不銹鋼技術(shù)及其發(fā)展(共20頁)

1、不銹鋼技術(shù)(jsh)及其發(fā)展摘要:不銹鋼是工業(yè)與民用建筑中泛應(yīng)用的金屬材料，按其組織狀態(tài)分為(fn wi)馬氏體不銹鋼、鐵素體不銹鋼、奧氏體不銹鋼、雙相不銹鋼四種類型。目前不銹鋼冶煉技術(shù)已從一步法、二步法發(fā)展到三步法冶煉，生產(chǎn)工藝趨于成熟，鋼種結(jié)構(gòu)更加合理，市場應(yīng)用更加廣泛，需求已從民用(mnyng)轉(zhuǎn)向工業(yè)應(yīng)用，是國民經(jīng)濟(jì)中不可替代的產(chǎn)品。關(guān)鍵詞:不銹鋼;技術(shù);發(fā)展STAINLESS STEEL TECHNIQUE AND ITS DEVELOPMENTAbstract: Stainless steel is one metal material extensively applied in

2、 industrial and civil arc;hitec;ture. Ac;c;ording to structure it c;an he divided into four kinds: martensite, ferrite, austenite and duplex stainless steel. At pres-ent its smelting technique has been developed from one-tep, two-tep to three-tep method, production technology has been nearly ripe, g

3、rade composition more reasonable, market application even more wide sprea-ding, and demand for it had been changed from civil to industry. It is a kind of product could not being re-placed in national economyKey Words: stainless steel; technique; development1前言 不銹鋼是指具有抵抗大氣、酸、堿和鹽等腐蝕作用的合金鋼的總稱(zn chn)。

4、通常所說的“不銹”是指其抗腐蝕性能，可歸因于在氧化的環(huán)境中，形成一層氧化鉻表面膜。這層薄膜具有不溶解(rngji)、能自行恢復(fù)和無氣孔的特點(diǎn)。 不銹鋼具有良好的耐腐蝕、耐高溫、耐磨損、外觀精美等特性，用途非常廣泛，是石油、化工、化肥、制藥、食品、國防、餐具(cnj)、合成纖維和石油提煉等行業(yè)中廣泛使用的金屬材料。2不銹鋼的種類和特點(diǎn)不銹鋼有兩種分類法:一種是按合金元素的特點(diǎn)，劃分為鉻不銹鋼和鉻鎳不銹鋼;另一種是按在正火狀態(tài)下鋼的組織狀態(tài)，劃分為M不銹鋼、F不銹鋼、A不銹鋼、A一F雙相不銹鋼。2.1馬氏體不銹鋼馬氏體是奧氏體通過無擴(kuò)散型相變而轉(zhuǎn)變成的亞穩(wěn)相，具有鐵磁性，其硬度、強(qiáng)度主要由過飽和的

5、碳含量決定，隨著碳含量的增加，y相區(qū)邊界逐漸向高鉻方向擴(kuò)展，而鉻含量的增加，又穩(wěn)定鐵素體和縮小奧氏體y相區(qū)，并阻礙冷卻時奧氏體向馬氏體的轉(zhuǎn)變，所以提高鉻含量時，還需相應(yīng)提高碳含量來擴(kuò)大y相區(qū)，才能獲得馬氏體組織。典型的馬氏體不銹鋼有1 Cr13 -4Cr13和9Cr18等。1Cr13鋼加工工藝性能良好，可不經(jīng)預(yù)熱進(jìn)行深沖、彎曲、卷邊及焊接;2Cr13冷變形前不要求預(yù)熱，但焊接前需預(yù)熱。1Cr13 ,2Cr13主要用來制作耐蝕結(jié)構(gòu)件，如汽輪機(jī)葉片等，而3Cr13 ,4Cr13主要用來制作醫(yī)療器械外科手術(shù)刀及耐磨零件，9Cr18可做耐蝕軸承及刀具。2.2鐵素體不銹鋼鐵素體是指鐵和其它元素形成的體心

6、立方晶格結(jié)構(gòu)的固溶體。對一般鋼而言，通常是指碳和其它元素在a鐵中的間隙固溶體(a相)組織，不會發(fā)生奧氏體相變。鐵素體不銹鋼則是指含有大于12%的鉻在a鐵中的間隙固溶體。其中(qzhng)還含有相當(dāng)?shù)偷奶己丸F素體形成元素，如Al, Mo等，以保證鋼的組織主要是鐵素體，它具有強(qiáng)烈的磁性，不能用淬火方法使之硬化。鐵素體不銹鋼的含Cr量一般為13%一30%，含碳量低于0. 25%，有時還加人其它合金元素，金相組織主要是鐵素體，加熱及冷卻過程中沒有a -y轉(zhuǎn)變，抗氧化性強(qiáng)。同時，它還具有良好的熱加工性及一定的冷加工性。鐵素體不銹鋼主要用來制作耐蝕性要求較高而強(qiáng)度要求較低的構(gòu)件，廣泛用于制造生產(chǎn)硝酸、氮肥

