不銹鋼生產(chǎn)工藝概述

不銹鋼生產(chǎn)工藝概述第1頁(yè)/共67頁(yè)主要內(nèi)容一、不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí)二、不銹鋼煉鋼工藝及裝備三、不銹鋼熱軋工藝及裝備四、不銹鋼冷軋工藝及裝備第2頁(yè)/共67頁(yè)在大氣、水、酸、堿和鹽等溶液，或其他腐蝕介質(zhì)中具有化學(xué)穩(wěn)定性的鋼的總稱(chēng)耐大氣、蒸汽和水等弱介質(zhì)腐蝕的通常稱(chēng)為不銹鋼耐酸、堿和鹽等強(qiáng)介質(zhì)腐蝕的通常稱(chēng)不銹耐蝕鋼耐高溫環(huán)境中介質(zhì)腐蝕的通常稱(chēng)為不銹耐熱鋼不銹鋼在石油化工、原子能、輕工、紡織、食品、家用器械、電器、汽車(chē)等方面應(yīng)用廣泛不銹鋼的定義一、不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí)第3頁(yè)/共67頁(yè)1904-1906年，法國(guó)人吉耶（L.B.Guillet）首先對(duì)Fe-Cr-Ni合金進(jìn)行了基礎(chǔ)研究1907-1911年，法國(guó)人波特萬(wàn)(A.M.Portevin)和英國(guó)人吉森(W.Giesen)分別發(fā)現(xiàn)了Fe-Cr和Fe-Cr-Ni合金耐蝕性1908-1911年，德國(guó)人蒙娜爾茨(P.Monnartz)揭示了鋼的耐蝕性原理并提出了鈍化的概念1912—1913年，英國(guó)人布里爾利（H.Brearly）發(fā)明了含12-13%Cr的馬氏體不銹鋼并獲得專(zhuān)利1911--1914年，美國(guó)人Dantsizen發(fā)明了含14-16%Cr,0.07-0.15%C的鐵素體不銹鋼1912—1914年，德國(guó)人毛雷爾(E.Maurer)和施特勞斯(B.Strauss)發(fā)明了18-8奧氏體不銹鋼，并于1929年取得專(zhuān)利權(quán)1931年，在法國(guó)的Uniex實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)了雙相不銹鋼一、不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí)不銹鋼的歷史第4頁(yè)/共67頁(yè)不銹

鋼鋼=Fe-C,%C小于2%不生銹=不氧化鉻氧化膜

保護(hù)鋼的機(jī)體Cr2O3不銹鋼的耐腐蝕原理Cr是比Fe更容易氧化的金屬Cr與空氣中的O2

反應(yīng)生成鉻的氧化層穩(wěn)定的氧化膜要求Cr>12%一、不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí)第5頁(yè)/共67頁(yè)一、不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí)Cr對(duì)不銹鋼的耐腐蝕性的影響第6頁(yè)/共67頁(yè)Fe-Cr二元合金相圖一、不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí)Fe-Cr二元相圖第7頁(yè)/共67頁(yè)碳、氮對(duì)Fe-Cr二元相圖的影響一、不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí)相界相界第8頁(yè)/共67頁(yè)合金元素對(duì)組織的影響:

擴(kuò)大鐵素體元素:

Cr,Mo,Si,Nb,Ti,…

擴(kuò)大奧氏體元素:

