一．不锈钢的定义和分类
1.1定义：不锈钢是指在大气、酸、碱和盐等溶液，或其他腐蚀介质中具有一定化学稳定性的钢的总称。一般来讲，耐大气、蒸汽和水等弱介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将其中耐酸、碱和盐等侵蚀性强的介质腐蚀的钢称为耐食钢，或耐酸钢。
不锈钢具有良好的耐腐蚀性能是由于在铁碳合金中加入了铬所致，我国一般将不锈钢的铬含量定为不小于12%。
不锈钢的耐腐蚀性能，一般认为是由于在腐蚀介质的作用下其表面形成“钝化膜”的结果，而耐腐蚀的能力则取决于“钝化膜”的稳定性。这除了与不锈钢的化学成份有关，还与耐腐蚀的种类、浓度、温度、压力、流动速度以及其它因素有关。
1.2分类：不锈钢的种类很多，按照我国国家标准GB/T13304-1991《钢类分》以及国际上通用的分类方法是按钢的金相组织划分，分为五类：即奥氏体型不锈钢、铁素体型不锈钢，马氏体型不锈钢、奥氏体/铁素体双向不锈钢和沉淀硬化不锈钢。
1.3金属的晶体结构
1.3.1晶体。
物质是由原子组成的。根据原子在物体内部的排列方式，可以把固态物质分为晶体和非晶体。晶体是指其原子（离子）在空间作有规则排列的物质。非晶体则相反，其原子是杂乱无章地堆砌在一起，自然界中除少数物质（如普通玻璃、松香、沥青、石蜡等）外，包括所有金属在内的绝大多数物质在固态下都是晶体，由于原子排列的本质区别，晶体与非晶体显示出不同的特性，晶体是具有固定的熔点和各向异性，非晶体则相反，没有固定的熔点并呈各向同性（即在不同方向上具有不同的性能）。例如：铜的溶点为10840C,单晶体铜在不同方向上的抗拉强度可以在14~13kg/mm2范围内变化。
1.3.2晶格。
晶体中的原子在空间是仍有规则的排列，为了方便描述原子的排列方式，人为地将每个原子看成一个几何质点，并用假想的线把各点连接起来，使之构成一个空间格架，各原子均位于空间格架的各结点上，这种表示原子在晶体中排列方式的空间格架，叫做结晶格子，简称晶格。由于晶体中原子排列具有周期重复性，因此可以从晶格中选取一个具有代表性的最小几何单元来说明晶体中原子的排列规律和特点，这个最小的几何单元称为晶胞，因此，晶体即是同种晶胞在空间重复排列而成的，可以说晶胞就是构成晶格的细胞。
1.3.3三种常见的金属晶体结构
①体心立方晶格
晶胞是一个立方体，在立方体的八个角和中心各有一个原子的晶格称为体心立方晶格，具有体心立方晶格的金属有α—Fe(即铁素体) W（钨）、M0（钼）、V（钒）、Cr（铬）等。纯铁在910摄氏度以下时，其原子呈体心立方晶格排列。这种具有体心立方晶格的铁称为α-铁
②面立方晶格
晶胞是一个立方体，在立方体的八个角和六个面的中心各有一个原子的晶格，称为面心立方晶格，与体心立方晶体一样，面心立方晶体只用一个晶格常数a表示，具有面心立方晶格的金属有α—Fe（奥氏体）Ni（镍）、Cu（铜）、Ag（银）、Au（金）和Pb（铅）等。
③密排六方晶格。
晶胞是一个六方柱体，在柱体的12个角和上下底面的中心各有一个原子，在柱体中间还有三个原子的晶体，称为密排六方晶格，密排六方晶格的晶格常数有两个，正六边形底面的边长a和上下底面的距离（晶胞高度） C 具有密排六方晶格的金属有：Zn（锌）、 Mg（镁）、Be（钡）、Ti(钛)、等。
1.3.4 相
相是指合金（或纯金属）中具有同一成份、结构、性能，并以界面互相分开的均匀的组成部分。1.4 铁素体不锈钢
铁素体不锈钢系指铬含量在11~30%，具有体心立方晶体结构，在使用状态下以铁素体组织为主的不锈钢，铁素体不锈钢可根据钢中铬量的不同大致分为Cr11~15%，Cr16~20%，Cr21~30%三类。铁素体不锈钢的主要特点：耐氯化物腐蚀，局部腐蚀性能优良，强度高，冷加工硬化倾向较低，导热系数为奥氏体不锈钢的130~150%，线膨胀系数仅为Cr—Ni奥氏体不锈钢的60~70%，铁素体不锈钢的常用钢号有OCr13、OCr17Ti、1Cr17、1Cr17Ti、1Cr25Ti、1Cr28等。
1.5奥氏体不锈钢
奥氏体不锈钢是具有面心立方晶体结构，在使用状态下以奥氏体组织为主的不锈钢，是不锈钢中最重要的钢类，其生产量和使用量约占不锈钢总产量及用量的70%，钢号也最多，当今我日常用奥氏体不锈钢的牌号就有40多个。奥氏体不锈钢可分为铬镍不锈钢和铬锰不锈钢两大系列，前者以镍为主要奥氏体化元素，是奥氏体不锈钢的主体，后者的奥氏体化元素除锰以外还有氮，并常常含有适量的镍。
铬镍奥氏体不锈钢在多种腐蚀介质中具有优秀的耐蚀性，并且综合力学性能良好，同时工艺性能和可焊性等优良，因而在多种化工加工及轻工等领域获得了最广泛的应用。奥氏体不锈钢的非铁磁性和良好的低温韧性也进一步扩大了其应用范围，但是铬镍奥氏体不锈钢强度、硬度偏低，不全用于承爱较重负荷及对硬度和耐腐蚀性有重要的设备或部件。
常用奥氏体不锈钢的号有1CrNi17、1Cr18Ni9(TP304H)、OCr18Ni9(TP304)、OOCr18Ni10(TP304L)、1Cr18Ni9Ti(TP321H)、1Cr18Ni11Nb(TP347H)、OOCr17Ni14M02(TP316L)、OOCr19Ni13M03(TP317L)、
1Cr25Ni20
1.6 马氏体不锈钢
马氏体不锈钢是一类可以通过热处理（淬火+回火）对其性能进行调整的不锈钢，通俗地讲，是一类可硬化的不锈钢。马氏体不锈钢的组织结构为体心立方结构，马氏体不锈钢的化学成分的特征：在0.1%~1%C、12~27%Cr的不同成份组合的基础上添加M0、W、V和Nb等元素。马氏体不锈钢必须具备两个
基本条件：其一，在平衡相图中必须有奥氏体相区存在。其二，要使合金形成耐腐蚀的钝化膜，铬含量必须在10.5%以上。根据钢中含量元素的差别，可将马氏体不锈钢分为马氏体铬不锈钢和马氏体铬镍不锈钢两大类型。常用马氏体不锈钢的钢号有：2Cr13、3Cr13、4Cr13、aCr18、1Cr17Ni2、OCr12Ni5Ti 等。
1.7 奥氏体/铁素体双相不锈钢
所谓双相不锈钢是在它的固溶组织中铁素相与奥氏体相约各占一半，一般较少相的含量最少也需要达到30%。双相不锈钢的性能特点：
①有良好的耐氯化物应力腐蚀性能。
②有良好的耐腐蚀性能。
③有良好的耐腐蚀疲劳和磨损腐蚀性能。
④综合力学性能好，有较高的强度和疲劳强度，屈服强度是18-8型奥氏体不锈钢的两倍。