7、等設(shè)備和化工使用的管道等。 鐵素體不銹鋼不含鎳或僅含少量的鎳，因而是一種節(jié)鎳不銹鋼，隨著對鐵素體不銹鋼的深人研究和應(yīng)用實(shí)踐，不銹鋼生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)不斷進(jìn)步和完善，采用近代(jndi)不銹鋼生產(chǎn)技術(shù)所生產(chǎn)的低碳、氮，超低碳、氮，以及高純C+N(100一150) x 10一6和超級(Cr+3.3Mo35)鐵素體不銹鋼等現(xiàn)代鐵素體不銹鋼，與用電弧爐單煉并加工生產(chǎn)的傳統(tǒng)(普通)鐵素體不銹鋼相比較，性能上的某些不足已經(jīng)得到了極大程度的克服和相當(dāng)圓滿的解決。 鐵素體不銹鋼已廣泛應(yīng)用于廚房設(shè)備、家用電器、建筑裝飾、交通運(yùn)輸、環(huán)保、市政建設(shè)等幾乎所有與人們生活(shnghu)密切相關(guān)的各個領(lǐng)域，在汽車、廚房設(shè)備

8、中，其產(chǎn)量與消費(fèi)量還有超過鉻鎳奧氏體不銹鋼的趨勢。擴(kuò)大生產(chǎn)與應(yīng)用現(xiàn)代鐵素體不銹鋼已經(jīng)成為世界各國不銹鋼節(jié)鎳的主要方向。日本不銹鋼生產(chǎn)廠家開發(fā)的耐點(diǎn)蝕、耐縫隙腐蝕性和力學(xué)性能俱佳的多種鐵素體不銹鋼種，主要有SUS430J1 L,SUS436J1 L和SUS436J1 L系鋼種。另外，還開發(fā)出SUS445 J2和SUS447等性能優(yōu)良的高耐蝕鐵素體不銹鋼。鐵素體不銹鋼已在世界各主要產(chǎn)鋼國引起重視，成為不銹鋼發(fā)展的重要新趨勢之一。2.3奧氏體不銹鋼 奧氏體不銹鋼是鉻、鎳等元素(yun s)在r - Fe中形成(xngchng)的間隙固溶體，為了使鉻鎳鋼保持完全奧氏體組織，鋼中的鎳含量應(yīng)不少于下列經(jīng)驗(yàn)

9、公式的數(shù)值: Ni(%)=1.1(Cr+Mo+1.5Si+1.SNb)-0.5 Mn-30C-8.2 鋼中加欽和妮是為防止晶間腐蝕，加鑰可提高CrNi不銹鋼在硫酸及氯化物中的腐蝕性能。由于鑰是形成鐵素體的元素，為了使鋼保持純奧氏體組織，需相應(yīng)地提高鋼的含鎳量。 奧氏體不銹鋼的主要特點(diǎn)是，在室溫下具有無磁性的奧氏體組織，鋼的屈強(qiáng)比低，塑性好，焊接性能良好，易于冶煉及鑄鍛熱成形;其成分特點(diǎn)是含有較高的鉻(17%)，鎳(8%-25 %)及其它提高耐蝕性的元素(如鉬、銅、硅、鈮、欽等)。因此，奧氏體類不銹鋼不但有良好的耐蝕性，而且還有良好的力學(xué)性能和工藝性能，從而在機(jī)械設(shè)備上獲得了廣泛的應(yīng)用。 (1)

10、奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕 奧氏體不銹鋼在450一850保溫或緩慢冷卻時，會出現(xiàn)晶間腐蝕(fsh)。含碳量越高，晶間腐蝕傾向性越大。此外，在焊接件的熱影響區(qū)也會出現(xiàn)晶間腐蝕，這是由于在晶界上析出富Cr的Cr23 C6，使其周圍基體產(chǎn)生貧鉻區(qū)，從而形成腐蝕原電池造成的，這種晶間腐蝕現(xiàn)象鐵素體不銹鋼中也是存在的。 工程(gngchng)上常采用以下幾種方法防止晶間腐蝕:降低鋼中的含碳量，使鋼中含碳量低于平衡狀態(tài)下在奧氏體內(nèi)的飽和溶解度，即從根本上解決了鉻的碳化物(Cr23 C6 )在晶界上析出的問題。通常(tngchng)鋼中含碳量降至0. 03%以下即可滿足抗晶間腐蝕性能的要求;加人Ti, Nb等能

11、形成穩(wěn)定碳化物(TiC或NbC)的元素，避免在晶界上析出Cr23 C6，即可防止奧氏體不銹鋼的晶間腐蝕;通過調(diào)整鋼中奧氏體形成元素與鐵素體形成元素的比例，使其具有奧氏體+鐵索體雙相組織，其中鐵素體占5%一12%，這種雙相組織不易產(chǎn)生晶間腐蝕;采用適當(dāng)熱處理工藝，可以防止晶間腐蝕，獲得最佳的耐蝕性。 (2)奧氏體不銹鋼的應(yīng)力腐蝕 應(yīng)力(主要(zhyo)是拉應(yīng)力)與腐蝕的綜合作用所引起的開裂，稱為應(yīng)力腐蝕開裂，簡稱SCC ( Stress-Crack Corrosion)。奧氏體不銹鋼容易在含氯離子的腐蝕介質(zhì)中產(chǎn)生(chnshng)應(yīng)力腐蝕。當(dāng)含Ni量達(dá)到8%-10%時，奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕傾向性