C,N,Ni,Mn,

Cu,…不銹鋼分類(lèi)（按組織）:馬氏體

Martensitic鐵素體

Ferritic,

奧氏體

Austenitic,

雙相

duplex(ferritic-austenitic)不銹鋼的分類(lèi)一、不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí)第9頁(yè)/共67頁(yè)合金元素與組織的關(guān)系Schaeffler-Delong圖420J1[Cr]=Cr+2Si=13.91[Ni]=Ni+25C+30N+0.5Mn=5.98BN1P[Cr]=Cr+2Si=15.66[Ni]=Ni+25C+30N+0.5Mn+0.3Cu=12.37一、不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí)420J1BN1P第10頁(yè)/共67頁(yè)不銹鋼鉻系（AISI400系）鉻鎳系（AISI300系）馬氏體不銹鋼鐵素體不銹鋼奧氏體不銹鋼雙相不銹鋼沉淀硬化不銹鋼Fe-Cr-CFe-Cr-Ni2Cr13(420)1Cr13(410)1Cr17Ni2(431)0Cr17(430)0Cr11Ti(409)AISI200系0Cr19Ni9(304)0Cr17Ni12Mo2(316)1Cr17Mn6Ni5(201)1Cr18Mn8Ni5N(202)1Cr25Ni5Mo1.5(329)Cr25Ni5Mo3N0Cr17Ni7AlAISI600系鋼種分類(lèi)代表鋼種按組織結(jié)構(gòu)按化學(xué)成分00Cr25Mo2(446M)一、不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí)第11頁(yè)/共67頁(yè)奧氏體不銹鋼的發(fā)展簡(jiǎn)圖1Cr18Ni90Cr19Ni13Mo300Cr19Ni13Mo3超級(jí)不銹鋼0Cr17Ni12Mo200Cr18Ni14Mo2Cu200Cr17Ni14Mo200Cr19Ni15Mo4.5N00Cr17Ni13Mo2N0Cr17Ni12Mo2N316NG0Cr23Ni130Cr18Ni10Ti0Cr18Ni90Cr18Ni11Nb00Cr19Ni100Cr18Ni11Nb0Cr19Ni9N00Cr19Ni10N304NG0Cr20Ni111Cr18Ni120Cr18Ni9Cu3Y1Cr18Ni9Y1Cr18Ni9Se1Cr17Mn6Ni5N2Cr17Mn15NiN1Cr18Mn10Ni5Mo3N1Cr17Ni7強(qiáng)度N、Mn代Ni強(qiáng)度CaddedN、Mn代Ni耐蝕性Moadded切削性能Sadded表面加工Seadded降低加工硬化Niadded冷加工性Cuadded焊后耐蝕性CLowered耐晶間腐蝕性CLowered強(qiáng)度Nadded耐蝕性、強(qiáng)度耐晶間腐蝕性Tiadded耐晶間腐蝕性Nbadded焊接性CrNiincreased強(qiáng)度Nadded核工業(yè)Ta、CoLowered耐蝕性Moadded強(qiáng)度Nadded耐晶間腐蝕性Clowered強(qiáng)度、耐晶間腐蝕性Nadded耐還原介質(zhì)Cuadded強(qiáng)度Nadded耐蝕性Moadded耐晶間腐蝕性CloweredCrNilowered加工硬化一、不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí)第12頁(yè)/共67頁(yè)低鉻系不銹鋼的發(fā)展簡(jiǎn)圖410409L409SR410S410L耐蝕性、成型性Clowered焊接性、成型性CCrloweredMnCuadded焊接性Clowered焊接性、成型性CCrloweredTiadded高溫抗氧化性Siadded410DH420J1420J2耐磨性、硬度Cincreased耐磨性、硬度Cincreased420H429J1440ACincreased耐磨性、硬度Cradded硬度Cadded耐磨性、硬度410DBCrloweredMnaddedCNcontrolled未回火處理下提高硬度一、不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí)第13頁(yè)/共67頁(yè)中高鉻系不銹鋼的發(fā)展簡(jiǎn)圖430430CuN430LN445MT430LNM434LN1SX130-2430UD430XT429EX439LMH1432LTM436LT430AB430LNAB18-3SR20-5USR高溫氧化性CloweredAladded高溫抗氧化性CloweredAlincreasedLaZradded抗細(xì)菌性Agadded焊接性、耐蝕性、成型性CloweredNbaddedCrincreased高溫強(qiáng)度、焊接性、成型性CLoweredNbSiadded高溫強(qiáng)度Moadded成型性CloweredTiadded耐蝕性Moadded耐蝕性Cuadded耐蝕性、焊接性Crincreased耐蝕性、焊接性、成型性CloweredCrincreasedNbadded耐蝕性Moadded耐腐蝕性CloweredMoincreased耐蝕性CIncreased耐蝕性Moadded耐蝕性Cuadded430J1436J1436L焊接性、耐蝕性Moadded焊接性、耐蝕性Clowered444445J1445J2447J1434LN2MoIncreasedTiadded耐蝕性、深沖性耐蝕性CrMoIncreasedNbadded深沖性能Moincreased耐蝕性CloweredNbNadded耐蝕性Cradded耐蝕性CloweredTiadded耐蝕性Cradded耐蝕性一、不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí)第14頁(yè)/共67頁(yè)特性馬氏體鐵素體奧氏體雙相沉淀硬化耐蝕性不銹性△×◎◎◎◎耐全面腐蝕□△◎△◎□◎□△耐點(diǎn)蝕、縫隙腐蝕性△×◎△◎□◎□△×耐應(yīng)力腐蝕性△×◎×□◎△×耐熱性高溫強(qiáng)度◎△◎△◎□抗氧化性、抗硫化性△◎△□×□□△熱疲勞性□□□□□焊接性冷加工焊接性△×□△◎◎△深沖性能△×◎◎△△×深拉性能△×□◎△△×易切削性□△□□△強(qiáng)度塑性韌性室溫強(qiáng)度◎□□◎◎室溫塑性、韌性□×□◎◎□△低溫韌性、塑性□×□×◎□△×□其它磁性有有無(wú)有有無(wú)導(dǎo)熱性□◎×□□×線(xiàn)膨脹系數(shù)小小大中中×◎優(yōu)□良△中×差一、不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí)第15頁(yè)/共67頁(yè)鋼的物理性能一、不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí)鋼種比重?zé)崤蛎浵禂?shù)導(dǎo)熱率(20℃下)比熱電阻系數(shù)(20~200℃)(20℃下)(20℃下)馬氏體7.710.5×10-6304600.55鐵素體7.710×10-6254600.60奧氏體7.9316×10-6155000.73雙相鋼7.813×10-6155000.80碳鋼7.8511×10-6505020.17第16頁(yè)/共67頁(yè)鋼種特性用途SUS304用途廣泛，具有良好的耐蝕性、耐熱性、低溫強(qiáng)度和機(jī)械性能，沖壓彎曲等熱加工性好，無(wú)熱處理硬化現(xiàn)象，無(wú)磁性家庭用品（1、2類(lèi)餐具）、櫥柜、室內(nèi)管線(xiàn)、熱水器、鍋爐、浴缸、汽車(chē)配件、醫(yī)療器具、建材、化學(xué)、食品工業(yè)、農(nóng)業(yè)、船舶部件SUS304Cu由于加入Cu,改善了成型性，有利于深加工，特別是深沖加工家庭用品，暖瓶，水槽、浴槽SUS304Ni9由于提高Ni含量,改善了成型性，有利于深加工，特別是深沖加工家庭用品，暖瓶，水槽、浴槽SUS304L碳含量比SUS304低，耐晶間腐蝕性能優(yōu)越，用于焊接后難以進(jìn)行熱處理的部件類(lèi)。