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1、1 不銹鋼分類鋼在大氣、水等弱介質(zhì)中和硝酸等氧化性介質(zhì)中，其耐蝕性隨鋼中銘含量的增加而提高，當(dāng)銘含 量達(dá)到一定的百分比時(shí)，鋼的耐蝕性發(fā)生突變，即從易生銹到不易生銹，從不耐蝕到耐腐蝕。不銹鋼 的不銹性和耐蝕性是由于其表面上富銘氧化膜（鈍化膜）的形成。不銹鋼的分類方法很多。按室溫下的組織結(jié)構(gòu)分類，有馬氏體型、奧氏體型、鐵素體和雙相不銹鋼；按用途分則有耐 硝酸 不銹鋼、耐硫酸不銹鋼、耐海水不銹鋼等；按耐蝕類型分可分為耐點(diǎn)蝕不銹鋼、耐應(yīng)力腐蝕 不銹鋼、 耐晶間腐蝕不銹鋼等。1.1 合金元素對(duì)不銹鋼組織的作用在不銹鋼常用的合金元素中，銘、鋁、硅、鋁、鈦、銀等是鐵素體形成元素，而碳、鎮(zhèn)、鎰、氮 是奧氏體元

2、素。奧氏體形成元素：鎮(zhèn)是擴(kuò)大r的元素。鎰和氮都是促進(jìn)奧氏體形成的元素，因而可以代銀。但鎰 本身并不防蝕，不能單獨(dú)使用，只用以代替部分的鎮(zhèn)。鋁能增加不銹鋼的耐蝕性。銅能夠提高鐵素體不銹鋼在某些還原性介質(zhì)中的耐蝕性，并改變其韌性。在奧氏體不銹鋼中加 銅，可顯著提高其在硫酸中的耐蝕性。碳在不銹鋼中與銘形成碳化物，含碳量越高，形成的碳化銘越多，固溶體中的含銘量越低，鋼的 電極電位就越低，故鋼的耐蝕性也越低，因而不銹鋼一般要求較低的含碳量。不銹鋼的強(qiáng)度和硬度隨含碳量的增加而提高，因此，用以制造要求高硬度和高耐磨性的滾動(dòng)軸承、刃具、彈簧等不銹鋼，其含碳量較高，但需相應(yīng)提高其含銘量（如 9Cr18） o鈦和

3、銀與碳親和力比銘大，在不銹鋼中能夠優(yōu)先形成碳化物，使銘能基本溶于固溶體中，從而避 免晶界貧銘，減輕晶間腐蝕傾向。鋁和硅能在鋼的表面形成一層致密的氧化膜，提高鋼的耐蝕性。1.2 奧氏體不銹鋼奧氏體不銹鋼指在常溫下具有奧氏體組織的不銹鋼，其中Cr約18%、Ni8%10%、C約0.1%包 括18Cr-8Ni鋼和在此基礎(chǔ)上增加Cr、Ni含量并加入M。、Cu、Si、Nb、Ti等元素發(fā)展起來的 高Cr- Ni系列鋼。在18-8型不銹鋼的成分基礎(chǔ)上演變，主要有以下幾方面的重要發(fā)展：1） 加M。改善點(diǎn)蝕和耐縫隙腐蝕2） 降C或加Ti、Nb,減少晶間腐蝕傾向3）加Ni和Cr改善高溫抗氧化性和強(qiáng)度4）加Ni改善抗

4、應(yīng)力腐蝕性能奧氏體不銹鋼具有高韌性和塑性，但強(qiáng)度較低，不能通過相變強(qiáng)化。奧氏體不銹鋼的生產(chǎn)量和使用量約占不銹鋼總產(chǎn)量及用量的70%0GBASTMJISDIN1Cr17Ni7301SUS301X12CrNi1771Cr18Ni9302SUS302X12CrNi1881Cr18Ni10303SUS303X12CrNiS1880Cr18Ni9304SUS304X5CrNi18900Cr19Ni10304LSUS304LX2CrNi1890Cr17Ni12Mo2316SUS316X5CrNiMo181000Cr17Ni14Mo2316LSUS316LX2CrNiMo18100Cr18Ni10Ti321