12、最大，繼續(xù)增加含Ni量，應(yīng)力腐蝕傾向逐漸減小，直至(zhzh)消失。防止奧氏體不銹鋼應(yīng)力腐蝕的最主要途徑是加人一定量的Si，并從冶煉上控制N含量，還應(yīng)盡量減少P,Sb, Bi, As等雜質(zhì)的含量。另外，可選用A一F雙相鋼，它在C1一和OH一介質(zhì)中對應(yīng)力腐蝕不敏感。 (3)奧氏體不銹鋼的形變強(qiáng)化單相的奧氏體不銹鋼具有良好的冷變形性能，可以冷拔成很細(xì)的鋼絲，冷軋成很薄的鋼帶或鋼管。經(jīng)過大量變形后，鋼的強(qiáng)度大大提高。奧氏體不銹鋼經(jīng)形變強(qiáng)化后，可用來制造不銹彈簧、鐘表發(fā)條、航空結(jié)構(gòu)中的鋼絲繩等。形變后若需焊接，則只能采用點(diǎn)焊工藝，形變使應(yīng)力腐蝕傾向性增加。 (4)奧氏體不銹鋼的熱處理 奧氏體不銹鋼常用

13、熱處理工藝:固溶處理、穩(wěn)定化處理和去應(yīng)力處理等。 固溶處理:將鋼加熱到1 050一1 150后水淬，主要口的是使碳化物溶于奧氏體中，并將此狀態(tài)保留到室溫，這樣鋼的耐蝕性會有很大改善。如上所述，為了防止晶間腐蝕，通常采用固溶化處理，使Cr23 C6溶于奧氏體中，然后快速冷卻。對于薄壁件可采用空冷，一般情況采用水冷。 穩(wěn)定化處理(chl):一般是在固溶處理后進(jìn)行，常用于含Ti,Nb的鋼，固溶處理后，將鋼加熱到850-880保溫后空冷，此時C:的碳化物完全溶解(rngji)，且在冷卻過程中充分析出，使碳不可能再形成鉻的碳化物，有效(yuxio)地消除了晶間蝕。 去應(yīng)力處理:去應(yīng)力處理是消除鋼在冷加工

14、或焊接后的殘余應(yīng)力的熱處理工藝，一般加熱到300一350回火。對于不含穩(wěn)定化元素Ti, Nb的鋼，加熱溫度不超過4500C，以免析出鉻的碳化物而引起晶間腐蝕。對于超低碳和含Ti, Nb不銹鋼的冷加工件和焊接件，需在500一950加熱，然后緩冷，消除應(yīng)力(消除焊接應(yīng)力取上限溫度)，可以減輕晶間腐蝕傾向，并提高鋼的應(yīng)力腐蝕抗力。2.4奧氏體一鐵素體雙相不銹鋼 雙相不銹鋼由奧氏體相和鐵素體相所組成，它在一定程度上兼有奧氏體和鐵素體鋼的特征。奧氏體相的存在，降低了高鉻鐵素體不銹鋼的脆性，防止了晶粒長大傾向，提高了韌性和可焊性;鐵素體相的存在，提高了奧氏體不銹鋼的室溫強(qiáng)度，尤其是屈服強(qiáng)度和導(dǎo)熱系數(shù)，降低

15、膨脹系數(shù)和焊接熱裂傾向，同時大大提高鋼的耐應(yīng)力腐蝕開裂性能，還可改善耐點(diǎn)蝕等性能。但是雙相不銹鋼因奧氏體相和鐵素體相同時存在而帶來某些缺點(diǎn)，因鐵素體含量較多，保留了高鉻鐵素體不銹鋼的各種脆性傾向，尤以鐵素體為基體的高鉻(如25%Cr)、鑰雙相不銹鋼最為顯著。另外，因鐵素體和奧氏體相的變形能力不同，冷熱加工性能較差。3不銹鋼的發(fā)展(fzhn)歷史與現(xiàn)狀 不銹鋼的探索階段或者早期(zoq)研究階段是在1797年一1878年，當(dāng)時人們注意到了鉻可以提高鋼產(chǎn)品的抗蝕性。著名的電磁學(xué)家法拉第曾經(jīng)是最先將低合金鋼的生銹納人研究課題的發(fā)起人。但是對不銹鋼研究有顯著進(jìn)展的階段是在1895年-1910年，其主要

