不锈钢生产技术

1、不锈钢锈钢 生产产技术术CertificatesLloydsRegisterAD-WKorean Register of ShippingKorean Register of Shipping不锈钢的一般制造工程不锈钢的一般制造工程原料原料 铁水铁水炼钢炼钢热轧热轧. .退火酸洗退火酸洗冷轧冷轧钢钢铁矿石铁矿石高炉高炉LDLD不需要不需要热轧退火热轧退火TANDEMTANDEM压延压延( (连续压延连续压延) )不锈钢不锈钢SCRAPSCRAPCHROMECHROMENICKELNICKELALLOYSALLOYS电炉电炉AODAODVODVOD热轧后固溶化热轧后固溶化热处理酸洗热处理酸洗Z-

2、MILLZ-MILL压延压延(REVERSING(REVERSING压延压延) )区分区分STSSTS钢钢一般钢一般钢原料原料STS ScrapSTS ScrapNi & Cr AlloysNi & Cr Alloys铁矿石铁矿石溶解溶解( (热源热源) )电炉电炉( (电电) )熔矿炉熔矿炉(Cokes)(Cokes)精练精练( (热源热源) )精练炉精练炉(C (C 氧氧) )LD LD 电炉电炉(C (C 氧氧) )废料废料铬铬镍镍其他合金其他合金电炉电炉(EAF)精练炉精练炉(AOD)精练炉精练炉(VOD)连铸连铸(C/C)Slab区分区分AODAODVODVOD精练方式精练方式稀释气

3、体脱碳法稀释气体脱碳法震动脱碳法震动脱碳法脱碳阶段脱碳阶段100ppm100ppm50ppm50ppm生产性生产性高高低低适用范围适用范围泛用泛用高纯度钢高纯度钢极底极底C,NC,N钢钢世界使用率世界使用率72%72%20%20%制造制造 PROCESSSlab加热炉加热炉(RF)热轧热轧(RMFMD/C)Black Coil一般退火一般退火(BAF) 热轧退火酸洗热轧退火酸洗(H-APL)White Coil(No.1) 研磨研磨(CGL) 准备准备(CPL)区分300系(Austenite系)400系Ferrite体Martensite体Fully-ferrite体Semi-ferrite

4、体退火特性高温、短时间高温、短时间低温、长时间低温、长时间经过箱退火無無有有* 400系STS钢 “低温退火处理”是 Ac1变态点以下的热处理。热热轧轧退退火火酸酸洗洗冷延冷延(ZRM)冷延退火酸洗冷延退火酸洗(C-APL)光辉退火光辉退火(BAL)调质压延调质压延(SPM)形状校正形状校正(TLL)表面研磨表面研磨(CPL)(STL)(SHL)(Coil)(Skelp)(Sheet)工程工程作业技术特征作业技术特征冷冷 延延用用20Hi 1std 20Hi 1std 冷延压延机反复来回冷延压延机反复来回 (Reversing)(Reversing)压延压延退火工序退火工序氧化退火及酸洗氧化退

5、火及酸洗 Process(C-APL) Process(C-APL) - 空气中热处理(氧化性)以后，为了去除氧化 scale进行酸洗处理 300系:混酸酸洗(HF+HNO3), 400系:硝酸电解酸洗硫酸退火硫酸退火 Process(BAL) Process(BAL) - 100% 氢气环境下，间接加热的热处理(还原性) o o 电炉作业方法及技术电炉作业方法及技术 电炉操业电炉操业(Electric Arc Furnace) (Electric Arc Furnace) - 主原料及合金铁投炉后，利用通过主原料及合金铁投炉后，利用通过3 3向交流的向交流的ARCARC的热量，使之的热量，使

6、之 溶解，用辅助热源吹入氧气，利用溶解，用辅助热源吹入氧气，利用C,SiC,Si氧化热。氧化热。 使用原料使用原料 - STS Scrap,- STS Scrap,碳钢碳钢 Scrap Scrap - Fe-Cr(H,C)Fe-Ni,Mo,Cu - Fe-Cr(H,C)Fe-Ni,Mo,Cu 等等 设备特性设备特性 - 3 - 3相相 ACAC电炉电炉 - - 使用电炉使用电炉 Enclosure( Enclosure(粉尘最小化粉尘最小化) )Waste GasWaste GasInjectionInjectionLimeLimeInjectionInjectionCarbonCarbon电