需要較高耐腐蝕性的化學(xué)、煤炭、石油產(chǎn)業(yè)部門(mén)的設(shè)備、建筑材料、耐熱部件和難以進(jìn)行熱處理的部件。SUS316比SUS304更耐海水和其他溶劑腐蝕，高溫強(qiáng)度特別好，可在苛刻的條件下使用，加工硬化性好，無(wú)磁性海水、化學(xué)、染料、造紙、草酸、肥料生產(chǎn)設(shè)備、照相、食品工業(yè)、沿海設(shè)施SUS316L碳含量比SUS316低,耐晶間腐蝕性比SUS316好，高溫強(qiáng)度稍差，可在苛刻的條件下使用，加工硬化性好，無(wú)磁性海水用設(shè)備、化學(xué)、染料、造紙、草酸、肥料生產(chǎn)設(shè)備、照相、食品工業(yè)、沿海設(shè)施，鐵別適用于機(jī)械及化工工業(yè)設(shè)備SUS321添加Ti含量，耐晶間腐蝕性好、耐熱性，高溫強(qiáng)度及高溫抗氧化性良好，加工性、焊接性能良好，不推薦用于表面裝飾件耐熱材料，汽車(chē)、飛行器排氣管管路，鍋爐爐蓋、管道，化學(xué)裝置、熱交換器、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、高壓鍋SUS301Cr、Ni含量低于304，通過(guò)冷軋加工后強(qiáng)度及硬度提高。冷軋后帶有一定磁性列車(chē)、航空器、車(chē)輛、彈簧SUS301L在301的基礎(chǔ)上降低C的含量，從而改善了晶間腐蝕。添加N，彌補(bǔ)C含量降低而引起的強(qiáng)度下降列車(chē)車(chē)輛結(jié)構(gòu)及外部裝飾SUH409L加工性能、焊接性能良好，高溫抗氧化性能良好，能夠承受的溫度范圍從室溫直到575C廣泛用于汽車(chē)尾氣排氣系統(tǒng)SUS410L與409L相比，含鉻高0.5%，在常溫下含有少量馬氏體組織，屈服強(qiáng)度、硬度較高，延伸率較低；不含Ti，與SUH409L鋼種相比表面質(zhì)量較好，但焊接性能稍差。SUS410L鋼種主要用于汽車(chē)排氣系統(tǒng)部件、冷藏集裝箱內(nèi)襯、西餐刀具、餐具等。由于SUS410L鋼種的機(jī)械性能接近于SUS430鋼種，在耐蝕性要求不高的某些場(chǎng)合可替代SUS430使用。SUS430典型的鐵素體不銹鋼，熱膨脹率低，成型性及耐氧化性好耐熱器具、燃燒器、家電產(chǎn)品、2類(lèi)餐具、廚房設(shè)備、裝飾物及建筑裝飾品SUS436L因添加了Mo、Ti及Nb，其耐蝕性、加工性、焊接性等優(yōu)秀，極高度抗汽車(chē)尾氣冷凝物性能汽車(chē)排氣管、電磁爐鍋具439由于Ti穩(wěn)定元素的加入和C的降低，焊接后熱影響區(qū)耐晶間腐蝕和點(diǎn)蝕的能力加強(qiáng)。高溫氧化性能增加。耐全面腐蝕能力稍有增加由于良好的焊接性、耐蝕性和高溫氧化性，其2B、HL產(chǎn)品普遍應(yīng)用在汽車(chē)排氣管部件、電梯面板、家用電器、水槽等。SUS444因添加了Mo、Ti及Nb，其耐蝕性、加工性、焊接性等優(yōu)秀，與SUS316相比應(yīng)力耐蝕和點(diǎn)蝕性能更好熱水器、水箱、汽車(chē)排氣管SUS420J2淬火后強(qiáng)度硬度高，用于高強(qiáng)度機(jī)械性質(zhì)的部件材料。刀具、管嘴、閥門(mén)、板尺、餐具一、不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí)第17頁(yè)/共67頁(yè)不銹鋼常見(jiàn)表面加工等級(jí)等級(jí)特征及用途NO.1熱軋后施以熱處理及酸洗處理的表面。一般用于冷軋材料，工業(yè)用槽罐、化學(xué)工業(yè)裝置等。NO.2D經(jīng)冷軋后施以熱處理及酸洗得到的無(wú)光澤冷軋產(chǎn)品。用于汽車(chē)零件、建筑材料、管類(lèi)等。NO.2BNO.2D經(jīng)過(guò)調(diào)質(zhì)軋制（平整）后的產(chǎn)品，光澤度和平坦度比NO.2D表面好。