⑤可焊性良好，热裂倾向小，一般焊前不需预热，焊后不需热处理。
⑥冷加工比18-8型奥氏体不锈钢加工硬化效应大。
⑦与奥氏体不锈钢相比，导热系数大，线膨胀系数小。
⑧仍有高铬铁素体不锈钢的各种脆性倾向，不宜在高于3000C的工作条件下使用。
常用双相不锈钢钢号：OOCr23Ni4N、OOCr18Ni5M O3Si2、OOCr22Ni5M O3N、OOCr25Ni7M O3N、OOCr25Ni7M O4N 等。
1.8 沉淀硬化不锈钢（PH）
沉淀硬化型不锈钢是能通过热处理手段使钢中的碳化物沉淀析出，从而达到提高强度目的的钢。主要是铁——铬——镍合金，其中还加有其他元素，它是在马氏体、奥氏体、双相不锈钢组织上经过热处理沉淀出细小的、弥散的硬化相，当这些细小硬化相出现时，会使晶格扭曲，使合金硬化或强化。这种合金常用于对强度和耐腐蚀性要求很高的情况下，有许多这类的钢种可以在软化或退火状态下进行成型加工，随后进行硬化或“时效”处理。
常有沉淀硬化不锈钢号有：OCr17Ni4Cu4Nb(17-4PH)、OCr17NIi7Al(17-7PH)、OCr15Ni7Mo2Ae(15-7PH)
二．钢号的表示方法
2.1 GB标准钢铁产品牌号表示方法基本原则
按照国家标准《钢铁产品牌号表示方法》（GB221-79）中规定，我国钢铁产品牌号采用汉语拼音字母、化学符号和阿拉伯数字相结合的表示方法
2.2日本 JIS 标准常用钢铁牌号表示方法
不锈耐热钢—铁、钢 H —非铁金属 40~49—合金钢材
顺序号 参考美国AISI 标准 2—Cr —Ni —Mn 系
组号 US —不锈钢 3—Cr —Ni 系
钢符号 UH —耐热钢 4—Cr 系
6—沉淀硬化系
SUS —B 不锈钢棒材
SUS —C 涂装不锈钢落板(单面) 日本JIS 不锈钢材标准的牌号
SUS —CA 冷轧成形不锈钢等边角钢 表示方法为SUS+数字编号
SUS —CB 冷铸加工不锈钢棒材
SUS —CD 涂装不锈钢落板(双面)
SUS —CP 冷轧不锈钢板
SUS —CS 冷轧不锈钢册
SUS —CSP 冷轧不锈弹簧钢册
SUS —TB 锅炉热交换器用不锈钢管
SUS —TBS 卫生管道用不锈钢管
SUS —TF 加热炉用不锈钢管
SUS —TK 机械结构用不锈钢管
SUS —TP 配管用不锈钢管
SUS—TPD 一般配管用不锈钢管
SUS—TPY 大口径电弧焊不锈钢配管
日本独特的牌号，采用相类似的AISI牌号在其后加J1、J2来表示。举例：SUS201，SUS304，SUS304J1。按照钢材的开头，用途和制造方法，当需要用代号表示时，在牌号后面加上相应的代号，如下：B—棒材，CS—冷轧钢带，TB—锅炉及热交换器用钢管，TPY—配管用电焊大口径钢管，TP—配管用钢管，TPD—一般配管用钢管。
2.3 美国材料标准
美国比较常用的材料标准有ASTM(美国材料与试验协会标准)、SAE(美国机动车工程师协会标准)和AISI(美国钢铁学会标准)
SAE/AISI 标准钢号表示方法
在ASTM、SAE、AISI标准中，碳素钢和合金钢牌号的表示方法基本相同。大都采用四位阿拉伯数字表示，间或在中间或末尾加入字母。例如：1005，94B15，3140等。四位数字中的前两位数字表示钢种类型极其主要合金元素含量。后两位数字表示钢的平均含碳量为万分之几的数值。
① .第一位数（或第一、二位数）表示如下类别号：1—碳素钢，2—镍钢，3—镍铬钢，4—钼钢，5—铬钢，61—铬钒钢，8—低镍铬钢，92—硅锰钢，93、94、97、98—铬镍钼钢。
②.第二位数（类别号为二位数者无此项）表示如下钢种或合金元素含量：
1）碳素钢：0—一般碳素钢,1—易切削钢，3—锰结构钢。
2）钼钢：1—铬钼钢，3和7—镍铬钼钢，6和8—镍钼钢，0、4、5—含Mo量不同的钼钢。
3）镍和镍铬钢：用百分数表示平均含镍量。
4）铬钢：0—铬含量较低，1—铬含量较高。
5）低镍铬钢：6、7、8、1表示镍和铬含量一定，钼含量不同。6表示钼含量0.15～0.25，7表示钼含量0.2～0.3，8表示钼含量0.3～0.4，1表示钼含量0.08～0.15。
③.第三、四位数表示含碳量平均值，以万分之几表示。
有些钢号中间插入B或L：B—含硼钢，L—含铅钢。
末尾加“H”时，表示对淬透性有一定要求的钢种。有些加前置字母“M”或“MT”：M—机械级，MT—机械用管材。
不锈钢和耐热钢牌号表示方法
○1这类钢材主要采用AISI标准的编号系统，牌号由三位阿拉伯数字组成，第一位数表示钢的类别。第二、三位数表示顺序号。
钢的类别号：1—沉淀硬化不锈钢，2—Cr-Mn-Ni-N 奥氏体钢，3—CrNi 奥氏体钢，4—高铬马氏体和低碳高铬铁素体钢，5—低碳马氏体钢。
○2UNS是“UNFIED NUMBERING SYSTEM”（统一编号系统）的缩写。这是由美国机动车工程师学会
（SAE）和美国材料与试验协会（ASTM）于1967年共同设计的一种简便的编号系统，其目的在于代替或至少补充现行各标准的产品牌号系统。目前该编号系统已在SAE和ASTM标准中形成文件加以详细说明。SAE标准号为J1086，ASTM标准号为E527，名称为“金属和合金编号推荐方法（UNS）”。UNS编号系统的编号方法是由一个字母和五位数字组成。
UNS编号系统使牌号的对照比较简单明了，但并非各国所有的牌号都能在UNS编号系统中找到相同或相似的牌号。这是因为UNS编号系统基本上是反映美国的状况，而且目前UNS编号数量还有限，加上各国在合金化物点、要求等方面情况各异，所以，美国以外的众多外国牌号，尚不能在UNS编号系统中找出相同或相似的牌号。
SAE Society of Automotive Engineers 美国汽车工程师学会
AISC Amenican Institute ofSted Consruction 美国钢结构学会
AISI American Iron and Sted Insitute 美国钢铁学会
ANSI American National Standarda Insitute 美国国家标准协会
API 美国石油工业学会
ANSI B31.3 化工设备和炼油设备管道规范
ANSI B36.19 不锈钢钢管
ANSI B36.10 焊接和无缝精密管
ASME(美国机械工程师学会) American Society for Metals