7、极棒电极棒Al-ArmAl-ArmEnclosureEnclosure倒铁水倒铁水SLAGSLAG排出口排出口40401515投入量投入量:60% :60% 生石灰及生石灰及 CokesCokes投入投入 在低在低taptap中开始溶解中开始溶解 Lime InJectionLime InJection Melt DownMelt Down时吹入氧气时吹入氧气在低在低taptap中开始溶解中开始溶解Lime InJectionLime InJectionMelt DownMelt Down时吹入氧气时吹入氧气Fe-SiFe-Si投入投入(Cr(Cr还原还原) )Slag Slag 配料配料投入

8、量投入量:40% :40% 投入生石灰投入生石灰* *出炉温度出炉温度:1580:1580精练炉热源及精练炉热源及 Slag FormationSlag Formation1 1次次原料投入原料投入1 1次溶解次溶解2 2次次原料投入原料投入2 2次次 溶解溶解升热期升热期出炉出炉处理工程工程别主要冶金理论（炼钢工程别主要冶金理论（炼钢) AOD AOD 操业方法及需要技术操业方法及需要技术AOD AOD 操业操业 (Argon Oxygen Decarburization (Argon Oxygen Decarburization) ) - N,Ar N,Ar和惰性气体和氧气一起投炉，随着炉

9、内和惰性气体和氧气一起投炉，随着炉内COCO压力减少，碳也减少，压力减少，碳也减少， 但必须增加惰性气体的的量。但必须增加惰性气体的的量。Gas Gas 稀释脱碳法稀释脱碳法 - 向炉内吹氧时，向炉内吹氧时，CrCr起氧化反应，起氧化反应，CrCr氧化物和钢种中的碳反应，达到脱碳氧化物和钢种中的碳反应，达到脱碳 的效果。随着的效果。随着CrCr氧化物的减少，为了达到脱碳的效果，必须减少氧化物的减少，为了达到脱碳的效果，必须减少COCO的压力的压力. . 2Cr + 3O (Cr2O3) -(1)2Cr + 3O (Cr2O3) -(1)(Cr2O3) + 3C 2Cr+ 3CO- (2)(Cr

10、2O3) + 3C 2Cr+ 3CO- (2)Waste gasWaste gasTop-LanceTop-LanceSub-LanceSub-Lance( (温度温度, ,成分成分CheckCheck渠道渠道) )O O2 2ArArN N2 25 Tuyeres5 TuyeresO O2 2ArArN N2 2Top & TuyereTop & Tuyere利用的利用的 O2 Blowing O2 Blowing ; ;根据根据CrCr浓度及碳浓度的浓度及碳浓度的GasGas比例运行比例运行合金铁及副料投入减少温度，合金铁及副料投入减少温度， 投入生石灰粉末和合金铁投入生石灰粉末和合金铁经

11、过经过VODVOD的材料预先脱碳的材料预先脱碳未脱碳未脱碳 ; ;利用钢种氧化利用钢种氧化 吹入吹入ArAr和钢搅拌和钢搅拌 SiSi脱酸脱酸(Cr,Mn(Cr,Mn等等 有用金属回收有用金属回收) ) 实施脱硫作业实施脱硫作业熔钢熔钢,Slag,Slag 同时出钢同时出钢EAFEAFO2 BlowingO2 Blowing脱碳机脱碳机RinsingRinsing未脱碳机未脱碳机Reduction & DesulfurReduction & Desulfur还原脱硫还原脱硫出钢出钢投入投入配料配料处理工程o VOD o VOD 作业方法和需要技术作业方法和需要技术提前脱碳提前脱碳最大脱脂最大脱