采用改善機(jī)械性能的表面處理后，幾乎滿(mǎn)足所有用途。NO.3100~120號(hào)研磨帶研磨出來(lái)的產(chǎn)品。具有較佳的光澤度，具有不連續(xù)的粗紋。用于建筑內(nèi)外裝飾材料、電器產(chǎn)品及廚房設(shè)備等。NO.4用150~180號(hào)研磨帶研磨出來(lái)的產(chǎn)品。具有較佳的光澤度，具有不連續(xù)的粗紋，條紋比NO.3細(xì)。用于浴池、建筑內(nèi)外裝飾材料、電器產(chǎn)品、廚房設(shè)備及食品設(shè)備等。#240將No.2D或No.2B加工材料用240號(hào)磨粒的研磨砂帶進(jìn)行了研磨，廚房器具。#320用320號(hào)研磨帶研磨出來(lái)的產(chǎn)品。具有較佳的光澤度，具有不連續(xù)的粗紋，條紋比NO.4細(xì)。用于浴池、建筑內(nèi)外裝飾材料、電器產(chǎn)品、廚房設(shè)備及食品設(shè)備等。#400將No.2B材料用400號(hào)拋光進(jìn)行了研磨加工，建筑材料，廚房用品。HL經(jīng)適當(dāng)粒度拋光砂帶的連續(xù)研磨生成研磨花紋的產(chǎn)品（細(xì)分150~320號(hào)）。主要用于建筑裝飾，電梯，建筑物的門(mén)、面板等。BA經(jīng)冷軋后施以光亮退火，并經(jīng)過(guò)平整得到的產(chǎn)品。表面光澤度極好，有很高的反射率。如同鏡面的表面。用于家電產(chǎn)品、鏡子、廚房設(shè)備、裝飾材料等。一、不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí)第18頁(yè)/共67頁(yè)晶間腐蝕—貧Cr理論Cr是鋼耐腐蝕性的重要元素，無(wú)Cr不成其為不銹鋼Cr23C6在晶界析出，由內(nèi)而外形成Cr含量的降低梯度晶界附近的Cr含量小于12%，形成局部貧Cr區(qū)貧Cr區(qū)鈍化能力不足或完全失去，晶界被腐蝕晶粒間失去結(jié)合力，剝落、開(kāi)裂一、不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí)第19頁(yè)/共67頁(yè)晶間腐蝕—對(duì)策措施（A鋼）室溫狀態(tài)C的溶解度約0.02%合金元素方法：降低碳含量，避免多余的C形成Cr23C6。如：304L添加穩(wěn)定化元素：Ti、Nb，穩(wěn)定化處理，使多余的C形成TiC或NbC析出。如：321、347熱處理方法：對(duì)于上述之外的不銹鋼（如：304），加熱到溶解溫度以上，快速冷卻，固溶處理，同時(shí)，要避免在Cr23C6析出敏感溫度長(zhǎng)期保溫（450~850℃）一、不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí)第20頁(yè)/共67頁(yè)晶間腐蝕—試驗(yàn)方法檢驗(yàn)材料是否被正確地進(jìn)行熱處理對(duì)于超低碳、穩(wěn)定化不銹鋼（304L、321），必須先對(duì)試樣進(jìn)行650℃*2h的敏化熱處理對(duì)于普通不銹鋼（304），直接進(jìn)行晶間腐蝕試驗(yàn)一、不銹鋼基礎(chǔ)知識(shí)試驗(yàn)介質(zhì)評(píng)定類(lèi)型被腐蝕的部位硫酸銅-硫酸-銅屑彎曲后的形貌貧鉻區(qū)草酸腐蝕類(lèi)型碳化物硫酸鐵-硫酸單位面積失重貧鉻區(qū)沸騰硝酸單位面積失重貧鉻區(qū)、σ、碳化物硝酸-氫氟酸單位面積失重貧鉻區(qū)（含Mo鋼）第21頁(yè)/共67頁(yè)不銹鋼的冶煉方法一步法EAFEAFAODVOD二步法三步法EAFConverter（AOD）VOD二、不銹鋼煉鋼工藝及裝備過(guò)程：熔化期---氧化期---還原期---精煉期---連鑄CC第22頁(yè)/共67頁(yè)對(duì)降低pCO的研究，催生了冶煉技術(shù)的進(jìn)步真空法→VOD（VacuumOxygenDecarburization）稀釋法→AOD（Argon