在1911年为制造蒸汽锅炉及其它压力容器的典型建造规则，成立了一个委员会，称为“锅炉及压力容器委员会”(BPVC)
该委员会的任务是制定在锅炉及压力容器建造过程中控制设计，制造和检验的安全规则，负责对规则含义作出解释。
本规范内容包括了对建造工作的强制性要求，特殊禁用规定以及非强制性指南。
美国机械工程师学会(ASME)和美国材料及试验学会(ASTM)在编制承压设备范畴内足以保障安全的铁基及非铁基的材料标准方面，已长期合作了50年以上。这些材料标准收在ASME锅炉和压力容器规范的第Ⅱ卷里(A篇—铁基材料，B篇—非铁基材料)
ASME锅炉和压力容器规范已在美国的48个州和许多市以及加拿大的每一省由法律规定加以采用。
ASME材料标准大多有这样的说明：
a、除了删除……和美国政府采购用补充要求外，对于所包括的合金与ASTM—标准完全等同。合格证已成为强制性的。
b. 除了编辑性修改和删除美国政府采购用补充要求及附录外，对于所包括的合金与ASTM……标准完全等同。合格证书已成为强制性的。
c.除了补充要求和附录—以及编辑上的不同外，对于所包括的合金与ASTM—标准完
电炉冶炼不锈钢工艺最优化 2007年，德国粗钢产量 4860万t,其中31%为电炉生产。近年来，能源和炼钢原材料价格的不断上涨，不仅引起全球的高度重视，也促进了欧洲钢铁工业界开发新的冶炼工艺以降低原材料燃料消耗和生产成本。此外，最近几年欧洲钢铁界也致力于把直接和间接CO2 排放量降至最低。通过精确的工艺控制最大限度减少了原材料消耗，欧洲钢铁工业的生产成 本有了显著降低。同样，通过严格而准确控制脱C，也降低了原料加工过程中CO2的间接 排放。一种新的电炉炼钢工艺的出现使钢铁工业面临着新的机遇和挑战。 Deutsche Edelstahlwerke GmbH公司每年利用电炉生产不锈钢的产量较大。为了最大限 度提高喷氧时碳、硅的氧化效率，并最大限度地减少铁和铬氧化造成的经济损失和环境污染。 DEW公司(即Deutsche Edelstahlwerke GmbH )对硅、碳氧化与喷氧量的关系进行了研究。 虽然Ellingham图(氧势图)中的内容关于电炉冶炼不锈钢时元素氧化及化学反应， 但由于电炉内有很多反应同时进行，而使问题变得复杂化。而且，元素的氧化与温度、氧气 分压以及钢液与炉渣的化学成分有关。基于上述原因，以下将对各元素的复杂氧化过程进行 更详细讨论。元素氧化模拟： 以冶炼工艺为基础模拟电炉喷氧期间氧化反应，且仅考虑热力学平衡条件而不考虑其 它任何因素，例如不考虑传热、传质或动力学因素对模拟的影响。此外，假设模拟时温度和 元素分布均匀。 热力学模拟证实，氧喷射出现三个阶段，即早期、中期和末期。喷氧的第一个临界点 在早期阶段结束。中间阶段保持在第一个临界点和第二个临界点之间。硅的剧烈氧化在喷氧 早期出现。当喷氧强度达 4.3kgO2/t钢时，硅氧化结束。随后，钢液中硅维持在较低水平。 Ellingham图表明，由于硅氧化的吉布斯能( Gibbs Energy )较低，所以硅的氧化较其它元素更容易。此外，硅的活度系数是一定值，所以随着钢液中硅活度的降低，钢液中的硅活性随 之降低。实践证明，硅的低活度遵循亨利定律( Henry Law )。 在此情况下，喷氧中期C和Cr开始强烈氧化。C活性随着钢液中硅浓度的降低而增 加，该结果与其它研究结果一致。第一个临界点后，当C的氧化开始减弱时，铬将强烈氧
不锈钢主要冶炼工艺设备的配置 初炼 无论哪种工艺路线.都要配置初炼炉。只是在一步法生产时.初炼炉还要完成精炼炉的精炼任务。 初炼炉只起熔化初炼作用，负责向精炼炉提供初炼钢水，或称之为不锈钢母液。视原料条件和规格不同可以选择感应炉、电炉或转炉。 以返回废钢作为主原料时，感应炉和电炉均可作为初炼炉，而感应炉一般用于小规模生产。 以普通废钢作为主原料时，选择电炉作为初炼炉，熔化废钢和合金。 以高炉铁水作为主原料时，选择LD ,OTB ,AOD ,K-OBM-S等转炉作为初炼炉，用于脱磷和初脱碳，以及熔化少量废钢和合金。若原料中废钢量和合金比例较大时，仍然要选择电炉熔化合金和废钢，但此时电炉根据需要，还可以提供混匀不锈钢母液成分和温度的功能。若原料中合金大量来源于矿石时，如铬矿、锰矿和镍矿，可采用转炉作为初炼炉还原矿石中合金元素。如日本川崎就采用了铬矿石还原获得金属铬。 一般认为，转炉作为初炼炉是不经济的。因为它需要高炉铁水提供母液和热量来源，必然延长工艺路线，一次性投资增加。只有在电力匮乏的情况下，或者采用电炉作为初炼炉时电力成本难以接受时，可以考虑选用转炉作为初炼炉。精炼炉 精炼炉的功能主要是降碳保铬，同时伴随脱硫的过程。生产不锈钢最为常用的精炼炉是转炉，主要有AOD ,K-BOP ,K-OBM-S ,M RP ,CLU ,KCR-S等。 AOD，全称Argon-Oxygen DecarburizationConverter，通常称为氩氧炉。AOD
是最为常用的精炼炉，不锈钢精炼炉中约有70%为AOD，大量使用在二步法和三步法冶炼工艺中。传统的AOD是在转炉下部安装侧吹风嘴，喷吹氧气和氩气，进行脱碳和精炼。目前在AOD转炉的基础上增加顶枪，喷吹氧气和混合气体，称之为AOD-L精炼炉，可以加快脱碳速度.缩短冶炼周期和提高生产能力。日本大同(Daido)制钢公司在AOD转炉的基础上增加真空系统.定义为AOD-VCR精炼炉，可以用于生产低碳不锈钢。还可以降低氩气和硅铁消耗，缩短冶炼周期。 K-BOP是川崎制钢公司(Kawasaki Steel Corporation)在顶吹碱性氧气转炉BOF 基础上增加了底吹喷嘴，可以喷吹氧气和冷却介质甲烷.还可以喷吹石灰。 K-OBM-S是由奥钢联公司(V A1)在K- BO P基础上进一步改进和发展的技术，它在顶吹碱性氧气转炉BOF基础上增加了底吹喷嘴或侧吹喷嘴。实际上K- BO P 和K-OBM-S最初都是顶底复吹碱性氧气转炉，最近K-OBM-S又增加使用了侧吹喷嘴，与AOD-L非常类似。K- BOP和K-OBM-S可以适用于现有的顶底复吹碱性氧气转炉，经局部改造后生产不锈钢，当然仅有设备是不够的，还要摸索一套冶炼工艺模型。 GOR是乌克兰在顶底复吹碱性氧气转炉上开发的，底吹喷嘴采用天然气或碳氢化合物进行保护，与K- BO P和K-OBM-S相当。 M RP是Metal Refining Process的缩写，由曼内斯曼德马克胡金根厂(Mannesmann Demag Hut-tentechnik)在底吹转炉基础上发展的，早期通过底吹喷嘴交替喷吹氧气和惰性气体。后期又增加了顶枪，顶部喷吹氧气，底吹喷吹惰性气体，形成MRP-L型精炼炉。 CLU是由U ddeholm of Belgium and CreusotLoire of France联合开发的，类似于AOD，但底吹稀释气体改成了水蒸汽，并且是从底部吹入。
