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不銹鋼有許多(duo)優良的性能，外觀精美，使(shi)用壽命(ming)長，可以100%回收利用(yong)，因(yin)此得(de)以廣(guang)泛應用(yong)。
不銹(xiu)鋼冶煉(lian)工藝技術的(de)進步，特別是(shi)20世紀60年代(dai)以(yi)后(hou)，爐外精煉和連續鑄錠技術的(de)使用(yong)，進(jin)一步促進(jin)了(le)不銹鋼(gang)的(de)快速發展，改善了(le)不銹鋼(gang)的(de)質量，提高了(le)成(cheng)材(cai)率，降低了(le)生(sheng)產成(cheng)本。
中國從20世紀50年代初開始生產不(bu)銹鋼，當時(shi)用(yong)3t電弧(hu)爐冶煉，沒有爐外精煉設備和(he)連鑄，年產(chan)量(liang)僅為(wei)幾(ji)百噸(dun)(dun)到幾(ji)千噸(dun)(dun)，質量(liang)、品種(zhong)和(he)成本均不能(neng)滿足(zu)要(yao)求。20世紀80年以來，太(tai)原鋼(gang)鐵公司和鋼(gang)鐵研究總院等單位(wei)率先(xian)在中國開發AOD爐外精煉工藝技術。隨后，各特殊鋼(gang)廠先后占安(an)裝了18-40tAOD和15-60tVOD爐外精煉(lian)裝置，精煉(lian)比也得以顯著提高(gao)。1985年(nian)以前(qian)，中國(guo)不銹鋼的鑄錠一直采用落后的模鑄。太鋼1280立式連鑄機于1985年投(tou)產(chan)后，上鋼三廠(chang)、重慶特鋼和上鋼五廠(chang)相繼有板坯(pi)、方坯(pi)連鑄機投(tou)生(sheng)產(chan)。1989年，成都無縫鋼(gang)管(guan)廠不銹鋼(gang)管(guan)坯水平連鑄(zhu)機(ji)的投產(chan)，結束了我國不銹鋼(gang)鑄(zhu)錠完全采用模鑄(zhu)的歷史(shi)。但由于種種原因(yin)，中國不銹鋼(gang)年產(chan)量一直在30萬t左右徘徊，不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼冶煉工藝技術的(de)進(jin)展(zhan)緩慢(man)，嚴(yan)重制約了中國不(bu)銹(xiu)(xiu)鋼的(de)發(fa)展(zhan)。2000年以來，國家對鋼(gang)(gang)鐵行(xing)業結構進(jin)行(xing)了調整，采取一(yi)系列(lie)鼓勵不(bu)銹鋼(gang)(gang)行(xing)業發展(zhan)的政策措施(shi)，使中國不(bu)銹鋼(gang)(gang)煉鋼(gang)(gang)生(sheng)產實現(xian)跨越式(shi)發展(zhan)，從1999年的35萬t增長(chang)到2003年的(de)177.8萬t，年(nian)均(jun)增長(chang)率約50％，成為世界(jie)名名列第4位(wei)的不銹鋼煉鋼生(sheng)產大國。
AOD爐裝備和工藝(yi)的(de)發(fa)展
AOD爐是(shi)精煉不(bu)銹鋼的主要設備，目前世界上約有(you)1-175tAOD爐155臺，其中1/2在不(bu)銹(xiu)鋼廠，其余(yu)在鑄造廠。AOD精煉的不(bu)銹鋼產(chan)量(liang)約占世界不(bu)銹鋼80%以上。
中國第一(yi)臺(tai)18tAOD爐自(zi)1983年9月投產以來，目前約(yue)有1-40tAOD爐(lu)20多座，其中18t以(yi)上AOD爐(lu)共(gong)8臺(tai)（包括(kuo)太鋼3x40t、大連1x40t、浦東1x30t、上(shang)鋼(gang)五廠1x18t、長城118t和宜達lx18t等）。2004年，上(shang)鋼五廠60tAOD爐和上鋼一廠120tAOD爐的(de)投產使中國AOD爐裝備水平有(you)了(le)明顯的提高。