OxygenDecarburization）2C+O2=2CO

(1)4/3Cr+O2=2/3Cr2O3

(2)脫碳保鉻二、不銹鋼煉鋼工藝及裝備第23頁(yè)/共67頁(yè)AOD精煉技術(shù)1968年美國(guó)聯(lián)合碳化物公司發(fā)明，該工藝生產(chǎn)的不銹鋼已占到世界總產(chǎn)量的80％優(yōu)點(diǎn)可利用廉價(jià)的高碳鉻鐵和返回鋼生產(chǎn)不銹鋼產(chǎn)能比EAF單煉提高40~50%設(shè)備簡(jiǎn)單、基建投資低（VOD的1/3）操作方便，在大氣下稀釋脫碳可造渣、測(cè)溫、取樣，脫S好缺點(diǎn)氬氣消耗量大耐火材料單耗高二、不銹鋼煉鋼工藝及裝備第24頁(yè)/共67頁(yè)AOD二步法冶煉304L工藝O2/Ar或N2電爐熔化出鋼C=1.5-4%脫碳期1Ar：O2=1：3C=0.3%還原期加FeSi、SiCr石灰、螢石造渣連鑄脫碳期2Ar：O2=1：2C=0.13-0.15%脫碳期3Ar：O2=2：1C〈0.03%還原期C〈0.02%二、不銹鋼煉鋼工藝及裝備第25頁(yè)/共67頁(yè)VOD精煉技術(shù)1976年德國(guó)Witten發(fā)明優(yōu)點(diǎn)真空下精煉，脫氣效果好低碳區(qū)真空攪拌脫氧，C、N含量低在高真空度和強(qiáng)攪拌下進(jìn)行自由脫碳缺點(diǎn)要求EAF低的的終點(diǎn)碳（0.5%），配料成本高脫S差生產(chǎn)效率低二、不銹鋼煉鋼工藝及裝備第26頁(yè)/共67頁(yè)電爐熔化粗脫碳C=0.3-0.4%還原脫氧出鋼鋼包除渣真空吹氧C〈0.02%加冷卻劑合金料真空脫氣C〈0.02%連鑄VOD二步法冶煉304L工藝二、不銹鋼煉鋼工藝及裝備第27頁(yè)/共67頁(yè)AOD與VOD二步法工藝參數(shù)、鋼質(zhì)比較冶煉方法鋼水條件脫碳條件冶煉時(shí)間CONS溫度碳吹煉氣體強(qiáng)度脫碳時(shí)間真空度AOD≥15001.5-4.00.8-1.845-60060-901003-10080-13010VOD≥16000.2-0.50.33-0.8040-5020-0.260-901035100二、不銹鋼煉鋼工藝及裝備第28頁(yè)/共67頁(yè)三步法冶煉不銹鋼特點(diǎn)原材料適應(yīng)性強(qiáng)，適合于吹煉高配碳（C≥1.8%-4.0%）的入爐粗鋼水，生產(chǎn)成本降低以N代Ar，Ar氣消耗大幅度降低（≤1.0Nm3/t）AOD或轉(zhuǎn)爐采用高供氧強(qiáng)度，脫碳速度很高（≥0.1%/min），可快速脫碳至0.2-0.3%，溫度至1650-1700℃，Cr的回收率高VOD中真空條件下氮分壓很低，低碳區(qū)脫碳速度較AOD也高，加上良好的底吹攪拌，有良好的的脫氮效果產(chǎn)品范圍廣、質(zhì)量高，可生產(chǎn)超低C、N鋼，氣體及夾雜物含量低二、不銹鋼煉鋼工藝及裝備第29頁(yè)/共67頁(yè)大包回轉(zhuǎn)臺(tái)鋼水包中間包結(jié)晶器弧形連鑄機(jī)二冷火焰切割不銹鋼連鑄二、不銹鋼煉鋼工藝及裝備第30頁(yè)/共67頁(yè)連鑄關(guān)鍵技術(shù)溫度控制T凝固溫度=1538-65C-13Si-4.8Mn-1.5Cr-4.3Ni-2.5Mo-5Cu無(wú)氧化保護(hù)澆注：鋼包、中間包、水口、結(jié)晶器保護(hù)渣結(jié)晶器振動(dòng)M-EMS電磁攪拌S-EMS電磁攪拌二、不銹鋼煉鋼工藝及裝備第31頁(yè)/共67頁(yè)不銹鋼薄帶連鑄連軋工藝薄帶連鑄技術(shù)是冶金及材料研究領(lǐng)域內(nèi)的一項(xiàng)前沿技術(shù)，它的出現(xiàn)正為鋼鐵工業(yè)帶來(lái)一場(chǎng)革命，它改變了傳統(tǒng)治金工業(yè)中薄型鋼材的生產(chǎn)過(guò)程。將連續(xù)鑄造、軋制、甚至熱處理等整合為一體簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工序，縮短了生產(chǎn)周期。最有發(fā)展前途的當(dāng)屬雙輥薄帶連鑄技術(shù)。該技術(shù)在生產(chǎn)0.7~2mm厚的薄鋼帶方面具有獨(dú)特的優(yōu)越性。二、不銹鋼煉鋼工藝及裝備第32頁(yè)/共67頁(yè)美國(guó)紐克公司（Nucor）薄帶連鑄Castrip工藝2002年5月開(kāi)始熱試車(chē)，成為世界上第一套全商業(yè)化的雙輥薄帶鋼連鑄廠(chǎng)，用來(lái)生產(chǎn)碳鋼和不銹鋼。二、不銹鋼煉鋼工藝及裝備第33頁(yè)/共67頁(yè)二、不銹鋼煉鋼工藝及裝備第34頁(yè)/共67頁(yè)鑄機(jī)類(lèi)型：VSB（垂直固態(tài)彎曲，Verticalsolidbending）彎曲半徑：3250mm鋼包容量：180t中間包容量：25t，工作液面1000mm結(jié)晶器類(lèi)型：漏斗形，寬1000-1560mm，長(zhǎng)1100mm板坯厚度：70/60或60/50mm，帶液芯壓下冶金長(zhǎng)度：9250mm，5個(gè)扇形段澆注速度：5.1m/min意大利AST特鋼公司CSP薄板坯連鑄連軋生產(chǎn)線(xiàn)二、不銹鋼煉鋼工藝及裝備第35頁(yè)/共67頁(yè)爐卷軋機(jī)不銹鋼熱軋帶鋼生產(chǎn)方式常規(guī)熱連軋機(jī)組三、不銹鋼熱軋工藝及裝備第36頁(yè)/共67頁(yè)