转炉高效冶炼不锈钢技术
转炉高效冶炼不锈钢技术 1 前言 不锈钢以其优良的特性在化学、电力、交通运输、航空航天工业、食品加工、民用等方面得到了广泛的应用，自1912年德国Crupp公司在感应炉上成功地开发出不锈钢冶炼工艺，并成功应用于生产实践以来，90多年来围绕着低成本、高效率生产不锈钢技术，世界不锈钢生产商进行了不懈的努力，开发出了多种不锈钢生产工艺技术。 20世纪80年代以来，随着铁水预处理技术应用日益成熟，铁水脱硅、脱磷和脱硫技术开发成功并应用于工业化生产，为转炉提供低磷、低硫铁水创造了条件。同时转炉顶底复吹技术日益完善，开发出了较强的、便少调节的、可供多种气体的底吹功能，使转炉吹炼不锈钢的条件更加优越，铬的氧化损失进一步降低。更为重要的是炉外精炼技术的发展十分迅猛，特别是RH- OR、RH-KTB、VOD等真空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，而可以改善不锈钢的质量和扩大转炉的不锈钢的品种。因此，随着铁水预处理，顶底复吹和炉外精炼技术献发展使得转炉冶炼不锈钢的生产规模逐步扩大。 2 不锈钢冶炼工艺 采用转炉生产不锈钢工艺路线如表1所示。 不锈钢的冶炼方法根据原料的不同主要有三类，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，然后在不同的转炉中精炼
(包拒AOD、CLU、K—OBM、KCB、MRP、LD—0B等)。既可以采用最终为VOD真空处理的三步法，也可以采用只在转炉后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，生产不锈钢母液。目前世界上大多数的不锈钢厂采用电炉＋AOD二步法冶炼不锈钢，占不锈钢总产量献65%以上。 第二类是以铁水为原料，不使用电炉熔化废钢，而是转炉内用铁水加铬矿或铬铁合金直接灶融还原或初脱碳，然后再经真空处理最终脱碳榨炼，这种方法由于铁水作为原料，可以降低不锈钢的生产成本，因而在一些钢铁联合企业中得到了应用。 第三类是以部分铁水为原料，采用的电炉+转炉进行冶炼，再经真空精炼。这种工艺的思路是把EAF＋AOD和EAF＋VOD的优点结合起来，达到快节奏、低成本、低氩耗的生产超低碳、超低氮的不锈钢目的。该工艺采用脱磷铁水与EAF熔化炉的高温合金预熔液混合兑入转炉，在转炉内完成脱碳、脱硫、还原、粗调合金成分等任务，然后再进行真空处理，完成最终脱碳及合金成分调整等精炼工作。 表1 转炉用铁水冶炼不锈钢的主要生产工艺路线 序号国 家 生产厂工艺路线产品组成产量/（万 t·a-1） 投 产 时 间 1 日 本新日铁 八幡 HM De-P+1×120t LD-OB+VOD Cr系：98.4% Ni-Cr:1.6% 24.1 198 3
一．不锈钢的定义和分类 1.1定义：不锈钢是指在大气、酸、碱和盐等溶液，或其他腐蚀介质中具有一定化学稳定性的钢的总称。一般来讲，耐大气、蒸汽和水等弱介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将其中耐酸、碱和盐等侵蚀性强的介质腐蚀的钢称为耐食钢，或耐酸钢。 不锈钢具有良好的耐腐蚀性能是由于在铁碳合金中加入了铬所致，我国一般将不锈钢的铬含量定为不小于12%。 不锈钢的耐腐蚀性能，一般认为是由于在腐蚀介质的作用下其表面形成“钝化膜”的结果，而耐腐蚀的能力则取决于“钝化膜”的稳定性。这除了与不锈钢的化学成份有关，还与耐腐蚀的种类、浓度、温度、压力、流动速度以及其它因素有关。 1.2分类：不锈钢的种类很多，按照我国国家标准GB/T13304-1991《钢类分》以及国际上通用的分类方法是按钢的金相组织划分，分为五类：即奥氏体型不锈钢、铁素体型不锈钢，马氏体型不锈钢、奥氏体/铁素体双向不锈钢和沉淀硬化不锈钢。 1.3金属的晶体结构 1.3.1晶体。 物质是由原子组成的。根据原子在物体内部的排列方式，可以把固态物质分为晶体和非晶体。晶体是指其原子（离子）在空间作有规则排列的物质。非晶体则相反，其原子是杂乱无章地堆砌在一起，自然界中除少数物质（如普通玻璃、松香、沥青、石蜡等）外，包括所有金属在内的绝大多数物质在固态下都是晶体，由于原子排列的本质区别，晶体与非晶体显示出不同的特性，晶体是具有固定的熔点和各向异性，非晶体则相反，没有固定的熔点并呈各向同性（即在不同方向上具有不同的性能）。例如：铜的溶点为10840C,单晶体铜在不同方向上的抗拉强度可以在14~13kg/mm2范围内变化。 1.3.2晶格。 晶体中的原子在空间是仍有规则的排列，为了方便描述原子的排列方式，人为地将每个原子看成一个几何质点，并用假想的线把各点连接起来，使之构成一个空间格架，各原子均位于空间格架的各结点上，这种表示原子在晶体中排列方式的空间格架，叫做结晶格子，简称晶格。由于晶体中原子排列具有周期重复性，因此可以从晶格中选取一个具有代表性的最小几何单元来说明晶体中原子的排列规律和特点，这个最小的几何单元称为晶胞，因此，晶体即是同种晶胞在空间重复排列而成的，可以说晶胞就是构成晶格的细胞。 1.3.3三种常见的金属晶体结构 ①体心立方晶格 晶胞是一个立方体，在立方体的八个角和中心各有一个原子的晶格称为体心立方晶格，具有体心立方晶格的金属有α—Fe(即铁素体) W（钨）、M0（钼）、V（钒）、Cr（铬）等。纯铁在910摄氏度以下时，