太(tai)鋼是中國最早采用AOD爐生產不銹鋼的企業(ye)，目前AOD爐已累計生產不銹(xiu)鋼200多(duo)萬t，積(ji)累了(le)許多(duo)經驗(yan)。為了(le)進(jin)一(yi)步擴(kuo)大生(sheng)產能力，太鋼對18tAOD爐(lu)實施兩次(ci)技術改造。經過(guo)第一次(ci)改造，AOD爐容由18t擴至(zhi)40t，生(sheng)產能(neng)力由16萬t提高到40萬t。2004年實施第二次改造，爐(lu)容進一步(bu)擴大至45t，增設頂吹氧槍(qiang)，縮短(duan)了(le)冶(ye)煉時間；引(yin)進奧(ao)鋼聯專家自動化控制(zhi)系(xi)統，提高了(le)冶(ye)煉控制(zhi)精度；降低氨氣消耗，加大了(le)除(chu)塵風機的除(chu)塵能力，改善了(le)環境質量。經過兩次改造，太鋼AOD爐(lu)裝(zhuang)備水平達到國際先進(jin)水平。此外(wai)，太鋼還計劃實(shi)施日元貸款環保(bao)項目，6座18t化鋼電爐將被改造成一(yi)座90t超高功率化鋼電爐(lu)，這不但消(xiao)除了化鋼速(su)度慢的生產瓶頸，也使(shi)生產能力進(jin)一步提(ti)高到50萬t，大(da)大(da)改善了(le)環境質量(liang)，實現(xian)了(le)真正的清潔生產。
近年(nian)來，中國AOD生產的操(cao)作(zuo)技(ji)術取(qu)得了明顯的成(cheng)績，主(zhu)要進展如下：
（1）爐襯(chen)壽命(ming)的提(ti)高(gao)
AOD爐(lu)(lu)的(de)爐(lu)(lu)襯壽命是AOD生產的(de)主要技術經(jing)濟指標，經(jing)過(guo)多年來的(de)技術攻關，特別(bie)是在改進操作工藝（例如(ru)，降低(di)電爐出鋼時的(de)硅含量，改進AOD造渣制度，脫碳期(qi)堿度從0.5提高(gao)到(dao)1．0，還原期(qi)堿(jian)度從0.8-1．0提高到2.0-3.5以及(ji)采用(yong)優質耐(nai)火(huo)材料改進筑爐工藝等(deng)方面做了不(bu)少工作，AOD爐(lu)襯壽命普遍有了提(ti)高(gao)。太鋼AOD爐爐襯壽命平(ping)均達110次，最高130次，其中使用(yong)太鋼(gang)自(zi)產(chan)耐火材料的平均壽(shou)命達92次。
(2）脫(tuo)硫工藝(yi)的改(gai)進
中國(guo)AOD爐大多采(cai)用單渣法吹煉工藝。為降低(di)鋼中S含量，采用快速脫(tuo)S工藝，精煉期渣中堿度控(kong)制在2.5左右，鋼(gang)包添加SiCa，利(li)用出鋼時強(qiang)烈攪拌作用脫硫，使鋼中殘(can)留適量鈣。改進AOD工藝后，脫硫率在70%以上。目前，太鋼不(bu)銹鋼中硫含量穩定(ding)在(zai)0.005%以下，平均0.0034%。
(3)含(han)N不銹(xiu)鋼冶(ye)煉
含N不銹鋼中的氮合(he)金(jin)(jin)化(hua)主要(yao)有兩條(tiao)途徑：一是加人氮化(hua)錳、氮化(hua)鉻(ge)等合(he)金(jin)(jin)進行(xing)合(he)金(jin)(jin)化(hua)，二(er)是用氮氣直接合(he)金(jin)(jin)化(hua)，后者具有較低的生產成本。AOD爐可以用氮(dan)氣直接合(he)金化，因而，冶煉不銹鋼(gang)具有很(hen)大的優勢。太鋼(gang)在18t和40tAOD爐中(zhong)(zhong)應用氮在不(bu)銹(xiu)鋼(gang)中(zhong)(zhong)的(de)(de)溶解、脫除理論，建立(li)了氮合金化(hua)工(gong)藝模型，冶煉(lian)中(zhong)(zhong)不(bu)需(xu)要在線分析(xi)鋼(gang)中(zhong)(zhong)氮含量就能較為精確地控制成品中(zhong)(zhong)的(de)(de)氮含量，控制精±0.0135%。目(mu)前，太鋼已用(yong)氮氣直接(jie)合金化的(de)方(fang)法應用(yong)該模型批(pi)量生產OCr19Ni9N、OCr19Ni9NbN、1Cr17Mn6Ni5N、00Cr18Ni5Mo3Si2N和00Cr22Ni5Mo3N等含氮不銹(xiu)鋼(gang)鋼(gang)種。2003年，生產(chan)各類含N不銹(xiu)鋼3.5萬(wan)t，取得了明(ming)顯的經(jing)濟效益(yi)。