16、標(biāo)志是發(fā)表(fbio)了許多很有價值的研究論文，至此，不銹鋼被學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界納人了研究范疇。 在這之后的數(shù)年間，有多個國家?guī)缀跬瑫r研制成功了不銹鋼。英國人H. Brearley開發(fā)出了與現(xiàn)在AISI420相當(dāng)?shù)牟讳P鋼;美國人C. Dantsizen等開發(fā)了與現(xiàn)在SUS430相當(dāng)?shù)牟讳P鋼，并進(jìn)行了工業(yè)化生產(chǎn)。按凝固組織來分，這些不銹鋼分別為馬氏體、鐵素體、奧氏體一鐵素體和沉淀硬化不銹鋼;按化學(xué)成分來分，基本上屬于Fe-Cr和Fe-C-Ni兩大體系，研制時只是用鉗禍冶煉法少量生產(chǎn)。 1922年?duì)t頂旋開式電弧爐問世，隨后用氧化還原法冶煉不銹鋼。由于電弧爐具有氧化損失少的特性，特別適合于生產(chǎn)高合金鋼，

17、因此，不銹鋼的熔煉逐漸轉(zhuǎn)到電弧爐，而不用平爐或感應(yīng)爐。當(dāng)時氧化熔煉是以碳素廢鋼、純鐵以及在還原期才加人的低碳鉻鐵為原料，而不使用廢不銹鋼，因?yàn)閺U不銹鋼中所含有的鉻鐵在熔煉時會妨礙脫碳。1931年，礦石氧化脫碳法進(jìn)人了實(shí)用階段，美國Rustlers鋼廠率先采用該法，并稱之為Rustlers法，用廉價的廢不銹鋼高碳鉻鐵，鉻礦石作生產(chǎn)料來代替昂貴的低碳鉻鐵。40年代，氧化在煉鋼中得到工業(yè)(gngy)規(guī)模的應(yīng)用，吹氧冶煉不銹鋼的方法逐漸普及，電弧爐內(nèi)吹氧，就能高速脫碳，并可大量利用廢不銹鋼。以上所述即是不銹鋼冶煉技術(shù)發(fā)展歷程中最初的一步法工藝，其特點(diǎn)是在電弧爐內(nèi)完成所有的冶金任務(wù)(熔化(rnghu)、

18、精煉、還原和合金化)。 1954年，美國的聯(lián)合碳化物公司尼亞加拉金屬實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)氫氧脫碳原理。人們意識到，降低CO分壓，利用降碳保鉻，于是(ysh)開始研究真空下吹氧冶煉不銹鋼工藝。德國于1965年開發(fā)了世界上第一臺真空吹氧脫碳爐-VOD；1968年，第一臺工業(yè)化AOD也在美國喬士林(現(xiàn)名史萊特)不銹鋼公司投產(chǎn)。 到60年代，出現(xiàn)了較為成熟的不銹鋼冶煉二步法工藝(Duplex process)，即1臺電爐加1臺VOD脫氣裝置或1臺AOD精煉轉(zhuǎn)爐。至此，單步工藝的弊端常壓下冶煉不銹鋼時，冶煉溫度提高，耐火材料燒損嚴(yán)重等得到解決。之后，單步法生產(chǎn)工藝逐漸退出歷史舞臺，到1991年用電弧爐單煉的不銹鋼

19、只占不銹鋼總產(chǎn)量的0.5%。 由于AOD與電弧爐相比，具有容易生產(chǎn)低碳和超低碳不銹鋼、可以利用廉價的高碳鉻鐵和廢鋼生產(chǎn)不銹鋼及設(shè)備簡單、操作方便、基建投資低和經(jīng)濟(jì)效益顯著等優(yōu)點(diǎn)，因此，在70年代就得到普遍推廣和應(yīng)用。口前AOD法仍然是冶煉不銹鋼的主要方法，世界上大多數(shù)不銹鋼廠采用的電爐+AOD二步法冶煉不銹鋼，其產(chǎn)量(chnling)總計(jì)已突破1000萬t，占世界不銹鋼總產(chǎn)量的68. 7%。經(jīng)過多年的發(fā)展，AOD也出現(xiàn)了許多技術(shù)改進(jìn)，如新日鐵增加頂槍吹氧，使吹煉工藝更加完善(wnshn)，日本住友金屬的AOD吹煉過程中加鉻礦石等，同時AOD還派生出了新的方法，如VODC法等。兩步法是以廢鋼或合

20、金等固態(tài)原料為主。 60年代，隨著吹氧法的發(fā)展和廢不銹鋼的用盡，開始研究以廉價的高碳鉻鐵和鐵水作為不銹鋼冶煉原料，并提出用脫碳速度快的氧氣轉(zhuǎn)爐冶煉不銹鋼。但是單獨(dú)用轉(zhuǎn)爐冶煉不銹鋼是不經(jīng)濟(jì)的，其原因一是脫磷問題(wnt)，由于不銹鋼的冶煉特點(diǎn)，即高溫、低堿度、低Fe0，不利于脫磷，因此，在鐵水預(yù)處理尚未發(fā)展之前只能用雙渣法冶煉;二是單獨(dú)轉(zhuǎn)爐冶煉，其脫碳任務(wù)重，冶煉時間長，不僅難以同連鑄匹配，而且鉻的收得率也很低。80年代以來，隨著鐵水預(yù)處理技術(shù)逐步發(fā)展，脫硅、脫硫、脫磷技術(shù)開發(fā)成功并轉(zhuǎn)人工業(yè)化生產(chǎn)，為轉(zhuǎn)爐用鐵水冶煉不銹鋼提供低硫、磷鐵水創(chuàng)造了條件。更重要的是爐外精煉技術(shù)發(fā)展十分迅猛，特別是RH一