不锈钢技术及其发展 摘要介绍了不锈钢炼钢的总体概况和品种, 论述了不锈钢在铁水预处理、转炉、电炉、二次精炼、连铸等方面的典型工艺流程,概述了国内外不锈钢的生产和消费现状，提出了不锈钢生产流程未来的发展方向。 关键词不锈钢生产流程精炼 Abstract: The paper introduced the general specification of stainless steel aking and the varieties of the product, stated the typical progresses flow in hot metal pretreatment、 converter、 EAF、 secondary refining continuous casting etc ，summarized the current status of stainless steel production and consumption and put forward the future development trend of stainless steel. Key words: stainless steel production process secondary refining 1.前言 不锈钢是指具有抵抗大气、酸、碱和盐等腐蚀作用的合金钢的总称。通常所说的“不锈”是指其抗腐蚀性能可归因于在氧化的环境中，形成一层氧化铬表面膜。这层薄膜具有不溶解、能自行恢复和无气孔的特点。不锈钢具有良好的耐腐蚀、耐高温、耐磨损、外观精美等特性，用途非常广泛，是石油、化工、化肥、制药、食品、国防、餐具、合成纤维和石油提炼等行业中广泛使用的金属材料。 2.不锈钢的种类 不锈钢常按组织状态分为：铁素体钢、奥氏体钢等、双相不锈钢、马氏体钢。另外，可按成分分为：铬不锈钢、铬镍不锈钢和铬锰氮不锈钢等。 （1) 铁素体不锈钢：含铬12％～30％。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高，耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。属于这一类的有Crl7、Cr17Mo2Ti、Cr25，Cr25Mo3Ti、Cr28等。铁素体不锈钢因为含铬量高，耐腐蚀性能与抗氧化性能均比较好，但机械性能与工艺性能较差，多用于受力不大的耐酸结构及作抗氧化钢使用。这类钢能抵抗大气、硝酸及盐水溶液的腐蚀，并具有高温抗氧化性能好、热膨胀系数小等特点，用于硝酸及食品工厂设备，也可制作在高温下工作的零件，如燃气轮机零件等。 (2) 奥氏体不锈钢：含铬大于18％，还含有8％左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好，可耐多种介质腐蚀。奥氏体不锈钢的常用牌号有1Cr18Ni9、 ＜0.08%，钢号中标记为“0”。这类钢中含有大量0Cr19Ni9等。0Cr19Ni9钢的w C 的Ni和Cr，使钢在室温下呈奥氏体状态。这类钢具有良好的塑性、韧性、焊接性和耐蚀性能，在氧化性和还原性介质中耐蚀性均较好，用来制作耐酸设备，如耐蚀容器及设备衬里、输送管道、耐硝酸的设备零件等。奥氏体不锈钢一般采用固溶处理，即将钢加热至1050～1150℃，然后水冷，以获得单相奥氏体组织。(3)奥氏体 - 铁素体双相不锈钢：兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点，并具有超塑性。奥氏体和铁素体组织各约占一半的不锈钢。在含C较低的情况下，Cr含量在18%～28%，Ni含量在3%～10%。有些钢还含有Mo、Cu、Si、Nb、Ti，N等合金元素。该类钢兼有奥氏体和铁素体不锈钢的特点，与铁素体相比，塑性、韧性更高，无室温脆性，耐晶间腐蚀性能和焊接性能均显著提高，同时还保持有铁素体不锈钢的475℃脆性以及导热系数高，具有超塑性等特点。与奥氏体不锈钢
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、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。前者是真空吹氧脱碳，后者是用氩气和氮气稀释气体来脱碳。将这两种精炼设施的任何一种与电炉相配合，这就形成了不锈钢的二步法生产工艺。 采用电炉与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％的不锈钢废钢作为原料，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、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C、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％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＋复吹转炉＋VOD三步冶炼不锈钢。其特点是电炉作为熔化设备，只负责向转炉提供含Cr、Ni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。三步法比较适合氩气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。
五金产品加工知识培训（针对我司常用） 1.五金产品常用材料: 纯铜、青铜/黄铜、硬铝、防锈铝、纯铝、奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、覆铝锌板、电镀锌板、热度锌板、冷轧钢板、热轧钢板。
备注：不锈钢(SUS)：韧性好，难折断一般不吃锡但表面镀镍后能吃锡而表面直接镀镍较困难，一般覆盖一层铜后再镀镍。表面光泽度不佳但可分雾面与亮面(不可能象镀镍一样光亮)，不锈钢按同型号硬度由大到小可分SUS301 SUS302 SUS 303 SUS304, SUS304具有一定导磁性但比较弱。其余不锈钢一般不导磁； 耐指纹电镀锌钢板：均匀的灰色 热镀铝锌板：小晶花 热镀铝锌板：无晶花 热浸镀锌板：大晶花 左至右的外观为：拉丝、喷砂、光亮表面 喷涂桔纹－所做的百格附着力试验 2.加工工艺流程及注意要点： . 冲压、激光下料、数冲下料、车床下料、还是铸，第一个都防止用料错误； 冲压加工：一般都为批量性加工，下料、冲孔、拉伸、弯形、压死边；针对模具的不同，问题点也不不同，依次类推常见的有： 下料少料、切边毛刺过大；冲孔：多或少孔冲孔未冲通毛刺过大； 拉伸：变形； 弯形：方向、尺寸、角度大小、内外表面压印变形严重擦伤、标准试配；如下图; 压死边：变形、压印、尺寸超差； 激光下料、数冲下料： 下料少料、切边毛刺过大；冲孔：多或少孔冲孔未冲通毛刺过大、工艺缺口大小； 钳工： 沉孔：沉孔的方向、大小、角度、不加大底孔和翻包（㎜之内），钻头使用的种类（挤压、螺旋、切削）和主轴的转速。 攻丝：丝锥使用的种类（挤压、螺旋、切削）和主轴的转速及互配的底孔在的大小，螺纹孔要保证通止（M6以上的要用标准螺钉试配），有效深度、扭力符合要求。 压铆：使用的非标准件是正确、压铆方向、压铆后的性能（螺纹孔要保证通止（M6以上的要用准标螺钉
