我国已成为不锈钢消费和出产大国，不锈钢需依据不同种类及原材料种类组织出产。现在，我国不锈钢出产开展方向是前进质量、下降本钱、节能减排，一起在原材料和技能设备匹配上不断优化。本文对不锈钢几个典型的锻炼工艺流程进行了比照剖析。

不锈钢因其优异的耐腐蚀性和优秀的归纳功用，日益广泛地运用各个工业范畴和民用范畴。我国不锈钢出产起晚，2000年完毕长时间徜徉在30万吨的情况，呈现出跨越式、跳动性迅猛开展的态势。2017年全球不锈钢粗钢产值 4808万吨，我国不锈钢产值达2577.37万吨，占全球产值的 54%。跟着产能的进步，怎么经过优化工艺流程及下降质料本钱，进步企业的商场竞赛性力火烧眉毛。

一、不锈钢锻炼的开展

20世纪初英国的谢菲尔德成功锻炼浇铸榜首炉商等第不锈钢，不锈钢从此进入人们视野。到 20世纪40年代，美国人希尔蒂(D.C.Hilty)经过对 Cr-C温度平衡的研讨，提出在高温条件下脱碳保铬理论，奠定了不锈钢锻炼理论基础，在此基础上进一步研讨了下降液化碳的分压对不锈钢出产物化反响的影响，催生了不锈钢锻炼技能的前进。到20世纪60年代中后期，德国维腾公司 Edel工厂研制成功真空法 VOD，以及美国联合碳化物公司的稀释法 AOD，大大地下降了不锈钢锻炼本钱，前进了不锈钢出产功率，使不锈钢大规模出产成为可能。

二、不锈钢锻炼设备

不锈钢锻炼工艺的挑选与钢种和原材料有关，这些原材料首要包含：废钢 、铁水 、铬矿石 、镍矿合金等。

不锈钢锻炼所用的配备分为初炼设备和精粹设备两大类，初炼设备包含：电弧炉(EAF)、非真空感应炉(一般用于小规模出产)、矿热炉、转炉。精粹设备首要包含钢包型精粹设 备(VOD、SS—VOD、VOD—PB等 )、转炉型精粹设 备 (AOD、VODC、VCR、CLU、KCB—S、KOBMS、K—BOP、MRP—L、GOR等)及RH功用扩展型精粹设备(RH—OB、RH—KTB、RH—KPB等 )三大类。

一般而言，锻炼质料为废钢时，初炼设备选用电弧炉 +精粹设备的短流程工艺；

质料是铁水时，初炼设备选用转炉 +精粹设备的工艺；

质料是废钢 +铁水时 ，初炼设备选用电弧炉 +转炉 +精粹设备的工艺；

质料是铬矿石 时，初炼设备选用熔融复原转炉 +脱碳转炉 +精粹设备的工艺(现在该工艺为日本川崎制铁选用 )；

国内选用红土镍矿为质料时，初炼设备选用枯燥窑 +回转窑 +矿热炉 +转炉+精粹设备的工艺。

三、不锈钢锻炼工艺途径

现在出产不锈钢的锻炼工艺首要分为一步法、二步法和三步法。

1. 一步法锻炼工艺

前期的一步法不锈钢锻炼工艺是指在一座电炉内完结废钢熔化、脱碳、复原和精粹等工序，将炉料一步锻炼成不锈钢。这种仅用电炉锻炼不锈钢的一步法锻炼出产工艺，因为锻炼周期长，作业率低，出产本钱高，被逐渐筛选。跟着炉外精粹工艺的不断开展以及AOD 炉的广泛运用，现在许多不锈钢出产企业选用部分低磷或脱磷铁水替代废钢，将铁水和合金作为质料进入AOD炉进行不锈钢的锻炼，由此形成了新式一步法锻炼工艺。