(4)AOD除塵灰(hui)的利用
AOD爐冶(ye)煉時的粉塵量為鋼產量0.7%-1．0%，一般AOD粉塵(chen)中含Cr2O315%，NiO4%，CaO26%，Fe27%，MgO15%以及(ji)其它物質(zhi)，粉塵(chen)粒度≤20μm，粉(fen)塵中Cr2O3和NiO是貴(gui)重金屬氧化物。若不(bu)(bu)回收，不(bu)(bu)僅造(zao)成(cheng)資源浪費，也會污染環境(jing)。因此，如何回收AOD粉塵(chen)中的Cr、Ni二物(wu)是各不銹鋼煉鋼廠的重要(yao)課(ke)題。
太鋼經研究采用的回(hui)收工藝是按(an)還氧化(hua)物所需的sic量與(yu)粉塵混合(he)成型(xing)，經200℃干燥后送至(zhi)中頻感應爐進行熔還原，鑄成高C鎳鉻合金（Cr13%－Ni6%），再(zai)送回(hui)電爐(lu)冶煉，用這(zhe)種方法回(hui)收的AOD爐粉塵已取得較(jiao)好(hao)的經濟效(xiao)益。
鐵水冶(ye)煉不(bu)銹(xiu)鋼技術的進展
中(zhong)(zhong)國是一個發展(zhan)中(zhong)(zhong)的(de)國家。廢鋼，特別是不銹鋼廢鋼的(de)積蓄(xu)量(liang)很少(shao)，因此(ci)，開發用全部鐵(tie)水或部分(fen)鐵(tie)水冶煉不銹鋼是中(zhong)(zhong)國不銹鋼廠的(de)目標，世界上有3家工廠用鐵(tie)水冶煉不銹鋼(gang)，包括日本新(xin)日鐵(tie)八幡廠、JFE集(ji)團(tuan)川(chuan)崎千葉廠以及巴(ba)西Acesita廠。中(zhong)國太(tai)鋼于2003年建(jian)成一條(tiao)以鐵水(shui)為(wei)主要原料的(de)三步(bu)法生產工藝(yi)即鐵水(shui)預處(chu)理(li)脫硅脫磷(lin)-30tUHP電爐預(yu)熔合金(jin)-75tK-OBM-S復吹轉爐脫碳-80tVOD精煉80tLF爐精煉—立彎式(shi)方板坯(pi)連鑄機。其關鍵設備鐵水預處理(li)從日本JFE集團川崎引進，75tK-B0M-S轉爐從奧(ao)鋼(gang)聯引(yin)進，80tVOD從達(da)涅利引進(jin)，這條生(sheng)產線的設(she)計不銹鋼(gang)產量55t。
該(gai)轉爐冶煉不(bu)銹(xiu)鋼有以下特點：
(1)原料靈活，既可以用EAF預(yu)熔合(he)金（15-30t）＋部分脫(tuo)磷鐵水（30-50t），也可全部(bu)用脫磷鐵(tie)水(shui)（65t）冶煉不銹鋼(gang)；
(2)轉爐(lu)爐(lu)容較(jiao)大，可(ke)以保證平穩(wen)操作而不產(chan)生飛濺(jian)；
(3)帶槍(qiang)位(wei)控(kong)制的頂槍(qiang)，可以獲得高的脫碳速度(du)以及CO后吹操作，以保證冶煉操作中的熱能需要；
(4)底部風口冷(leng)卻氣體流量和壓力可以(yi)單獨控(kong)制，以(yi)保證最(zui)佳冷(leng)卻和延長風口的使用壽命；
(5)采用VAI-CON-TEMP連續測溫裝置；
(6)采用(yong)氣動擋渣器(qi)和IRIS測渣(zha)系統(tong)，減(jian)少出鋼時渣(zha)量過(guo)多，以(yi)保證下工(gong)序VOD操作(zuo)順行(xing)；
(7)采用先(xian)進的LevelII自動(dong)控(kong)制系統和軟件模型，確保轉爐冶煉不銹(xiu)鋼時(shi)的全自動(dong)控(kong)制，提高不銹(xiu)鋼質(zhi)量(liang)。
經(jing)過1年來的實(shi)踐，太鋼(gang)基(ji)本上掌握了(le)K-OBM-S轉爐不銹鋼(gang)工藝(yi)，取得了(le)以下成果(guo)：