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、
不锈钢冶炼三步法的特点 一步法：即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、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。前者是真空吹氧脱碳，后者是用氩气和氮气稀释气体来脱碳。将这两种精炼设施的任何一种与电炉相配合，这就形成了不锈钢的二步法生产工艺。 三步法：即电炉＋复吹转炉＋VOD三步冶炼不锈钢。其特点是电炉作为熔化设备，只负责向转炉提供含Cr、Ni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。三步法比较适合氩气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。 电炉＋复吹转炉＋VOD三步。其特点是电炉作为熔化设备，只负责向转炉提供含Cr、Ni 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。三步法比较适合氩气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不锈钢冲压弯头比例较大的专业厂采用。目前世界上88%不锈钢冲压弯头采用二步法生产，其中76%是通过AOD炉生产。因此它比较适合大型不锈钢冲压弯头专业厂使用。 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。前者是真空吹氧脱碳，后者是用氩气和氮气稀释气体来脱碳。将这两种精炼设施的任何一种与电炉相配合，这就形成了不锈钢的二步法生产工艺。 采用电炉与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％的不锈钢废钢作为原料，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％的碳钢废钢进行配料，原料成本较低。
不锈钢基础知识培训材料 不锈钢大市场
不锈钢基础知识 一、不锈钢的简介： 所有金属都和大气中的氧气进行反应，在表面形成氧化膜。不幸的是，在普通碳钢上形成的氧化铁继续进行氧化，使锈蚀不断扩大，最终形成孔洞。可以利用油漆或耐氧化的金属（例如，锌，镍和铬）进行电镀来保证碳钢表面，但是，正如人们所知道的那样，这种保护仅是一种薄膜。如果保护层被破坏，下面的钢便开始锈蚀 耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢。又称不锈耐酸钢。实际应用中，常将耐弱腐蚀介质腐蚀的钢称为不锈钢，而将耐化学介质腐蚀的钢称为耐酸钢。由于两者在化学成分上的差异，前者不一定耐化学介质腐蚀，而后者则一般均具有不锈性。不锈钢2的耐蚀性取决于钢中所含的合金元素。铬是使不锈钢获得耐蚀性的基本元素，当钢中含铬量达到12％左右时，铬与腐蚀介质中的氧作用，在钢表面形成一层很薄的氧化膜（自钝化膜），可阻止钢的基体进一步腐蚀。除铬外，常用的合金元素还有镍、钼、钛、铌、铜、氮等，以满足各种用途对不锈钢组织和性能的要求。 二、不锈钢的分类不锈钢通常按基体组织分为： 1、铁素体不锈钢。含铬12％～30％。其耐蚀性、韧性和可焊性随含铬量的增加而提高，耐氯化物应力腐蚀性能优于其他种类不锈钢。 2、奥氏体不锈钢。含铬大于18％，还含有8％左右的镍及少量钼、钛、氮等元素。综合性能好，可耐多种介质腐蚀。 3、奥氏体- 铁素体双相不锈钢。兼有奥氏体和铁素体不锈钢的优点，并具有超塑性。 4、马氏体不锈钢。强度高，但塑性和可焊性较差。 三、不锈钢的特性和用途： 系列 美标 （ASTM ） 国标（GB）日表（SUS）性质用途 200 201 1Cr17Mn6Ni5N SUS201 具有耐酸、耐碱,密度高、抛光无气泡、 无针孔等特点,是生产各种表壳、表带 底盖优质材料等。 主要用于做装饰管,工 业管,一些浅拉伸制品. 202 1Cr18Mn8Ni5N SUS202 用Mn和N 代替了部分镍，从而获得 了良好的力学性能和耐蚀性能，是一种 节镍的新型不锈钢，他的室温强度比 304高，在800度以下有较好的抗氧化 性和中温强度 主要用于做装饰管,工 业管,一些浅拉伸制品. 2205 00Cr22Ni5Mo3N SUS2205 它的Cr、Mo和N元素的区间都比较 窄,容易达到相的平衡(即两相约各占一 半) , 改善了钢的强度,耐腐蚀性和焊接 性能,多用于性能要求较高和需要焊接 的材料,如油气管线等. 用于炼油, 化肥,造纸, 石油,化工等耐海水 耐高温浓硝酸等的热 交换器和冷淋器及器 件。
中国不锈钢生产冶炼工艺流程分析和比较 当前，中国作为不锈钢生产和消费大国，不锈钢种类繁多，根据钢种用途及原材料的不同形成了不同的冶炼工艺路线。近几年来，中国不锈钢冶炼技术沿着提高生产率、简化工艺、降低生产成本和提高钢水质量的方向发展，在原材料和工艺装备方面得以不断优化。 三种冶炼工艺各有优缺： 目前世界上生产不锈钢的冶炼工艺主要分为一步法、二步法和三步法，其中EAF+AOD （电弧炉+氩氧精炼炉）的两步法工艺约占70%，三步法工艺约占20%。随着低磷铁水被广泛应用于不锈钢生产，新型一步法不锈钢冶炼工艺也被越来越多的不锈钢生产企业采用。为适应不锈钢市场的激烈竞争，提高产品质量同时也降低生产成本，中国各企业应根据自身的实际情况选择合适的不锈钢冶炼工艺。 一步法不锈钢冶炼工艺。早期的一步法不锈钢冶炼工艺，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以及AOD炉在不锈钢生产领域的广泛应用，这种仅用电炉冶炼不锈钢的一步法冶炼生产工艺由于冶炼周期长、作业率低、生产成本高，被逐步淘汰。 目前很多不锈钢生产企业采用部分低磷或脱磷铁水代替废钢，将铁水和合金作为原料进入AOD炉进行不锈钢的冶炼，由此形成了新型一步法冶炼工艺。