12、脂 ;N100ppm ;N100ppm未脱氧时出钢未脱氧时出钢 ; ;防止杂质防止杂质 O O2 2 Blowing Blowing 脱碳脱脂脱碳脱脂未脱碳未脱碳 ; ;利用钢种氧化利用钢种氧化Bottom ArBottom Ar含量增大含量增大还原脱硫还原脱硫 ;Cr ;Cr回收回收/ /脱氧脱氧/ /脱硫脱硫Slag MakingSlag Making成分成分/ /温度小调整温度小调整分离废物分离废物处理工程LTLT处理处理( (一般钢种一般钢种) )AODAOD配料配料VOD (Vacuum OxygenVOD (Vacuum OxygenDecarburization)Decarbur

13、ization)VDVD(Vacuum Degassing)(Vacuum Degassing)VCD (Vacuum CarbonVCD (Vacuum Carbon Degassing) Degassing)LTLT连铸连铸o VOD (Vacuum Oxygen Decarburizationo VOD (Vacuum Oxygen Decarburization) ) - AOD AOD比较困难的是到低比较困难的是到低C,NC,N的领域，还要保持脱碳效果的问题的领域，还要保持脱碳效果的问题, ,脱脂可能脱脂可能 的真空精练设备，适用于高附加值的的真空精练设备，适用于高附加值的40040

14、0系钢系钢( (高高CrCr铁素体铁素体, ,极低的极低的C,NC,N 钢钢) ) 的制造的制造 o 400o 400系系- -极低极低C,NC,N钢的特性钢的特性 - Cr- Cr增加及增加及NiNi没有没有, ,氢溶解度增大氢溶解度增大- - 脱碳、脱脂困难脱碳、脱脂困难 - - 为了确保耐蚀性及焊接性，对为了确保耐蚀性及焊接性，对C+NC+N的要求较高（的要求较高（200ppm200ppm以下以下) )Ar Ar N N22 Evacuuation EvacuuationVacuum HopperVacuum HopperI-TVI-TVVacuum SublanceVacuum Sub

15、lanceTop O2 LanceTop O2 LanceBottom Porous PlugBottom Porous Plug 退火操业概要 : 不锈钢和一般钢的不同，在热延过程中再结晶不充分加工组织有残留， 通过再结晶的方法去除内部应需要退火工程.或者热延后在冷延过程中 生成的Cr-碳化物，碳化物使周围的Cr浓度减少，耐腐蚀性明显减低， 通过退火，驱除碳化物.连续退火的目的 - 使压延硬化的组织再结晶软化 - 可以使热延时冷却时生成的碳化物驱除 - -fer(300系)分解 - 去除Scale后改善酸洗性能 1) 连续退火工程别主要冶金理论工程别主要冶金理论 (退火酸洗退火酸洗)温度+L

16、+L+LLiquidCr量Ni量1250 Cr 18%Ni 8%300300系系在常温下高温段(约1250)为止 相稳定区间Cr量温度8001200连续退火连续退火400400系系-Cr,Mo,Ti等 相稳定元素向上相的领域扩大，到高温段为止，没有变化 通过退火温度的提高，提高生产性，在高温下连续退火，短时间退火相态图(Austenite钢)相态图(Fully Ferrite钢)LiquidL+ Carbide- 稳定元素上升 : Cr,Mo,Ti,Nb,Al- 稳定元素下降 : ULCN, Ni1926Cr,Ti.Nb- Line Speed: Max 60mpm- 退火温度范围 : 100

17、01200退火炉冷却Zone#1 APL: 60m#2 APL: 60mAir + WaterHelper Roll急冷预热加热均热10501150温度 连续退火钢种连续退火钢种 - 300系: 304,316等全钢种 - 400系: 409L,430J1L,430LX,430Ti,436L,444,446 压延组织压延组织退火组织退火组织304409L4) 酸洗操业酸洗操业概要 : 不锈钢的酸洗作业是对退火的氧化皮和毛胚金属间发生的Cr致密层，用混 酸使只松解，去除氧化皮的作业，残留的氧化皮，即使是微小的也有可能 成为冷延不良的缺陷，或者使用热延板时，也成为一个腐蚀的因素所以要 求必须清除.

