产。
其核心工艺是以铁水代替废钢，采用延长吹转炉进行粗炼或精炼，与国际上通用的二步法生产工艺不锈钢相比，具有原料结构灵活、适应性强、生产效率高、钢水残余元素低、方板坯兼容生产、生产成本低的特点，特别适合生产高纯铁素体不锈钢。
目前，国际上生产不锈钢的炼钢工艺，主要有以废钢为主要原料的电炉二步法、电炉三步法及转炉三步法和以铁水主要原料的转炉三步法。
太钢在不锈钢系统改造工程中根据自身特点，确定了以铁水为主要原料的转炉三步法冶炼不锈钢的生产工艺路线，即预处理铁水-电炉预熔合金-K-OBM-S复吹转炉进行冶炼-VOD炉精炼+LF精炼设备和方板坯连铸机。
该工程从2000年8月动工，2002年底正式投产，建成了中国第一条，世界第四条以铁水为主要原料的三步法冶炼不锈钢生产线。
该生产线2003年产量26.6万吨，达到项目目标要求，2004年产量达到36.7万吨，超设计能力。
在引进主要关键设备的基础上，太钢进行了自主开发与创新，形成了一整套以铁水为主要原料，采用三步法冶炼不锈钢生产工艺技术。
比如：人们采用喷吹法，实现铁水预处理脱磷的工业化生产，并开发出预处理站脱硅技术、预处理站脱磷技术、终点温度控制技术等；以铁水为主要原料进行不锈钢冶炼生产；采用超高功率电炉预熔铁合金，有效地弥补了转炉冶炼高合金含量不锈钢时的热源不足问题；在冶炼低合金含量的不锈钢时，通过优化原料配置，可采用一步法或二步法冶炼工艺；采用三步法冶炼低碳、低氮、超纯铁素体等不锈钢新品种；采用K-OBM-S转炉冶炼不锈钢；采用方板坯兼容连铸机。
2003年至2004年，太钢以铁水为主要原料，采用三步法冶炼不锈钢的产量为63.1万吨，新增产值73.96亿元、利税14.09亿元。
不锈钢的飞速发展与炼钢技术进步密切相关，70年代，VOD和AOD炉的应用将不锈的脱碳精炼、从电炉移到VOD和AOD炉中进行，冶炼低碳和超低碳不锈不再是难事。
电炉+AOD （VOD）二步法、三步法炼钢缩短冶炼周期、提高生产效率、降低能源、耐火材料和合金铁的消耗，同时对废钢和合金铁的质量要求可以放松，原料成本有明显下降，为304和316系列不锈钢的推广使用奠定了基础，目前电炉+AOD两步法冶炼的不锈钢占总产量的70%。
90年代随着铁水脱硅、脱硫、脱磷预处理技术开发成功并转入工业化生产，日本新日铁，台湾中钢和巴西的阿谢西塔等联合企业开发了用铁水转炉冶炼不锈钢的新工艺。
工艺分三个步骤，第一步：精制铁水同时用电炉熔化废钢。
第二步，将钢水和铁水倒入转炉，脱炭精炼，第三步，VOD炉终脱炭，脱氧，调整好成份，出钢。
细分起来，铁水炼钢可分为全铁水炼钢和部分铁水炼钢。
全铁水炼钢又分为采用高碳铬铁合金化和用铬矿砂合金化两种方法，铁水经三脱处理后倒入转炉。
部分铁水炼钢先用电炉熔化废钢和合金，然后与三脱铁水一起兑入转炉精炼。
铁水转炉三步法炼钢法使不锈钢的冶炼成本进一步降低，尽管用此方法生产的不锈钢目前只占总产量的5%左右，但仍是最经济，最有发展前途的生产工艺。
我国的宝钢及太钢的铁水转炉冶炼不锈钢已经有所发展；目前采用生产铬铁水法冶炼不锈钢的工艺已经开始发展，另外东北特钢集团的铬矿代替铬铁冶炼不锈钢的工艺也已经开始逐渐成熟。
项目负责人王一德，压力加工专家。
现任太原钢铁（集团）有限公司董事会规划委员会副主任，山西省政府决策咨询委员会专家，中国金属学会不锈钢和耐不锈钢的冶炼方法视原料的不同主要有两类，一类是以固态原料为主，如废钢或合金，先在电炉中熔化炉料，然后在各种不同的转炉中精炼(包括AOD，CLU，K-OBM，KCB，MRP，LD-OB等)。