新型一步法冶炼工艺与早期一步法相比在生产流程上取消了电炉这一冶炼环节，其优点包括：一是降低投资；二是降低生产成本；三是高炉铁水冶炼降低了配料成本，降低了能耗，提高了钢水纯净度；四是废钢比低，适应现有的废钢市场；五是对于冶炼400系列不锈钢尤为经济。 但新型一步法对原料条件和产品方案具有一定要求：一是要求AOD入炉铁水磷含量低于0.03%以下，因此冶炼流程中须增加铁水脱磷处理环节；二是不适用于成分复杂、合金含量高的不锈钢品种。 新型一步法不锈钢生产工艺目前被广泛应用于生产400系列不锈钢。作为发展中国家，中国废钢资源缺乏，又是极度贫镍的国家，加之400系列不锈钢在日常生活和工业生产领域的应用范围越来越广，这些客观条件都使得新型一步法不锈钢冶炼被越来越多的生产企业采用。 二步法不锈钢冶炼工艺。二步法不锈钢代表工艺路线为EAF→AOD、EAF→VOD（电弧炉→VOD真空精炼炉）。EAF→AOD工艺的产能目前占世界不锈钢产能的70%左右，其中EAF炉主要用于熔化废钢和合金原料，生产不锈钢预熔体，不锈钢预熔体再进入到AOD炉中冶炼成合格的不锈钢钢水。 二步法不锈钢冶炼工艺被广泛应用于生产各系列不锈钢，其优点包括：电炉对原材料要求不高，生产周期相对于一步法工艺稍短，灵活性好，可生产除了超低碳、氮不锈钢外95%的不锈钢品种。 但二步法在介质消耗、品种方案等方面仍须注意以下三点：一是近年来随着冶炼工艺的进步和操作水平的提高，两步法冶炼工艺的氩气等介质消耗量明显减少，但相比一步法和三步法其氩气等介质消耗仍稍大；二是AOD炉脱碳到终点时，钢水中氧含量较高，须加入硅
不锈钢冶炼工艺流程的分析与比较 当前，我国作为不锈钢生产和消费大国，不锈钢种类繁多，根据钢种用途及原材料的不同形成了不同的冶炼工艺路线。近几年来，我国不锈钢冶炼技术沿着提高生产率、简化工艺、降低生产成本和提高钢水质量的方向发展，在原材料和工艺装备方面得以不断优化。 三种冶炼工艺各有优缺 目前世界上生产不锈钢的冶炼工艺主要分为一步法、二步法和三步法，其中EAF+AOD（电弧炉+氩氧精炼炉）的两步法工艺约占70%，三步法工艺约占20%。随着低磷铁水被广泛应用于不锈钢生产，新型一步法不锈钢冶炼工艺也被越来越多的不锈钢生产企业采用。为适应不锈钢市场的激烈竞争，提高产品质量同时也降低生产成本，我国各企业应根据自身的实际情况选择合适的不锈钢冶炼工艺。 一步法不锈钢冶炼工艺。早期的一步法不锈钢冶炼工艺，是指在一座电炉内完成废铁熔化、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以及AOD炉在不锈钢生产领域的广泛应用，这种仅用电炉冶炼不锈钢的一步法冶炼生产工艺由于冶炼周期长、作业率低、生产成本高，被逐步淘汰。 目前很多不锈钢生产企业采用部分低磷或脱磷铁水代替废钢，将铁水和合金作为原料进入AOD炉进行不锈钢的冶炼，由此形成了新型一步法冶炼工艺。新型一步法冶炼工艺与早期一步法相比在生产流程上取消了电炉这一冶炼环节，其优点包括：一是降低投资；二是降低生产成本；三是高炉铁水冶炼降低了配料成本，降低了能耗，提高了
钢水纯净度；四是废钢比低，适应现有的废钢市场；五是对于冶炼400系列不锈钢尤为经济。 但新型一步法对原料条件和产品方案具有一定要求：一是要求AOD入炉铁水磷含量低于0.03%以下，因此冶炼流程中须增加铁水脱磷处理环节；二是不适用于成分复杂、合金含量高的不锈钢品种。 新型一步法不锈钢生产工艺目前被广泛应用于生产400系列不锈钢。作为发展中国家，我国废钢资源缺乏，又是极度贫镍的国家，加之400系列不锈钢在日常生活和工业生产领域的应用范围越来越广，这些客观条件都使得新型一步法不锈钢冶炼被越来越多的生产企业采用。 二步法不锈钢冶炼工艺。二步法不锈钢代表工艺路线为EAF→AOD、EAF→VOD（电弧炉→VOD真空精炼炉）。EAF→AOD工艺的产能目前占世界不锈钢产能的70%左右，其中EAF炉主要用于熔化废钢和合金原料，生产不锈钢预熔体，不锈钢预熔体再进入到AOD炉中冶炼成合格的不锈钢钢水。 二步法不锈钢冶炼工艺被广泛应用于生产各系列不锈钢，其优点包括：电炉对原材料要求不高，生产周期相对于一步法工艺稍短，灵活性好，可生产除了超低碳、氮不锈钢外95%的不锈钢品种。 但二步法在介质消耗、品种方案等方面仍须注意以下三点：一是近年来随着冶炼工艺的进步和操作水平的提高，两步法冶炼工艺的氩气等介质消耗量明显减少，但相比一步法和三步法其氩气等介质消耗仍稍大；二是AOD炉脱碳到终点时，钢水中氧含量较高，须加入硅铁
钣金知识培训 前言 钣金构件在机械产品中占有很大的比重,广泛的存在于日常生活和生产的各个领域。在现实一线生产过程中，会遇到一些颇为棘手的问题，如钣金零件的折弯，经常会发生折弯碰刀的情况；落料的外圆角、半圆凸台、异型孔的规格太多，以及一些不合理的形状设计，导致加工厂要多开很多不必要的落料模，大大增加模具的加工和管理成本；有些钣金零件的点焊完全可以适当增加定位，不增加成本也不影响美观，实际上大部分设计是靠生产的工装定位，不仅麻烦、效率低，精度也不好；很多可以避免焊接的钣金零件，往往设计成角焊的结构形式，焊接和打磨都非常麻烦，不仅效率较低，而且外观质量也经常得不到保证，等等。长期以来，这些相同的问题不断地重复发生，无论对产品质量还是产品的生产和进度，都会产生不良的影响。
第一讲钣金零件设计工艺 钣金(Metal Plate; SheetMetal)钣金至今为止尚未有一个比较完整的定义，根据国外某专业期刊上的一则定义可以将其定义为：钣金是针对金属薄板（通常在6mm以下）一种综合冷加工工艺，包括剪、冲/切/复合、折、焊接、铆接、拼接、成型（如汽车车身）等。其显著的特征就是同一零件厚度一致。 1.1 钣金材料的选材 钣金材料是通信产品结构设计中最常用的材料，了解材料的综合性能和正确的选材，对产品成本、产品性能、产品质量、加工工艺性都有重要的影响。 1.1.1 钣金材料的选材原则 1）选用常见的金属材料，减少材料规格品种，尽可能控制在公司材料手册范围内； 2）在同一产品中，尽可能的减少材料的品种和板材厚度规格； 3）在保证零件的功能的前提下，尽量选用廉价的材料品种，并降低材料的消耗，降低材料成本； 4）对于机柜和一些大的箱体，需要充分考虑降低整机的重量； 5）除保证零件的功能的前提外，还必须考虑材料的冲压性能应满足加工艺要求，以保证制品的加工的合理性和质量。 