21、OB,RH一KTB,VOD等真空下吹氧脫碳技術(shù)的開發(fā)，不僅可以減輕轉(zhuǎn)爐冶煉不銹鋼的脫碳任務(wù)，縮短轉(zhuǎn)爐冶煉時間，而且可以改善不銹鋼的質(zhì)量和增加品種。上述三項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展，使得轉(zhuǎn)爐用鐵水冶煉不銹鋼的生產(chǎn)規(guī)模逐漸擴(kuò)大。轉(zhuǎn)爐用鐵水冶煉不銹鋼的生產(chǎn)工藝有兩類，一類是全鐵水冶煉，另一類是部分鐵水冶煉。全鐵水工藝按使用合金料不同又分為兩類:一類采用高碳鉻鐵做合金料，其廠家以新日鐵八蟠廠(見圖1)、室蘭廠以及臺灣中鋼公司為代表;另一類則采用鉻礦砂做合金料，先進(jìn)行熔融還原變成含鉻鐵水后，再進(jìn)行轉(zhuǎn)爐脫碳精煉，這類工藝以川崎制鐵千葉廠和日本鋼管福山廠為代表。部分鐵水工藝是先用小電爐熔化廢鋼和合金，再倒人轉(zhuǎn)爐并兌人鐵水

22、吹煉，這類工藝以巴西阿謝西塔廠為代表。圖1日本新日(xn r)鐵八蟠廠的轉(zhuǎn)爐冶煉不銹鋼工藝流程新日鐵八蟠廠用一個145 t轉(zhuǎn)爐進(jìn)行生產(chǎn)，經(jīng)過(jnggu)脫磷、脫硅、脫硫的鐵水兌人LD-OB轉(zhuǎn)爐，轉(zhuǎn)爐冶煉不銹鋼時大致分為三個階段:第一階段是鐵水脫碳期，此階段的主要功能(gngnng)是用氧氣進(jìn)行鐵水脫碳反應(yīng)及熱補(bǔ)償作業(yè)，因?yàn)榻?jīng)過脫磷、脫硅、脫硫后鐵水溫度已降至1200-12500C，鐵水中硅也只有0.O5%(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))以下，所以需要以添加焦炭的方式來補(bǔ)償熱源不足;第二階段為脫碳期，此階段需從料倉連續(xù)添加大量的高碳鉻鐵及適量的高碳錳鐵、鎳料等合金料，以氧氣來繼續(xù)進(jìn)行脫碳反應(yīng)，溫度應(yīng)控制在170

23、0以上，同時需通人較大流量的惰性氣體進(jìn)行底吹，增加鋼水?dāng)嚢韫δ懿⒔档虲O分壓，脫碳保鉻;第三階段為還原期，當(dāng)碳脫至口標(biāo)要求時，脫碳結(jié)束，此時，渣中的氧化鉻較高，可通過添加硅鐵或鋁進(jìn)行還原，以回收金屬鉻。轉(zhuǎn)爐冶煉結(jié)束后，鋼水倒人VOD爐進(jìn)行最終脫碳，并在PIM站(噴粉冶金站)上進(jìn)行成分調(diào)整，最后鋼水在立式板坯連鑄機(jī)上鑄成板坯。 與此同時，隨著轉(zhuǎn)爐冶煉不銹鋼技術(shù)的發(fā)展(fzhn)及不銹鋼精煉技術(shù)的多樣化，如K-OBM, MRP-L,CLU,RH-OB (KTB ) , ASEA-SKF等，克服了兩步法存在的缺陷，逐步開發(fā)出了三步法工藝(Tripleprocess)，將不銹鋼的冶煉引人嶄新階段。三步

24、法在保留AOD,VOD優(yōu)點(diǎn)(yudin)的基礎(chǔ)上，將頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐引人了不銹鋼生產(chǎn)，其流程是:初煉爐(電爐或轉(zhuǎn)爐)+轉(zhuǎn)爐式脫碳爐+真空精煉爐。 根據(jù)(gnj)工廠的原料及其它條件，初煉爐既可選電爐也可以選轉(zhuǎn)爐。精煉轉(zhuǎn)爐的型式有普通復(fù)吹轉(zhuǎn)爐LD,曼內(nèi)斯曼德馬克公司開發(fā)的MRP一L轉(zhuǎn)爐和奧鋼聯(lián)開發(fā)的K一OBM轉(zhuǎn)爐。轉(zhuǎn)爐的功能主要是快速脫碳并避免鉻的氧化。第三步的真空精煉爐主要采用VOD，個別廠采用RH一OB或RH -KTB，口的是將鋼水在真空下進(jìn)一步精煉，并調(diào)整成分。 三步法克服了EAF一AOD較高的氫氧消耗和爐襯消耗，縮短了EAF一VOD所需要的較長處理時間。采用頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，實(shí)現(xiàn)高速脫碳，從而優(yōu)