新式一步法锻炼工艺与前期一步法比较在出产流程上取消了电炉这一锻炼环节，其长处包含：一是下降出资；二是下降出产本钱；三是高炉铁水锻炼下降了配料本钱，下降了能耗，前进了钢水纯净度；四是废钢比低，习气现有的废钢商场；五是关于锻炼400系列不锈钢尤为经济。

但新式一步法对质料条件和产品计划具有必定要求：一是要求AOD入炉铁水磷含量低于0.03%以下，因而锻炼流程中须添加铁水脱磷处理环节；二是新式一步法中合金作为质料参加了AOD炉中，而AOD炉中参加的高碳合金量过大会影响整个锻炼进程的热平衡，不适用于成分杂乱、合金含量高的不锈钢种类。

新式一步法不锈钢出产工艺现在被广泛运用于出产400系列不锈钢。作为开展我国家，我国废钢资源缺少，又是极度贫镍的国家，加之400系列不锈钢在日常日子和工业出产范畴的运用规模越来越广，这些客观条件使得新式一步法不锈钢锻炼被越来越多的出产企业选用。

2.二步法锻炼工艺

二步法工艺道路为EAF→AOD、EAF→VOD（电弧炉→VOD真空精粹炉）。

EAF→AOD工艺的产能约占国际不锈钢产能的70%左右，其间EAF炉首要用于熔化废钢和合金质料，出产不锈钢预熔体，不锈钢预熔体再进入到AOD炉中锻炼成合格的不锈钢钢水。

两步法工艺若电炉入炉质料磷含量较高，则需在电炉和AOD 炉间参加不锈钢预熔体脱磷的环节。现在较常选用的预熔体脱磷工艺有转炉脱磷和铁水罐顶喷脱磷。两步法选用高炉铁水作为不锈钢锻炼主质料时，若高炉磷含量高，则也需求参加脱磷的环节。

二步法不锈钢锻炼工艺被广泛运用于出产各系列不锈钢，其长处包含：电炉对原材料要求不高，出产周期相关于一步法工艺稍短，灵敏性好，可出产除了超低碳、氮不锈钢外95%的不锈钢种类。

但二步法在介质耗费、种类计划等方面仍须留意以下三点：一是近年来跟着锻炼工艺的前进和操作水平的前进，两步法锻炼工艺的氩气等介质耗费量显着削减，但比较一步法和三步法其氩气等介质耗费仍稍大；二是AOD炉脱碳到结尾时，钢水中氧含量较高，须参加硅铁复原钢水中的氧，因而硅铁耗量高；三是现在还不能用于出产超低碳、氮不锈钢，且钢中含气量较高。

3.三步法锻炼工艺

三步法的根本工艺流程为：初炼炉→复吹转炉/AOD炉→真空精粹设备。三步法是锻炼不锈钢的先进方法，产质量量好，适用于专业化的出产厂家，也适用于联合钢铁企业的不锈钢出产。

不锈钢三步法是在二步法的基础上添加了深脱碳的环节，其锻炼工艺长处为：一是各环节分工清晰，出产节奏快，操作优化；二是产质量量高，氮、氢、氧和夹杂物含量低，可出产的种类规模广；三是可选用铁水锻炼，对质料的要求也不高，质料挑选灵敏。

不过，三步法不锈钢锻炼工艺将冶金功用分步完成，对出产出资会发生以下影响：一是添加了工艺环节，出资和出产本钱较高；二是真空配备体系杂乱，保护量大。

现在国际上出产不锈钢的锻炼工艺首要仍是选用二步法和三步法，其间EAF+AOD 或EAF+VOD 的两步法工艺运用最为广泛，约占70%，三步法工艺约占20%。跟着低磷铁水被广泛运用于不锈钢出产，新式一步法不锈钢锻炼工艺也被越来越多的不锈钢出产企业选用。为习气不锈钢商场的剧烈竞赛，前进产质量量一起也下降出产本钱，我国各企业依据本身的实际情况挑选适宜的不锈钢锻炼工艺。

