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不锈钢冶炼的基本原理 与碳钢生产不同的是,不锈钢中含有至少10.5%的Cr,因此在脱碳反应时,会发生反应: Cr3O4+4[C]=3[Cr]+4CO 反应平衡常数
因在高Cr钢水中,Cr比C优先氧化,在正常冶炼温度下,C在0.03%以下时,平衡Cr只有4%左右;提高温度可提高平衡Cr含量,但是耐火材料难以承受。如:18%Cr的钢液,温度要达到1900℃以上,为此开发了以降低CO分压的冶炼方法。不锈钢常用精炼方法: 电弧炉(EF)直接冶炼法、 AOD(氩氧脱碳法)、 VOD(真空吹氧脱碳法)、 转炉顶低复吹法(K-OBM-S、K-BOP法等)、RH-OB法,其中以AOD法、VOD法占主导地位。分别采用二步法和三步法工艺冶炼不锈钢,可以大量生产低碳、超低碳不锈钢,Cr的回收率也达到较高的水平。 1)几种不锈钢冶炼方法: u 一步法: EAF 原电炉直接生产工艺 u 二步法: EAF+AOD EAF+VOD EAF+CLU LD-OB+VOD u 三步法: EAF+K-OBM-S+VOD或AOD+(LF) EAF+AOD+VOD EAF+LD-OB+VOD 2)AOD和VOD的优缺点: AOD冶炼具有投资成本低,脱碳速度快,生产效率高;热效率高,冶炼成本低;钢水搅拌效果好,有利于脱S、O;设备比较简单,工艺容易掌握等,目前世界上约70%左右不锈钢采用AOD生产。缺点是生产低C、N钢种困难。 VOD冶炼脱C、保Cr效果好,脱氧效果好;适于生产低C、N钢种等。缺点投资成本较高,设备维护困难等。 10.2、热轧工艺 :不锈钢产品中,板带约占70%以上。不锈钢热轧带钢主要由热连轧机、炉卷轧机等生产,其中以热连轧机为主,具有产量大,成本低,质量好的特点,被广泛采用,如POSCO 等。但是目前世界上经过改进的炉卷轧机生产不锈钢的数量也在增加,如AVESTA、YUSCO等。宽厚板一般由4辊可逆式轧机为主。 10.3、冷轧工艺:不锈钢是高合金钢,轧制变形抗力大,为了进行高效率、高精度的轧制,应采用刚性大的轧机,一般采用多辊冷轧机。 ◆森吉米尔二十辊轧机 ◆十八辊轧机 ◆十二辊轧机 ◆四辊轧机 ◆冷连轧机 其中,以森吉米尔二十辊轧机使用最多,通过改进提高了自动控制、厚度精度控制、板型控制等手段,不断满足不锈钢的高质量要求。 10.4、热处理工艺:不锈钢热处理的目的是为了使不锈钢获得最佳的使用性能,或为不锈钢的后续加工创造条件,一般不锈钢在出厂前都需进行热处理。 u 马氏体不锈钢:软化(马氏体→铁素体+碳化物);碳化物扩散;调整晶粒度。 u 铁素体不锈钢:提高塑性;调整晶粒度。 u 奥氏体不锈钢:碳化物固溶;调整晶粒度;软化;减少δ铁素体。 u 双相不锈钢:碳化物固溶;提高塑性;减少脆性相析出。 |
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