25、化煉鋼工藝，提高質(zhì)量、降低成本，獲得最佳的冶金效果。另外，轉(zhuǎn)爐爐襯壽命高、產(chǎn)品范圍廣、質(zhì)量好(O,N,H低)，有利于同連鑄的匹配，提高連鑄爐數(shù)。日本川崎制鐵千葉廠新的第四煉鋼廠專業(yè)化冶煉不銹鋼的典型(dinxng)三步法工藝流程，見圖20圖2日本(r bn)川崎制鐵千葉廠三步法工藝流程川崎制鐵千葉廠采用兩座185 t頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐，一座用于熔融(rngrng)還原SP一KCB，一座用于脫碳精煉DC-KCB。這種工藝最大優(yōu)點(diǎn)是用鉻礦砂取代高碳鉻鐵直接冶煉不銹鋼，因而可以降低成本。經(jīng)鐵水預(yù)處理的三脫鐵水和廢鋼裝人SP-KCB轉(zhuǎn)爐，吹氧加熱，同時加人石灰和焦炭平衡熱量，待廢鋼完全熔化后，溫度達(dá)到1 -

26、540-1 -560時，從頂部連續(xù)噴人鉻礦砂，并繼續(xù)加人焦炭和石灰進(jìn)行熔融還原，此時，為了進(jìn)行脫硫和爐渣的再利用，爐渣的堿度控制在2.3-3.0，當(dāng)鋼水溫度達(dá)到1540-1580、鉻含量達(dá)到9%-13%,S 0.010%時，即可出鋼。鋼水倒人DC-KCB轉(zhuǎn)爐進(jìn)一步脫碳精煉，開始時鋼水中碳含量較高，需要加大氧氣流量進(jìn)行高速脫碳，當(dāng)碳降至低碳區(qū)時，實(shí)施頂吹氮?dú)?，并加大底吹惰性氣體流量，以提高脫碳效率并防止鉻的氧化損失，當(dāng)碳降至0.1%一0.2%(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))時即可出鋼。鋼水倒人 VOD爐進(jìn)一步精煉，在倒人VOD爐時，轉(zhuǎn)爐要實(shí)施擋渣出鋼，以減少VOD爐中的渣量，提高VOD爐脫碳時氧的利用率，當(dāng)碳降至

27、成品要求，調(diào)整成分后即可出鋼。最后通過4#高速板坯連鑄機(jī)鑄成板坯。4 不銹鋼產(chǎn)品(chnpn)的消費(fèi)結(jié)構(gòu)據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)報(bào)道，口前世界不銹鋼材料總的消費(fèi)結(jié)構(gòu)為:交通運(yùn)輸占22 %，建筑占17%，金屬制品(加工制品、食品器皿等)占26 %，電子機(jī)械占12% ,其它占23 %。發(fā)達(dá)國家不銹鋼消費(fèi)以建筑結(jié)構(gòu)、家電、工業(yè)為主，工業(yè)設(shè)施采用的不銹鋼比例約為15%一20 %;中等發(fā)達(dá)國家以運(yùn)輸、管線為主;發(fā)展中國家則以器皿為主。汽車工業(yè)、水工業(yè)、家電業(yè)、環(huán)保工業(yè)、工業(yè)設(shè)施等行業(yè)都是不銹鋼消費(fèi)的主要領(lǐng)域，并且不銹鋼應(yīng)用領(lǐng)域日益(ry)廣泛。我國不銹鋼應(yīng)用市場中，金屬制品(容器(rngq)、鋼管、刀叉等)處于第一位

28、，占42 %，其次為建筑裝飾17.4%、機(jī)械工程17.3%、電子電機(jī)6. 9%、交通運(yùn)輸5.3%、其它占11.6%。需求地區(qū)分布以廣東居首位，約占31%，其次為浙江及江蘇各約占13%，山東占10%，其它地區(qū)合計(jì)約占33% o中國民用(mnyng)不銹鋼領(lǐng)域中，廚衛(wèi)制品占33%，建筑裝飾占54 %，家電占11%，汽車應(yīng)用占2%。具體鋼種分布，廚衛(wèi)制品:400系占54 % , 300系占15% ,200系占31%;建筑(jinzh)裝飾:400系占39.8% ,300系占24% ,200系占36.3%;家電:400系占51.9% ,300系占18.8% ,200系占30%;汽車排氣系統(tǒng)全部為400