既可采用最终为VOD真空处理的三步法，也可采用只在转炉后进行简单钢包处理的二步法。
这种方法用电炉作为初炼炉，主要用于熔化炉料，生产不锈钢粗钢水。
目前世界上大多数由不锈钢厂采用的电炉+AOD二步法冶炼不锈钢，其产量总计已突破1000万t，占世界不锈钢总产量的68.7％。
另一类是以铁水为原料，不使用电弧炉化钢，而是在转炉内用铁水加铬矿或铬铁合金直接熔融还原或初脱碳，然后再经真空处理最终脱碳精炼，这种方法由于采用廉价的铁水作原料，可以降低不锈钢生产成本，因而在一些钢铁联合企业中得到了应用。
众所周知，早在六十年代初期就已经有人开发顶吹转炉用铁水冶炼不锈钢的技术，但是单独用转炉冶炼不锈钢是很不经济的。
其原因一是脱磷问题，由于不锈钢的冶炼特点，即高温、低碱度、低FeO，不利于脱磷，因此在铁水预处理尚未发展之前只能用双渣法冶炼；二是单独用转炉冶炼，其脱碳任务重，冶炼时间长，不仅难以同连铸匹配，而且铬的收得率也很低。
八十年代以来，随着铁水预处理技术的逐步发展，脱硅、脱硫、脱磷技术开发成功并转入工业化生产，为转炉冶炼不锈钢提供低硫、磷铁水创造了条件。
同时转炉顶底复合吹炼技术日益完善，开发出较强的、便于调节的、可供多种气体的底吹功能，使转炉吹炼不锈钢的冶金条件更加优越，铬的氧化损失进一步降低。
更重要的是炉外精炼技术发展十分迅猛，特别是RH-OB，RH-KTB，VOD 等真空下吹氧脱碳技术的开发，不仅可以减轻转炉冶炼不锈钢的脱碳任务，缩短转炉冶炼时间，而且可以改善不锈钢的质量和增加品种。
由于上述三项技术的发展，使得转炉用铁水冶炼不锈钢的生产规模逐步扩大，据不完全统计，目前占不锈钢生产总量的5％左右。
本文将着重介绍转炉用铁水冶炼不锈钢的工艺技术装备特点及近年来的发展趋势，以供我国不锈钢炼钢工作者参考。
2工艺流程及产品结构据不完全统计，转炉用铁水冶炼不锈钢的生产厂家列于表1。
由表1可知生产工艺有两类，一类是全铁水冶炼，一类是部分铁水冶炼。
全铁水工艺视使用合金料不同又分为两类：一类采用高碳铬铁作合金料，其厂家以新日铁八幡厂、室兰厂-以及台湾中钢公司为代表；另一类则采用铬矿砂作合金料，先进行熔融还原变成含铬铁水后再进行转炉脱碳精炼，这类工艺以川崎制铁千叶厂和日本钢管福山厂为代表。
部分铁水工艺是先用小电炉熔化废钢和合金，再倒入转炉并兑人铁水吹炼，这类工艺以巴西阿谢西塔厂为代表。
图1表示新日铁八幡厂的转炉不锈钢冶炼工艺流程。
该厂用一个145t 转炉进行生产。
经过脱磷、脱硅、脱硫的铁水兑人LD-OB转炉，转炉冶炼不锈钢时大致分为三个阶段：第一阶段是铁水脱碳期，此阶段的主要功能是用氧气进行铁水脱碳反应及热补偿作业，因为经过脱磷、脱硅、脱硫后的铁水温度已降至1200？1250℃，铁水中硅也只有0.05％以下，所以需要以添加焦炭的方式来补偿热源不足；第二阶段为脱碳期，此阶段需从料仓连续添加大量的高碳铬铁及适量的高碳锰铁、镍粒等合金料，以氧气来继续进行脱碳反应，温度应控制在1700℃以上，同时需通人较大流量的惰性气体进行底吹，增加钢水搅拌功能并降低CO 分压，脱碳保铬；第三阶段为还原期，当碳脱至0.2％？0.3％时，脱碳结束，此时渣中的氧化铬较高，需进行还原以回收金属铬，可通过添加硅铁或铝来进行。
转炉冶炼结束后，钢水倒入VOD炉进行最终脱碳，并在PIM站(喷粉冶金站)上进行成分调整，最后钢水在立式板坯连铸机上铸成板坯。
图2为该工艺冶炼不锈钢时转炉内钢水成分的变化。