1.1.2 几种常用的板材介绍 1.1. 2.1 钢板 1）冷轧薄钢板 冷轧薄钢板是碳素结构钢冷轧板的简称，它是由碳素结构钢热轧钢带，经过进一步冷轧制成厚度小于 4mm 的钢板。由于在常温下轧制，不产生氧化铁皮，因此，冷板表面质量好，尺寸精度高，再加之退火处理，其机械性能和工艺性能都优于热轧薄钢板。常用的牌号为低碳钢 08F和 10#钢，具有良好的落料、折弯性能。在许多领域里，特别是家电制造领域，已逐渐用它取代热轧薄钢板。冷轧薄钢板的价格高于普通薄钢板，稍低于镀锌钢板。其表面平整光洁，受潮容易生锈，需及时刷漆，以延长使用寿命。多用于风机，暖通等领域的送风系统，长林东风机大量的采用冷轧薄钢板，产品外表美观。 2）连续电镀锌冷轧薄钢板 连续电镀锌冷轧薄钢板，即“电解板”，指电镀锌作业线上在电场作用下，锌从锌盐的水溶液中连续沉积到预先准备好的钢带表现上得到表面镀锌层的过程，因为工艺所限，镀层较薄。 ３）连续热镀锌薄钢板
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。此工艺是由瑞典的l m和法国的
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
不锈钢冶炼生产系统包括铁水预处理系统，电炉系统，氩氧脱碳炉系统和钢水精炼系统等子系统。 一、铁水预处理系统 为不锈钢生产服务的铁水预处理包括铁水脱磷站和铁水倒罐站混冲脱硅设施。 1、脱硅 高炉铁水在高炉出铁场进行脱硅处理后铁水[Si]≤0.3%，由于铁水脱磷时对铁水的含硅量有一定的要求，因此在铁水脱磷之前，还要在铁水脱磷站对铁水进行补充脱硅处理。倒罐后，铁水罐进入脱磷工位进行喷吹脱硅，使铁水[Si]含量降至0.15%以下。 2、脱磷 脱硅铁水在脱磷站扒渣工位扒渣后，进行铁水罐喷吹脱磷，脱磷扒渣后铁水温度≥1265℃，[P]含量≤0.010%。 二、电炉系统 电炉以脱磷铁水、不锈钢废钢、高碳铬铁合金、镍铁合金等为炉料，熔炼出已基本上具有所炼钢种成分的不锈钢母液。 母液在加料跨扒渣，然后倒入氩氧脱碳炉进一步冶炼。 三、氩氧脱碳炉系统 1、三步法工艺 三步法工艺的主要功能为脱碳、还原、成分和温度调整。 三步法工艺过程分为脱碳期和还原期。 脱碳期，采用氧枪和炉底侧部风口复吹供氧，加快脱碳速率；当碳含量达到临界点时，逐步降低氧气流量，增大氮气或氩气的流量，氧气和氮气或氩气的比例从9:1降低至1:1，以降低一氧化碳分压，确保降碳保铬的热力学条件，使钢液中铬的氧化降低到最低限度，减少还原剂的消耗。如钢种对氮气含量有严格要求，炉底侧部风口稀释气体应采用氩气，如没有特别要求，可采用氮气代替氩气在脱碳前期或全程作为稀释气体，以降低氩气的消耗。 当钢液中碳含量达到目标成分后，氩氧脱碳炉进行还原期操作，此时炉底侧部风口的氮气切换成氩气，通过炉顶料仓加料系统加入还原剂硅铁，还原炉渣中被氧化的铬和锰，此时，加大炉底风口氩气的吹入强度，使熔池形成较好的动力学条件，加速和充分还原，同时可以达到良好的脱硫效果，之后将钢水和炉渣一起出至炉下的钢水罐内，通过渣钢混冲进一步还原渣中的氧化铬。 2、二步法工艺 二步法的主要功能为脱碳、还原、脱硫、成分和温度调整。 其工艺过程分为脱碳期和还原期，如钢中硫含量要求低于50～100ppm，在还原期后，需要进行单独造渣脱硫工艺。 脱碳期，采用氧枪和炉底侧部风口复吹供氧，加快脱碳速率，与三步法不同的是由于后面不进行VOD真空处理，所以除了对氮没有要求的钢种在脱碳前期可吹入部份氮气外，炉底侧部风口主要吹氩。当碳含量达到临界点时，逐步降低氧气流量，增大氩气或氮气的流量，氧气和氩气或氮气的比例从10:1降低至1:3，在碳含量达到0.3％以后，顶枪停止供氧，氧气和氩气均由炉底侧部风口吹入，以降低一氧化碳分压，确保降碳保铬的热力学条件，使钢液中铬的氧化降低到最低限度，减少还原剂的消耗。 当钢液中碳含量达到目标成分后，氩氧脱碳炉进行还原期操作，通过炉顶料仓加料系统加入还原剂硅铁，还原炉渣中被氧化的铬和锰，此时，加大炉底风口氩气的吹入强度，使熔池形成较好的动力学条件，加速和充分还原，同时可以达到良好的脱硫效果，之后将钢水和炉渣
不锈钢主要冶炼工艺设备的配置 编辑，秦。 初炼炉 无论哪种工艺路线.都要配置初炼炉。只是在一步法生产时.初炼炉还要完成精炼炉的精炼任务。 初炼炉只起熔化初炼作用，负责向精炼炉提供初炼钢水，或称之为不锈钢母液。视原料条件和规格不同可以选择感应炉、电炉或转炉。 以返回废钢作为主原料时，感应炉和电炉均可作为初炼炉，而感应炉一般用于小规模生产。 以普通废钢作为主原料时，选择电炉作为初炼炉，熔化废钢和合金。 以高炉铁水作为主原料时，选择LD ,OTB ,AOD ,K-OBM-S等转炉作为初炼炉，用于脱磷和初脱碳，以及熔化少量废钢和合金。若原料中废钢量和合金比例较大时，仍然要选择电炉熔化合金和废钢，但此时电炉根据需要，还可以提供混匀不锈钢母液成分和温度的功能。若原料中合金大量来源于矿石时，如铬矿、锰矿和矿，可采用转炉作为初炼炉还原矿石中合金元素。如日本川崎就采用了铬矿石还原获得金属铬。 一般认为，转炉作为初炼炉是不经济的。因为它需
要高炉铁水提供母液和热量来源，必然延长工艺路线，一次性投资增加。只有在电力匮乏的情况下，或者采用电炉作为初炼炉时电力成本难以接受时，可以考虑选用转炉作为初炼炉。 精炼炉 精炼炉的功能主要是降碳保铬，同时伴随脱硫的过程。生产不锈钢最为常用的精炼炉是转炉，主要有AOD ,K-BOP ,K-OBM-S ,M RP ,CLU ,KCR-S等。 AOD，全称Argon-Oxygen DecarburizationConverter，通常称为氩氧炉。AOD是最为常用的精炼炉，不锈钢精炼炉中约有70%为AOD，大量使用在二步法和三步法冶炼工艺中。传统的AOD是在转炉下部安装侧吹风嘴，喷吹氧气和氩气，进行脱碳和精炼。目前在AOD转炉的基础上增加顶枪，喷吹氧气和混合气体，称之为AOD-L 精炼炉，可以加快脱碳速度.缩短冶炼周期和提高生产能力。日本大同(Daido)制钢公司在AOD转炉的基础上增加真空系统.定义为AOD-VCR精炼炉，可以用于生产低碳不锈钢。还可以降低氩气和硅铁消耗，缩短冶炼周期。 K-BOP是川崎制钢公司(Kawasaki Steel Corporation)在顶吹碱性氧气转炉BOF基础上增加了