四、国内不锈钢出产企业锻炼工艺道路的挑选

不锈钢锻炼工艺道路的断定，首要应以产品纲要为起点，以不锈钢锻炼的质料组成和不锈钢精粹机理为依据，挑选适宜的不锈钢锻炼工艺道路。不锈钢出产企业的原材料条件、出产规模、产品计划、操作本钱和工人的操作习气等要素都会影响不锈钢锻炼出产工艺的挑选。因为原材料、操作本钱和产品计划等要素受商场动摇影响较大，现代化的不锈钢锻炼车间出产工艺的挑选应具有必定的灵敏性，能依据商场条件调整出产工艺和产品计划。

我国大型不锈钢出产企业大部分都是联合型钢铁企业，例如太钢、酒钢等企业，均是既出产不锈钢一起也出产碳钢。关于这些联合型钢铁企业，工艺设备的装备能满意多样化工艺道路、不同质料配比的要求，原材料规模比较广，既有足够的铁水供应，也有能满意需求的废钢，可挑选最佳的质料配比计划。这些企业在不锈钢锻炼工艺道路的挑选上具有较大的灵敏性。

我国不锈钢废钢资源缺少，以废钢为主质料的不锈钢锻炼进程配料本钱高，加上全废钢锻炼能耗高，以及废钢质量欠好带入钢水有害元素多等原因，我国越来越多的不锈钢出产企业倾向于运用经脱磷的高炉铁水锻炼不锈钢。特别是钢铁联合型企业，运用碳钢体系的高炉供部分铁水给不锈钢锻炼体系，可有用下降吨钢原材料本钱。与此一起，脱磷处理设备被遍及运用于不锈钢出产工艺。脱磷处理设备的运用既可下降不锈钢出产对原材料的要求，也可下降出产本钱，从而使高炉铁水、一般废钢、高磷生铁和高磷合金能被很多用于不锈钢的出产。

1.太钢不锈钢锻炼工艺

太钢设有3个不锈钢锻炼车间，即第三炼钢厂、第二炼钢厂南区和第二炼钢厂北区。

第三炼钢厂选用的锻炼工艺流程为短流程工艺：EAF→AOD，首要出产双相不锈钢、耐热钢、高合金不锈钢和高附加值不锈钢种；

第二炼钢厂南区选用的锻炼工艺流程为长流程工艺：铁水预处理→K-OBM-S炉→VOD→LF炉，首要用于出产铁素体和马氏体不锈钢；

第二炼钢厂北区选用的锻炼工艺流程为：脱磷转炉→AOD→LF炉/VOD和电炉→AOD→LF/VOD。第二炼钢厂北区工艺途径灵敏，既能够选用新式一步法，也能够选用两步法和三步法出产不锈钢。

2.酒钢不锈钢锻炼工艺

酒钢不锈钢炼钢车间锻炼出产工艺装备为：1座铁水罐顶喷脱磷站、1座脱磷转炉、1座EAF、2座AOD、2座LF精粹炉。其产品掩盖规模广，包含200系、300系和400系不锈钢。

酒钢不锈钢炼钢车间首要选用以下两种流程进行不锈钢锻炼：流程一是铁水罐顶喷脱磷→EAF→AOD→LF，为两步法出产工艺，首要用于出产200系和300系不锈钢；流程二是脱磷转炉→AOD→LF，为新式一步法出产工艺，首要用于出产400系列的部分钢种。

3.青拓集团RKEF与AOD双联法工艺

青拓集团勇于测验国外先进工艺，2010年首先在福建鼎信建造并投产了国内榜首条RKEF出产线。以RKEF（回转窑+电炉）工艺，运用含镍富铁的氧化镍矿出产含镍生铁（镍铁），比一般的传统工艺（烧结+电炉）具有明显的优势。整个出产工艺是全封闭式的，其能量损耗和粉尘排放是最低的。每吨铁在出产进程中的电能耗费下降了1500度，粉尘排放下降80%。