29、系。從世界不銹鋼的需求結(jié)構(gòu)分析，發(fā)達(dá)國家(f d u ji)以工業(yè)需求為主，發(fā)展中國家以民用為主。我國不銹鋼材料消費(fèi)結(jié)構(gòu)正處于重點(diǎn)調(diào)整階段。5 2009年國內(nèi)不銹鋼市場分析5.1 2009年中國不銹鋼生產(chǎn)、進(jìn)出口、表觀消費(fèi)量的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)2009年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù):(1)不銹鋼粗鋼產(chǎn)量880.47萬t，同比增加186.15萬t，增長26.81 %。其中，Cr一Ni鋼(300系)458.41萬t，占總量的52.06%，同比增長1.53%; Cr鋼(400系)255.62萬t，占總量的29.03 %，同比增長2.21%; Cr-Mn鋼(200系)166.44萬t，占總量的18.90%，同比降低3.74% o

30、(2)進(jìn)口不銹鋼129.77萬t，同比增加8.52萬t,增長7.03%;出口不銹鋼75.2萬t，同比減少30.46萬t，降低28.83 %。總進(jìn)口量仍然大于出口量54.57萬t，其中半制品(錠坯)凈進(jìn)口18.28萬t，熱卷板凈進(jìn)口26.94萬t，冷卷板(寬)凈進(jìn)口13.43萬t，窄板凈進(jìn)口7.24萬t，長材凈進(jìn)口3.41萬t。管材(包括石油天然氣管)和管件均實(shí)現(xiàn)凈出口14.73萬t。國產(chǎn)不銹鋼材滿足國內(nèi)市場程度進(jìn)一步提高，自給率達(dá)到85.37%，比去年提高了4.13 % 。(3)不銹鋼產(chǎn)品表觀消費(fèi)量822萬t，同比增加198萬t，增長31.73%。5.2 2009年有關(guān)中國(zhn u)不銹鋼

31、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的解析2009年不銹鋼統(tǒng)計(jì)(tngj)數(shù)據(jù)分析:(1) 2009年不銹鋼生產(chǎn)(shngchn)、消費(fèi)出現(xiàn)較大幅度增長的主要原因是國家一系列增加投資、促進(jìn)消費(fèi)政策的帶動。2009年受國際金融危機(jī)的影響，除我國外，全球不銹鋼產(chǎn)量和消費(fèi)量繼續(xù)萎縮。為了應(yīng)對席卷全球的金融危機(jī)，我國采取了一系列增加投資、促進(jìn)消費(fèi)的政策措施，帶動了不銹鋼的需求，這是2009年我國不銹鋼生產(chǎn)、消費(fèi)迅速扭轉(zhuǎn)2008年的下滑趨勢，出現(xiàn)較大幅度增長的主要原因。但是，同時應(yīng)當(dāng)看到，2009年的大幅增長是在2008年不銹鋼產(chǎn)量、表觀消費(fèi)量與2007年相比出現(xiàn)負(fù)增長情況下實(shí)現(xiàn)的。如果用2009年與2007年相比，全年產(chǎn)量遞增是

32、10.ss%，表觀消費(fèi)量遞增14.77 %。( 2) 2009年鐵素體不銹鋼的比例達(dá)到國際平均水平，鐵素體鋼的市場正在繼續(xù)拓寬。2009年400系鐵素體不銹鋼的比例繼續(xù)提高，達(dá)到了29.03 %;比2008年增加了2.21 %，基本達(dá)到國際平均水平。國有大型企業(yè)鐵素體不銹鋼的比例繼續(xù)增長，寶鋼達(dá)到48 %，太鋼達(dá)到42 %。一些中型不銹鋼企業(yè)也在積極準(zhǔn)備生產(chǎn)，廣東地區(qū)部分五金制品企業(yè)已經(jīng)推廣使用鐵素體不銹鋼，鐵素體不銹鋼市場正在繼續(xù)拓寬。(3)國產(chǎn)不銹鋼材自給率進(jìn)一步提高，達(dá)到85%以上。2009年我國生產(chǎn)的不銹鋼材滿足國內(nèi)市場的程度(chngd)進(jìn)一步提高，達(dá)到8s. 37%，比2008年提

33、高了4.13 %。(4)不銹鋼進(jìn)口增加，出口(ch ku)減少，國際市場環(huán)境未見好轉(zhuǎn)。在國內(nèi)產(chǎn)量(chnling)進(jìn)一步增加的同時，進(jìn)口增長7.03 %，說明在產(chǎn)品開發(fā)、質(zhì)量提升、配套服務(wù)、滿足用戶、特別是工業(yè)用戶需求等方面仍有一定差距。另外，受國際市場消費(fèi)萎縮和貿(mào)易保護(hù)的影響，國內(nèi)不銹鋼出口降低28.83%。6 我國不銹鋼產(chǎn)業(yè)的發(fā)展6.1不銹鋼工業(yè)產(chǎn)能集中度有望進(jìn)一步提高目前我國的不銹鋼企業(yè)主要由國有鋼鐵企業(yè)、外資企業(yè)和民營企業(yè)三大部分組成。其中，國有企業(yè)主要包括太鋼(300萬t/a)、寶鋼(1s0萬t/a)、酒鋼(120萬t/a)、唐鋼(60萬t/a)和一些國有特鋼企業(yè)等;外資企業(yè)包括張家