5、SUS321X10CrNiTi1890Cr19Ni13Mo3317SUS317X2CrNiMo18161）鐵素體相對(duì)奧氏體不銹鋼性能的影響F相一般都對(duì)奧氏體不銹鋼的性能帶來不利的影響：如鋼的耐點(diǎn)蝕性下降，在諸多腐蝕環(huán)境中（如尿素生產(chǎn)）耐蝕性劣化；在高溫下長(zhǎng)時(shí)間加熱時(shí)，F(xiàn)相會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)閏相使鋼變脆等。鐵素體相含量的粗略判定：Creq=%Cr+1.5 %Si+%Mo, Nieq=%Ni+30 x （%C+%N） +0.5X%Mn鐵素體相消除的根本方法是提高鋼中奧氏體形成元素如Ni、Mn和N的含量。2）奧氏體不銹鋼鑄件為了提高鋼液的流動(dòng)性，改善鑄造性能，鑄造鋼種合金成分應(yīng)有所調(diào)整：提高Si含量，放寬Cr

6、、Ni含量的區(qū)間，并提高雜質(zhì)元素S的含量上限。奧氏體不銹鋼使用前應(yīng)進(jìn)行固溶處理，以便最大限度地將鋼中的碳化物等各種析出相固溶到 奧氏 體基體中，同時(shí)也使組織均勻化及消除應(yīng)力，從而保證優(yōu)良的耐蝕性和力學(xué)性能。正確的固溶處理制 度為10501150c加熱后水冷（細(xì)薄件也可空冷）。固溶處理溫度視鋼的合金化程度而定：無Mo 或低Mo鋼種應(yīng)較低（0.050.08%,脫碳速度與含碳量無關(guān)，隨溫度升高而增大，也隨著供氧量的增大而加大。因此加大供氧量和降低一氧化碳的分壓也是加速脫 碳的有力措施。當(dāng)CV0.050.08%脫碳速度隨碳含量的減少而減少。此時(shí)碳在鋼液內(nèi)的擴(kuò)散 是脫碳反 應(yīng)的限制環(huán)節(jié)。為了加速低碳區(qū)的

7、脫碳，應(yīng)當(dāng)采取如下措施： 加強(qiáng)對(duì)鋼水的攪拌，增大反應(yīng)面積和擴(kuò)散速度； 提高鋼水溫度，以增大碳的擴(kuò)散速度。2. 2. 2氮的補(bǔ)入工藝氮在雙相不銹鋼鋼液中的溶解度除與鋼液溫度有關(guān)外，還與鋼液的化學(xué)成分有很大的關(guān)系。由于氮與大部分合金元素都可形成氮化物，隨著鋼液溫度的降低，氮的溶解度升高；Cr、Mn、Mo、V、Nb等元素可增加氮的溶解度；Nix Cu、Six C等元素則降低氮的溶解度。在AOD冶煉條件 下，傾向于在較低溫度下向鋼液吹氮，注意增加氮?dú)獾拇等霑r(shí)間和吹入量。生產(chǎn)過程中，鋼液 中脫氮和吸氮兩個(gè)過程同時(shí)存在，在精煉前期氮的含量很小，極難保住氮元素，一般采取出爐前根據(jù) 測(cè)得氮含量補(bǔ)入氮化銘的方式