表1转炉用铁水冶炼不锈钢的生产厂家*LD-OB，LD-CB即新日铁开发的顶底复合吹炼方法；CSCB即台湾中钢开发的顶底复合吹炼方法；K-BOP即川崎制铁利用奥钢联技术K-OBM开发的复吹方法；SRF即日本钢管开发的熔融还原方法；MRP-L。
即曼内斯曼德马克开发的精炼方法；**括号内为实际最高产量。
图3表示川崎制铁千叶厂新的第四炼钢厂专业化转炉冶炼不锈钢的工艺流程。
该厂采用两座185t顶底复吹转炉，一座用于熔融还原SR-KCB，一座用于脱碳精炼DC-KCB。
这种工艺的最大优点是用铬矿砂取代高碳铬铁直接冶炼不锈钢，因而可以降低成本。
经铁水预处理的三脱铁水和废钢装入SR-KCB转炉，吹氧加热，同时加入石灰和焦炭平衡热量，待废钢完全熔化后，温度达到1540-1560℃时从顶部连续喷入铬矿砂，并继续加入焦炭和石灰进行熔融还原，此时为了进行脱硫和炉渣的再利用，炉渣的碱度控制在2.3-3.0，当钢水温度达到1540-1580℃时，铬含量达到9%-13%，硫＜0.010%时即可出钢。
钢水倒入DC－KCB转炉进一步脱碳精炼，开始时钢水中碳含量较高，需要加大加大氧气流量进行高速脱碳，当碳降至低碳区时实施顶吹氮气并加大底吹惰性气体流量，以提高脱碳效率并防止铬的氧化损失，当碳降至0.1％-0.2％时即可出钢。
钢水倒入VOD炉进一步精炼，在倒入VOD炉时转炉要实施挡渣出钢，以减少VOD炉中的渣量，提高VOD炉脱碳时氧的利用率，当碳降至成品要求，调整成分后即可出钢。
最后通过No.4高速板坯连铸机铸成板坯。
图4表示该工艺流程冶炼不锈钢时各个阶段钢水主要成分的变化。
转炉用全铁水冶炼工艺其所生产的品种主要以410、430型马氏体、铁素体铬钢为主。
304型奥氏体不锈钢也可生产，但所占比例较小。
表2列出新日铁八幡厂和川崎千叶厂生产的不锈钢品种结构。
表2转炉用全铁水工艺生产的不锈钢品种结构/%*铁素体不锈钢中普通铁素体占29.1%，低铬409型铁素体占10.6%，超纯铁素体（444型）占5.6%。
图5表示巴西阿谢西塔厂转炉用部分铁水冶炼不锈钢的工艺流程。
该工艺采用50％左右的铁水，另外50％炉料则由电炉供应。
经铁水预处理脱磷、脱硫后的铁水成分C3.80％，Si0.20％，P0.010％，S0.04％，温度1260℃。
电炉熔化废钢，同时装入由一台变压器功率为1.75MVA、日产能力110t的矿热炉供应的铬铁水。
铬铁水和电炉钢水在钢包内混合后兑入MRP-L。
转炉吹炼，此时，钢水成分：C3.80％，Si0.20％，Mn0.50％，P0.022％，Cr17.95％，Ni1.94％，温度1300？1400℃，当转炉吹炼至碳为0.20％？0.25％，温度1600？1650℃时即可出钢，兑入VOD炉继续精炼至合格成分。
图6为Cr-Ni不锈钢生产过程中成分和温度的变化。
部分铁水工艺最大特点是废钢和合金在电炉内熔化，转炉吹炼时无需加入焦炭补偿热量，冶炼品种范围也很广，以18-8型奥氏体不锈钢为主。
3.转炉及配套设备转炉用铁水生产碳钢和不锈钢二者的冶炼条件差异很大，为了满足生产不锈钢的要求，转炉及配套设备应具备以下条件。
①要有足够的辅助原料及合金铁的料仓及加料装置，以满足冶炼过程中大量合金铁及其它材料添加之需要。
川崎制铁千叶厂新的SR-KCB转炉为了满足能在熔融还原过程中连续添加铬矿砂，同时又不被吹出炉外，开发了一种新型的水冷喷铬矿枪(见图7)，这种喷枪可独立上升下降，为了防止铬矿砂的磨损，喷枪内层衬上耐磨陶瓷材料。