18、Cr ScaleCr Scale连续退火钢(300,400系一部分)Batch 退火钢 浓度 连续退火炉中表面的 Scale再生成及 Cr-Deplete Zone发达，酸洗性良好热延中发生的 Cr-Deplete Zone的 随着长时间的退火扩大，Cr浓度上升, Scale 变致密，酸洗性很困难毛胚毛胚硫酸的作用Scale和毛胚之间有H2 Gas，容易发生开裂，所以在混酸槽酸洗比较容易 毛胚混酸的作用 (HF + HNO3) - 氢氟酸(HF) : 溶解毛胚的作用 (促进酸洗 ) - 硝酸(HNO3) : 不动态保护膜生成，防止局部的过酸洗 (控制酸洗) 必须适合的比例混合 (300系时 H

19、NO3 : HF = 4 : 1 )H2 Me + 4 HNO3 - Me(NO3)3 + NO + 2 H2O Me(NO3)3 + 3HF - MeF3 + 3HNO3- Me + 0.7HNO3 + 3HF - MeF3 + NO + 2H2O 冷 扎区分不锈钢一般钢变形抵抗变形抵抗大变形抵抗小Mill TypeW/R Dia压延张力20Hi 1std Reversing701304060Ton46Hi 5std Tandem4005001020Ton特征大压下率压延有利控制表面品质生产性高有利大量生产体系工程别主要冶金理论工程别主要冶金理论 (冷轧冷轧)冷延材微小组织比较101010Z

20、RM(Senzimir(Senzimir Rolling Mill) Rolling Mill)设备 MakerI2S厚度范围()0.33.00.253.0宽度范围()7501600Line Speed(mpm)Max 600（1） Max 800（2）Type20Hi Mono Block退火及酸洗退火及酸洗退火处理退火处理 (Annealing)区分加热方式退火炉空间退火炉类型备注氧化性直接加热氧化等待(excess O2 : 46%)- 水平(horizontal)必须酸洗还原性间接加热-100%H2-75%H2+25%N2- 水平(horizontal)- 垂直(vertical)必须

21、酸洗* C-APL : 氧化性, BAL : 还原性v 酸洗处理设备 - Salt Bath(Kolene法) Type - 中性盐电解酸洗（Neolyte) Typev 酸洗处理设备 - 硝酸(HNO3)电解酸洗 - 混酸(HF+HNO3)酸洗不锈钢的再结晶组织不锈钢的再结晶组织C_APL (Cold Annealing & Pickling Line)A . QSALT BATHAI R CO O LERSALT RI NSENO 3 STEERI NG RO LLNO 3 B/RNO 1 B/SNO 2 B/SNO 3 B/S A B NO 4 B/RNO 4 STEERI NG RO

22、LLNO 5 STEERI NG RO LLNO 5 B/RT/RCA SCA D RIN SED RYEREXIT LO O PEREXIT SH EA RCVPRPHFPH 1,2,3FPH 4,5,6,7E.QNO 1 B/RNO 1 STEERI NG RO LLNO 2 STEERI NG RO LLNO 2 B/RW ELDEREN T RY LO O PERPO R 1PO R 2EN T RY SH EA RAA 1BB 1A PL LA Y-O U TC_APL(Cold annealing & Pickling Line)Carousel Hearth Roll(01.11

23、)设备 MakerFATA-PM厚度范围()0.33.0宽度范围()7001600Line Speed(mpm)Max 60TypeSalt BathBAL (Bright Annealing Line)EXIT SHEAREXIT LOOPERENTRY LOOPERNO 1B/RNO 2 B/RDANCER ROLLNO 3 B/RNO 4 B/R NO 1 PORNO 2 POR ENTRY SHEAR WELDERPRE-CLEANING NO 1 B/SCLEANINGNO 2 B/SRINSING.12DRYERLEADER STRIP DICHARGE UNIT35MFURNACECLEANING SECTION 入口出口TRNO1 FLATTENERHELPER P/RHOT-AIRDEFP/RNO1P/RNO2P