8、，并應(yīng)用純氮?dú)鈹嚢琛?23銘的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制與中頻或電弧爐熔煉高銘不銹鋼相比，AOD精煉雙相不銹鋼在成分調(diào)節(jié)方面有所差別，因雙相不銹鋼所需銘的質(zhì)量分?jǐn)?shù)高，因此銘的前期氧化還原，后期的調(diào)節(jié)配入是比較關(guān)鍵性問題。在配比 銘成分時(shí)，Cr需留有余量，應(yīng)用合金進(jìn)行降溫補(bǔ)銘，對(duì)于銘的補(bǔ)充應(yīng)為后期生成氮化銘所需的銘留有 余量，還應(yīng)考慮通過加入微銘合金而帶入Cr成分的提升。2. 2. 4硫的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制硫在不銹鋼中是極其有害的元素，對(duì)成品的耐蝕性和冷加工性有極壞的影響。 一方面，在冶煉 后期向鋼中添加脫硫劑和微量元素，可改變鋼中硫化物夾雜成分和非金屬夾雜物的形態(tài)，強(qiáng)化脫硫降 低硫含量，另一方面采取向鋼中添加鈣合

9、金(3Kg/噸)，使鋼中殘留0.0020.005%的鈣含量，這部分 鈣在鋼中是以非常穩(wěn)定的CaS存在，從而防止在高溫下MnS在晶界的析出。2. 2. 5鎮(zhèn)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)控制由于Ni為強(qiáng)奧氏體元素，為確保雙相不銹鋼鑄件中奧氏體和鐵素體的合理比例，也需嚴(yán)格控制鎮(zhèn)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。2. 2. 6冶煉工程中溫度控制應(yīng)用AOD精煉雙相不銹鋼，其理想溫度應(yīng)控制在16001720C。溫度太高，對(duì)爐襯損壞太大， 溫度太低，容易造成傾轉(zhuǎn)爐體加料時(shí)，鋼液過多集結(jié)在爐口。溫度低，加鋁升溫。2. 2. 7澆注工藝對(duì)于含氮的鋼液，其澆注工藝要求更嚴(yán)格。為防止在澆鑄過程中出現(xiàn)氮?dú)馕龀龊弯撘旱亩窝?化，提高鑄件質(zhì)量，雙相不銹鋼的出

10、爐溫度應(yīng)控制在 1660 r左右。采用加覆蓋劑，快速澆鑄， 充分補(bǔ)鑄，固渣保護(hù)的澆注工藝。澆注過程中，應(yīng)保證液體流速穩(wěn)定、通暢。3煉鋼用原料煉鋼用原材料一般分為主原料、輔原料和各種鐵合金。3.1 主原料AOD使用主原料為電爐預(yù)溶液。3.1.1 預(yù)溶液預(yù)溶液一般占AOD裝入量的80%90%。預(yù)溶液的物理熱與化學(xué)熱是AOD煉鋼的基本熱源。因 此對(duì)入爐溫度和化學(xué)成分有一定的要求。(1)預(yù)溶液溫度預(yù)溶液溫度的高低是帶入轉(zhuǎn)爐物理熱多少的標(biāo)志，預(yù)溶液物理熱約占AOD熱收入的50%o因此預(yù)溶液的溫度不能過低，否則熱量不足，影響溶池的溫升速度和元素氧化過程，也影響化渣和去1530csi 550C。除雜質(zhì)，還容

11、易導(dǎo)致噴濺。一般預(yù)溶液溫度應(yīng)大于(2)預(yù)溶液化學(xué)成分預(yù)溶液中的SiSi是煉鋼過程的重要發(fā)熱元素之一，Si含量高，熱來源增多，但過高的Si含量會(huì)給冶煉帶來 不良 后果，主要有以下幾個(gè)方面：(1) 增加渣料消耗，渣量大。Si增加0.1%,噸鐵石灰消耗量需要多加6Kg的石灰。過大的渣量 容易引起噴濺，隨噴濺帶走熱量，并加大金屬損失。(2)加劇對(duì)爐襯的沖蝕。為保證一個(gè)合理經(jīng)濟(jì)的爐令，硅含量必須滿足AOD的要求。預(yù)溶液中的PP是強(qiáng)發(fā)熱元素，在冶煉過程中去除的有害元素，成品P含量越低越好。但是在AOD冶煉 過 程，P的含量呈增加的趨勢(shì)。所以電爐預(yù)溶液的P含量盡可能的低，當(dāng)然電爐的P含量主要的決定因 素為前