132加熱爐除鱗箱四輥粗軋機(jī)熱卷箱連軋機(jī)組層流冷卻卷取機(jī)1780不銹鋼熱連軋工藝流程三、不銹鋼熱軋工藝及裝備第37頁(yè)/共67頁(yè)1780的產(chǎn)品構(gòu)成碳鋼、不銹鋼混合熱連軋機(jī)，成品鋼卷281.4萬(wàn)t不銹鋼69.8萬(wàn)t，2.0～10.0×750～1600，包括200、300、400系列，奧氏體不銹鋼約占總量的70％，鐵素體不銹鋼占25～27％，馬氏體不銹鋼占3～5％碳鋼211.6萬(wàn)t，1.2～12.7×750～1630，包括雙相、多相微合金鋼，高強(qiáng)度鋼及特殊用途鋼等。以薄規(guī)格為主，厚度1.2～3.5mm約占80％三、不銹鋼熱軋工藝及裝備第38頁(yè)/共67頁(yè)板坯在立軋時(shí)形成狗骨側(cè)壓量越大時(shí)，狗骨越高溫度越低時(shí)，狗骨越高且越靠近板坯邊緣。三、不銹鋼熱軋工藝及裝備第39頁(yè)/共67頁(yè)大側(cè)壓時(shí)板坯的頭、尾部寬度不均板坯頭部由于二側(cè)材料在長(zhǎng)度方向上的延伸所受限制較小，所以延伸較大，狗骨較小立軋壓縮變形不能穿透整個(gè)寬度，板坯二側(cè)的延伸大于中間，板坯的頭部二側(cè)形成扣向中間的園弧形，頭部寬度收縮隨軋出長(zhǎng)度的增加，板坯二側(cè)在長(zhǎng)度方向上的延伸所受到的限制不斷增加，并在軋出長(zhǎng)度約等于板寬之半時(shí)達(dá)到穩(wěn)定。同時(shí)，板坯二側(cè)的狗骨形凸起也從小到大，并達(dá)到穩(wěn)定狗骨凸起越靠近板坯二側(cè)，在隨后的水平輥軋制時(shí)寬展就越大，反之寬展就越小三、不銹鋼熱軋工藝及裝備第40頁(yè)/共67頁(yè)頭、尾形狀控制技術(shù)，立輥側(cè)壓缸帶鋼壓下，板坯頭、尾分別軋成楔形，二側(cè)的狗骨凸起也從小到大到穩(wěn)定隨后的水平軋機(jī)軋制中，頭、尾部的返回寬展最小，向內(nèi)部逐漸增加，直到穩(wěn)定值通過(guò)立輥與水平軋制的寬度疊加，頭、尾部的寬度與正常部位的寬度基本保持一致?？纱蟠鬁p少切廢長(zhǎng)度三、不銹鋼熱軋工藝及裝備第41頁(yè)/共67頁(yè)隨粗軋道次增加，散熱面積變大，溫降速度快。中間坯厚度25mm時(shí)，溫降可達(dá)1.7℃/S。80m的中間坯，頭、尾溫差將大于100℃。影響帶鋼頭、尾厚度公差精度，影響薄規(guī)格品種的軋制，也限制了坯料尺寸的加大及成材率的提高熱卷箱的功能是將粗軋的中間坯先卷取再開(kāi)卷送入精軋機(jī)組。中間坯的頭尾顛倒，上下表面翻轉(zhuǎn)，并成卷保溫，大大減少了溫降和頭尾溫差可緩沖精軋區(qū)域短時(shí)故障，減少報(bào)廢熱卷箱技術(shù)（COILBOX）三、不銹鋼熱軋工藝及裝備第42頁(yè)/共67頁(yè)熱卷箱示意圖三、不銹鋼熱軋工藝及裝備第43頁(yè)/共67頁(yè)熱卷箱的使用特點(diǎn)縮短軋線(xiàn)長(zhǎng)度20米減少中間坯溫降。軋件溫降可減少95%，沿中間坯的長(zhǎng)度方向溫度趨于均勻，有利于恒速恒溫軋制降低能耗。板坯的出爐溫度可降低50度，可降低燃耗4%—10%，同時(shí)在無(wú)須加速軋制的情況下可降低燃耗5%--10%。有利于擴(kuò)大產(chǎn)品范圍及提高產(chǎn)品收得率有利于中間坯的除鱗。中間坯在熱卷箱內(nèi)卷取和開(kāi)卷，對(duì)表面的氧化鐵皮有剝落作用，有利提高產(chǎn)品的表面質(zhì)量三、不銹鋼熱軋工藝及裝備第44頁(yè)/共67頁(yè)精軋機(jī)組F1和F5~F7為常規(guī)軋機(jī)，F(xiàn)2~F4為PC軋機(jī)，采用成對(duì)的軋輥交叉來(lái)達(dá)到對(duì)板材的凸度控制F5~F7在線(xiàn)磨輥，采用恒壓力控制，可全程磨削和限程磨削，工作方式有空載磨削和軋制中間磨削F2~F4的PC軋機(jī)和F5~F7在線(xiàn)磨輥的配置，可實(shí)現(xiàn)自由軋制F1～F7機(jī)架設(shè)有重力工作輥彎輥系統(tǒng)（F1、F5～F7為+150t，F(xiàn)2～F4為+120t），控制凸度、帶鋼平直度，獲得良好的板形三、不銹鋼熱軋工藝及裝備第45頁(yè)/共67頁(yè)不銹鋼冷軋生產(chǎn)工藝流程圖