(1)K-OBIII-S原(yuan)設計產量為(wei)35萬(wan)t/a，2003年4月投產以(yi)來，當年生產不銹鋼26.05萬t，2004年(nian)安裝K-OBNI-S轉爐(lu)爐(lu)殼(ke)(ke)更換車(che)，縮短了爐(lu)殼(ke)(ke)更換時(shi)間。完成改造后，不銹(xiu)鋼(gang)設計(ji)產(chan)量為55萬t/a。
(2)爐襯壽命不(bu)斷提高，從開始的200次(ci)左右提高到目(mu)前(qian)的近700次，爐底壽命也在不斷提(ti)高(gao)，從開始時的50次(ci)提高到目前的近(jin)300次（每(mei)個爐襯(chen)更換2-3次爐底）。
(3)氫卸消耗(hao)大幅度降低，原設(she)計冶煉304不銹鋼(gang)氫氣(qi)消耗為8m3/t，現在(zai)底部風口全流程以N2代Ar，取(qu)得明顯的經濟效益(yi)。
(4)取消電(dian)爐熔化合金工序，實施了(le)100%脫磷鐵(tie)水，鉻(ge)鐵(tie)全部(bu)加人轉爐內冶(ye)煉400系(xi)列不銹鋼的二步法生產工藝流程，大幅度降低生產成本(ben)。
(5)由于(yu)采用脫P鐵水冶煉不銹(xiu)鋼，鋼中P含量低于以廢鋼(gang)為(wei)主要原料冶(ye)煉的不銹鋼(gang)，鋼(gang)中As，Su，Cu等有害元素(su)也大(da)(da)大(da)(da)降低。
寶鋼集團(tuan)上(shang)鋼一(yi)廠年產72萬t以鐵(tie)水(shui)(shui)和(he)鉻鐵(tie)水(shui)(shui)為(wei)主要原料的一條不銹鋼煉鋼生產(chan)線已投產(chan)。其工藝路線是鐵(tie)水(shui)(shui)預處理-100tUHP電爐預熔(rong)鉻鐵水和(he)合(he)金-120tVOD精(jing)煉-120tVOD精(jing)煉-連鑄。該生產線的轉爐采用AOD-L。這條生(sheng)產線的(de)投產進一步提高了(le)中(zhong)國用鐵水(shui)冶(ye)煉(lian)不銹鋼(gang)的(de)技(ji)術水(shui)平。
連鑄技術(shu)的進展
中國不銹鋼連鑄技術起(qi)點較(jiao)晚，直至1985年，太鋼投產了中國(guo)第一臺(tai)(tai)立(li)式(shi)板坯不銹鋼連(lian)(lian)鑄(zhu)機。由于這臺(tai)(tai)連(lian)(lian)鑄(zhu)機采用單(dan)爐連(lian)(lian)鑄(zhu)離線切(qie)割(ge)方式(shi)，鋼包(bao)容量只有18t，最高年產量僅5.8萬t，不能實(shi)現全(quan)連鑄生產。1999年，太(tai)鋼決定對這臺(tai)連鑄機實施(shi)技術(shu)改(gai)造(zao)。其改(gai)造(zao)目的(de)是增加鋼包和中間包容量，采用在線(xian)切(qie)割(ge)方式(shi)實現多爐連鑄，改(gai)變(bian)二冷方式(shi)，提高(gao)鑄坯質量。2004年，又決(jue)定對這臺連(lian)鑄機實(shi)施(shi)第二次技術(shu)改造。這次改造目的是增加(jia)鑄坯厚(hou)度規格(ge)至(zhi)200mm，提高鑄坯質量，降低鑄坯修磨損(sun)失(shi)。其(qi)主要內容是將結晶器振動方式改為DYNAFLEX液壓振動(dong)，二冷系統實(shi)施(shi)動(dong)態冷卻(DYNACS)，安裝VAI一Q質量控制專家系(xi)統，增設粒狀(zhuang)保護(hu)渣(zha)自(zi)動加人裝置和鑄坯打(da)印(yin)機(ji)。
經過(guo)改造，太鋼在(zai)連鑄(zhu)工藝方面取得了以下(xia)進展：
(1)不銹鋼(gang)連鑄比(bi)明顯提(ti)高。立式連鑄機(ji)的連鑄比(bi)從1999年的(de)51.4%提高到2003年的(de)97.5%。
(2)連澆爐數明顯(xian)提高。對于304鋼種來說，連澆爐數在6爐以上，連鑄(zhu)坯收得(de)率(lv)提高2.37個百分比，平(ping)均96.97％。
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