12、步工序。下圖表示了 304鋼種預(yù)溶液中的P含量和成品中P含量的關(guān)系。預(yù)溶液的渣量預(yù)溶液渣中SiO2含量較高，如果進(jìn)入AOD的帶渣量多，會(huì)導(dǎo)致石灰消耗量增加，渣量增大，噴 濺加劇，損壞爐襯，降低金屬收得率，損失熱量等。一般要求AOD入爐前100%的扒渣。3.1.2 廢鋼及銀板廢鋼和銀板是AOD冶煉過程中，為確保過程溫度控制，采用的主要冷卻劑，通常占裝入量的5% 左右。廢鋼和銀板都可以通過爐口或高位料倉(cāng)加入。廢鋼的外形尺寸、質(zhì)量和數(shù)量對(duì)煉鋼的正常操 作、產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量、甚至爐襯壽命都有很重要影響。為此對(duì)廢鋼提出以下要求：(1)不同性質(zhì)的廢鋼應(yīng)分類存放，以免混雜，造成稀有元素的浪費(fèi)和出廢品。廢鋼入爐

13、前應(yīng)仔細(xì)檢查，嚴(yán)禁封閉的中空器皿、爆炸物和毒物混入爐內(nèi)。(3) 入爐廢鋼必須干凈，清潔無油污，不能混入泥沙、耐火材料和陶瓷等雜物，更不能混入Zn、Pbs Sn等有色金屬。(4)廢鋼應(yīng)有合適的外形尺寸和單重。3.2 輔原料AOD使用的輔原料主要是造渣劑。3.3 2.1石灰石灰的主要成分是Ca。是煉鋼主要造渣材料，具有脫P(yáng)、脫S能力，也是用量最多的造渣 材 料。其質(zhì)量的好壞對(duì) 冶煉工藝操作，產(chǎn)品質(zhì)量和爐襯壽命等有著重要的影響。若石灰中的S 0.30% 時(shí)，溶池中由石灰?guī)氲腟有時(shí)會(huì)占到40%之多。石灰的生燒率過高，說明石灰沒有燒透，加入溶池 后繼續(xù)完成焙燒過程，吸收溶池?zé)崃?，延長(zhǎng)成渣時(shí)間；如果過燒

14、率高，說明石灰死燒，氣孔率低，化渣速度也慢。石灰的渣化速度 是煉鋼過程中成渣速度的關(guān)鍵。因此煉鋼用石灰除了有效CaO含量要高,Si02和S含量低，適當(dāng)?shù)膲K度要求之外，對(duì)其活性度也要有要求。石灰的活性度是石灰反應(yīng)能力的標(biāo) 志，是衡量石灰質(zhì)量的重要參數(shù)?；钚远却蟮氖曳磻?yīng)能力強(qiáng)，成渣速度快。此外石灰易水 化潮解， 生成Ca （OH） 2,所以對(duì)石灰的貯存時(shí)間應(yīng)加以限制。石灰成份和粒度指標(biāo)見下表:化學(xué)成份（）活性度 300粒度 (mm)5s50堆比重(t/m3)0.93CaO 92S1O2 1.7PS 0.5322螢石螢石的主要成分是CaF2。純CaF2的熔點(diǎn)是1418c，螢石中還有其他雜質(zhì)，熔點(diǎn)還

15、要更低些 造渣 加入螢石可以加速石灰的溶解，螢石的助熔作用是在很短的時(shí)間內(nèi)能夠改善爐渣的流動(dòng)性，但過多的 螢石用量，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的泡沫渣，導(dǎo)致噴濺，同時(shí)加劇爐襯的損壞，并污染環(huán)境。螢石質(zhì)量見下表:化學(xué)成分（）粒度（mm堆比重3 (t/m )CaF2S1O2PS 80 19 0.08 0.155 s 502.53. 2. 3輕燒白云石生白云石焙燒后為輕燒白云石，其主要成分是 CaO與MgO。應(yīng)用輕燒白云石代替部分石灰 進(jìn)行造渣，其目的是保持渣中有一定的MgO含量，以減輕初期酸性渣對(duì)爐襯的侵蝕，提高爐襯 壽 命。同時(shí)輕燒白云石較生白云石的主要區(qū)別在于，生白云石爐內(nèi)分解吸熱，所以使用輕燒白云石效果 最