2DNo.1/2E產(chǎn)品BAF熱軋黑皮卷HAPLCGLCRMTCMCAPLBALCGLSPMRCLCTL/STL鋼卷/鋼板四、不銹鋼冷軋工藝及裝備2B2BNo.3/No.4/HL↓↓冷軋卷第46頁(yè)/共67頁(yè)冷軋廠(chǎng)平面布置簡(jiǎn)圖四、不銹鋼冷軋工藝及裝備第47頁(yè)/共67頁(yè)奧氏體、鐵素體單相鋼、雙相鋼（A+F)：連續(xù)退火熱軋卷在連續(xù)式加熱爐中加熱到高溫、均熱然后急冷，在熱軋冷卻過(guò)程中析出的碳化物重新分解，碳固溶于奧氏體中。通過(guò)急冷使固溶了碳的奧氏體保持到常溫，退火溫度根據(jù)合金元素含量及含C量來(lái)定馬氏體、鐵素體(帶有部分馬氏體)：罩式退火熱軋卷在電熱或煤氣加熱的罩式爐加熱到高溫、均熱，并按規(guī)定的速度緩冷。退火后馬氏體分解得到均勻的鐵素體+C化物組織熱卷退火四、不銹鋼冷軋工藝及裝備第48頁(yè)/共67頁(yè)冷軋卷的熱處理均屬于再結(jié)晶熱處理，在連續(xù)爐中進(jìn)行，除溫度不同外，300系和400系沒(méi)有多大差異，均采用加熱+保溫+快冷生產(chǎn)工藝氧化退火在空氣介質(zhì)中進(jìn)行，帶鋼的表面有氧化層保護(hù)退火在保護(hù)氣體（H2或H2+N2混合）中進(jìn)行，表面無(wú)氧化層冷卷退火四、不銹鋼冷軋工藝及裝備第49頁(yè)/共67頁(yè)鋼種熱軋卷冷軋卷馬氏體罩式爐（BAF）通常均采用CAPL鐵素休罩式爐（BAF）或連續(xù)爐（HAPL）連續(xù)爐CAPL或BAL等奧氏體連續(xù)爐（HAPL）連續(xù)爐CAPL或BAL等退火形式選擇四、不銹鋼冷軋工藝及裝備第50頁(yè)/共67頁(yè)退火后氧化層結(jié)構(gòu)由表及里：Fe2O3、Fe3O4、FeO·Cr2O3隨鋼中Cr含量的增加，Cr2O3層厚度增大，強(qiáng)度越大。Cr2O3和FeO·Cr2O3不溶于酸Fe3O4致密、無(wú)孔、無(wú)裂紋，酸液不易滲透400系Cr2O3含量比300系要大得多，而且Fe3O4的含量較高，因此400系的酸洗更困難鋼種Fe2O3Fe3O4FeOCr2O330490.08--4.013.47420J145.425.35--12.0643045.0434.7--18.47碳素鋼44.3--54.040.63四、不銹鋼冷軋工藝及裝備第51頁(yè)/共67頁(yè)機(jī)械除鱗：可去除約80~85的鐵鱗，內(nèi)層破裂彎曲破鱗：破鱗機(jī)噴射破鱗：拋丸機(jī)化學(xué)除鱗電解酸洗：Cr2O3溶解生成Cr(OH)3

混酸酸洗：去除貧Cr層，鈍化生成Cr2O3熱卷酸洗四、不銹鋼冷軋工藝及裝備第52頁(yè)/共67頁(yè)機(jī)械除鱗不可用，會(huì)影響冷軋后得到的高光澤表面，因此冷帶的酸洗只依靠（電）化學(xué)酸洗來(lái)進(jìn)行常用配置：中性鹽電解酸洗+HNO3電解酸洗+混酸酸洗中性鹽電解酸洗：Cr2O3溶解生成Cr(OH)3

HNO3電解酸洗：去除貧Cr層，鈍化生成Cr2O3混酸酸洗：去除貧Cr層，鈍化生成Cr2O3400系不銹鋼耐鹵族酸性能較差，HF酸會(huì)造成酸洗后帶鋼表面粗糙，使冷帶鋼表面失去光澤，影響外觀(guān)質(zhì)量。因此400系一般采用中性鹽電解酸洗+

HNO3電解酸洗的方法。對(duì)300系可采用中性鹽電解酸洗+混酸酸洗冷卷酸洗四、不銹鋼冷軋工藝及裝備第53頁(yè)/共67頁(yè)按軋制方式單張軋制法成卷軋制法按軋機(jī)型式單機(jī)架可逆式軋機(jī)多機(jī)架連續(xù)軋機(jī)6輥12輥20輥小批量的特殊鋼種、特殊規(guī)格機(jī)架剛性好，軋制精度高，工作輥直徑小，道次壓下率大2-5機(jī)架6輥軋機(jī)，工作輥直徑較大，乳化液潤(rùn)滑，生產(chǎn)效率高