薄壁不锈钢水管原材料基础知识(十) ----不锈钢的生产工艺

1、冶炼工艺：

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：

• 一步法：

EAF    原电炉直接生产工艺

• 二步法：

EAF+AOD                EAF+VOD     
EAF+CLU                LD-OB+VOD     

• 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。

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。

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。

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。

• 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。
• 铁素体不锈钢：提高塑性；调整晶粒度。
• 奥氏体不锈钢：碳化物固溶；调整晶粒度；软化；减少δ铁素体。
• 双相不锈钢：碳化物固溶；提高塑性；减少脆性相析出。