16、為理想。輕燒白云石質(zhì)量見下表:化學(xué)成份（）粒度(mm)堆比重(t/m3 )燒堿SiO2PSMgOH2O13 -18 30 0.510 501.83.3鐵合金吹煉終點(diǎn)要脫除鋼水中多余的氧，并調(diào)整成分達(dá)到鋼種的規(guī)格，需要加入鐵合金來進(jìn)行脫氧合金化。AOD冶煉主要使用的鐵合金有銘鐵、硅鐵、鎰鐵、銀鐵、鈦鐵等合金。其化學(xué)成分和質(zhì)量均 應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。序號(hào)合金種類牌號(hào)粒度(mm)成分(TISCO)CMnSiPS其他1硅鐵（75）FeSi75AI2.0C10 -50Cr 0.5 0.02 0.572 -80 0.040 0.02Al 2.02局碳鎰鐵FeMn 78C8.010 -50 8.075 -

17、82 2.5 0.33 0.03FeMn 74C7.510 -50 7.570 -77 3.0 0.38 0.03FeMn 68C7.010 -50 7.065 -72 4.5 0.4 0.033低碳鎰鐵FeMn 88C0.210 -50 0.285 -92 2.0 0.30 0.02FeMn 84C0.410 -50 0.480 -87 2.0 0.30 0.02FeMn 84C0.710 -50 0.780 -87 2.0 0.30 52 10 5.0 0.06 50 8 6.5 0.03 50 0.5 3.0 0.06 99.2 0.1 0.02 0.02Co 0.5Cu 0.157鎮(zhèn)鐵

18、FeNi10 -50Ni 34 -44 0.03 0.07 0.03 0.03Co 1.0Cu 0.2FeNi10 -50Ni20 序號(hào)合金種類牌號(hào)粒度(mm)成分(TISCO)CMnSiPS其他308低鋁鈦鐵TI30AI4-B10 -50Ti25 35 0.15 2.5 10 0.06 0.04Al 4Cu 50 0.75 0.5 2.5 0.1 0.8Al 55 0.25 2.0 0.1 0.15Cu 1.011銀鐵FeNb60-B10 -50Nb+Ta60 -70 0.3 3.0 0.3 0.1Ta 312磷鐵FeP2410 -30 1.0 2.0 3.023 -25 0.5FeP211

19、0 -30 1.0 2.0 3.020 -23 99.1 0.7N 0.005114其它3.4其它3. 4. 1氧氣氧氣是煉鋼的主要氧化劑。工業(yè)用氧氣是由空氣分離制取的。當(dāng)前，煉鋼用氧氣的要 求純度為99.6%,并要求脫除水分，同時(shí)要求氧壓要穩(wěn)定。氧氣的主要指標(biāo)：純度99.5%壓力2.2-2.5Mpa3. 4. 2氮?dú)獾獨(dú)庵饕糜陲L(fēng)口的冷卻和和氧槍的混合噴吹。工業(yè)用氮?dú)庖彩怯煽諝夥蛛x制取。氮?dú)獾闹饕笜?biāo)：純度99.8%壓力2.22.5MPa3. 4. 3氮?dú)鈿庵饕糜谶€原期鋼液的攪拌，脫除鋼液內(nèi)的有害氣體和雜質(zhì)。工業(yè)用氮?dú)庖彩怯煽?氣 分離制取。氮?dú)獾闹饕笜?biāo)：純度99.99%壓力2.2-2.5MPa