34、港浦項(xiàng)(80萬t/a)和聯(lián)眾(200萬t/a)等;以福建吳航、青山控股為龍頭的民營企業(yè)則形成了又一不銹鋼企業(yè)大陣營。據(jù)估計(jì)，口前我國不銹鋼的冶煉產(chǎn)能總計(jì)為1700萬t/a，其中國有企業(yè)和外資企業(yè)的產(chǎn)能大約占60% o近年來新投產(chǎn)的不銹鋼企業(yè)的產(chǎn)能規(guī)?；旧隙荚趕o萬t左右，如聯(lián)眾二期(120萬t/a)、酒鋼二期(60萬t/a)、山東泰山鋼鐵(60萬t/a)、振石集團(tuán)東方特鋼一期(4s萬t/a)等。隨著鋼廠規(guī)模的擴(kuò)大，其竟?fàn)巸?yōu)勢也日漸明顯。這樣一來，那些規(guī)模小且設(shè)備落后的企業(yè)將可能被整合或被淘汰。當(dāng)然，與歐洲只有4家不銹鋼廠、美國只有3家不銹鋼廠的狀況相比，我國不銹鋼企業(yè)的整合之路還很長。我國的

35、不銹鋼工業(yè)在經(jīng)歷了前幾年的高速發(fā)展之后，預(yù)計(jì)未來幾年將進(jìn)人行業(yè)整合、優(yōu)勝劣汰的階段。6.2不銹鋼需求將從以民用為主轉(zhuǎn)向(zhunxing)工業(yè)為主德國亨氏帕里澤(Heinz Pariser)合金咨詢公司對中國不銹鋼的需求狀況與日本(r bn)的不銹鋼需求狀況進(jìn)行了比較，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，中國的不銹鋼需求水平比日本的不銹鋼需求水平落后了20年，即我國1988年-2008年不銹鋼需求(xqi)呈現(xiàn)出的持續(xù)快速增長情況與日本1968年-1988年的增長情況相似。如果這種勢頭繼續(xù)保持下去的話，那么中國未來10年，即2009年- 2018年不銹鋼需求水平將與日本1989年-1998年的需求水平類似，會出現(xiàn)一個平

36、臺期，然后下一個10年將轉(zhuǎn)人緩慢增長期。未來10年我國不銹鋼消費(fèi)結(jié)構(gòu)將從口前的以民用為主轉(zhuǎn)向以工業(yè)領(lǐng)域的消費(fèi)為主。特別是運(yùn)輸裝備和工業(yè)機(jī)械領(lǐng)域的需求份額將增加，將分別從現(xiàn)在的3.9%和11.5%增至12.4%和24 %。而建筑領(lǐng)域和金屬制品領(lǐng)域的需求份額將下降，將分別從口前的29 .1%和40%降至19.1%和22.4 %。此外，電子電器領(lǐng)域的需求份額也將下降，而其它一些領(lǐng)域需求份額將增加。據(jù)有關(guān)專家預(yù)計(jì)，我國未來10年極具增長潛力的不銹鋼下游需求領(lǐng)域有電廠凝汽器、石化行業(yè)熱交換裝置、船舶制造業(yè)和海水淡化領(lǐng)域等。特別是電力行業(yè)的需求潛力巨大，據(jù)有關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)計(jì)，未來5年內(nèi)我國鍋爐用鋼管的需求量有望

37、達(dá)到110萬t，而未來15年內(nèi)的需求量有望達(dá)到280萬t。 此外，我國口前的人均不銹鋼消費(fèi)量為5.2 kg,與歐美等發(fā)達(dá)地區(qū)和國家的人均消費(fèi)水平相比，尚有很大差距，隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平提高，我國不銹鋼人均消費(fèi)量還將進(jìn)一步提高。6.3鋼種(gngzhng)結(jié)構(gòu)更加合理 經(jīng)過10年發(fā)展，中國不銹鋼鋼種結(jié)構(gòu)(jigu)發(fā)生了很大改變。奧氏體(300系)不銹鋼比例由10年前的90%，目前下降到50%左右，鐵素體(400系)不銹鋼比例提高到30%以上(yshng)，200系不銹鋼比例逐年上升，口前已接近20 %。不銹鋼行業(yè)，特別是太鋼、寶鋼等企業(yè)加快了新型超級鐵素體不441,443,444,446等的研發(fā)、生產(chǎn)和推廣，為制品、焊管等下游用戶提供更加價廉物美的材料。另外，要大力推廣雙相不銹鋼，不僅能提供中厚板，還要提供冷熱薄板，目前重點(diǎn)是推廣節(jié)約型2101,2003等。經(jīng)過10年努力，使中國鋼種結(jié)構(gòu)達(dá)到:奧氏體50