镍铁出产传统上是矿业公司的经营规模，而不锈钢出产则是钢铁企业的事务范畴。青山集团跨界思想，将镍铁出产和不锈钢锻炼工艺打通，创始了一套RKEF+AOD双联法不锈钢锻炼工艺，青拓集团在国内首先运用该工艺技能，以红土镍矿为主质料锻炼不锈钢，从红土镍矿→锻炼→连铸→热轧不锈钢带，镍铁水不经过冷却，直接热送到AOD炼钢炉，两次热装热送，改变了不锈钢出产的传统形式，节省了很多的能量，大大前进了不锈钢的炼钢速度，削减了质料的损耗，发生了极大的经济效益。完成了不锈钢接连化一体化出产的历史性打破，大大削减污染物排放，吨钢能耗约削减50%，该项技能于2014年取得国家发明专利，归于国际创始。

青拓集团在福建宁德建成了国内榜首条RKEF镍铁出产线和全球榜首条RKEF+镍铁热送出产线，用于出产镍含量8%以上的300系列不锈钢；建成了国内最大的高炉+镍铁热送出产线，用来出产镍含量1%以上的200系不锈钢。这种镍资源运用的工艺创新和产品开发相结合，使青拓集团在全球的不锈钢职业竞赛力方面处于领先地位。

五、熔融复原技能的运用

因为质料本钱约占不锈钢出产本钱的70％，而质猜中铬和镍的费用占很大比重 ，因而选用铬矿或镍矿替代含铬或镍铁合金直接锻炼不锈钢是下降不锈钢质料本钱的有用手法。日本川崎制铁研讨开发转炉熔融复原技能制备母液 ，到 1994年已成功完成了不锈钢工业化出产，形成了独有的不锈钢锻炼工艺 ，但该工艺不适宜出产300系列不锈钢。

该工艺用2座顶底复吹转炉，质料选用铬矿砂替代高碳铬铁直接锻炼不锈钢，首要包含 ：STAR 竖炉型鼓风炉内熔融复原炼钢发生含铬粉尘和转炉发生的炉渣出产再生金属一榜首座 SR—KCB(熔融复原铬矿砂 )一 第二座 DC—KCB (顶底 复吹转炉内脱碳 )一 VOD炉内深脱碳。其配料为：铬矿和废钢分别为 230～280kg／t和190～130kg／t，由 STAR供应再 生金 属 250～50kgCt，其他为铁水口。该工艺长处包含：前进主质料挑选的灵敏性，直接在转炉中运用铬矿石或铬矿粉，很多运用废钢；节省电能 ；前进出产率 ，下降出产本钱；前进产质量量；削减排放，环境可控。

国内铬矿熔融法出产不锈钢处在的复原机理研讨及工业性实验阶段。在复原机理研讨范畴，有研讨估测铬矿复原分两个阶段，榜首阶段铬矿经过CO气体直接复原；第二阶段铬矿逐渐向渣相中溶解，而被固体碳直接熔融复原，这两个反响与温度密切相关。在实验条件下，铬矿在 CaO—SiO一MgO—A1O，渣系中溶解反响为整个进程的限制性环节。到现在为止，没有对铬矿熔融复原机理达到共同观念，研讨成果的运用具有局限性。

此外，工业实验方面 ，据报道1992年在 15t转炉中进行了铁浴熔融复原制备不锈钢母液的工业实验 ，实验质料为含碳铬矿 团块和氧化镍矿，炼成Crl3、Crl8Ni8两种不锈钢母液。Cr的熔融复原速率0.16～0.25 (Cr)／min，铬的收得率85％，且磷含量超支。2000年在255ITI高炉进行了不锈钢母液直接锻炼的工业实验，共出产出含(Cr)为5％～21.3％不锈钢母液近千吨。

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