不銹鋼的冶煉及其純度同耐腐蝕等性能有極大關系。早在不銹鋼發展初期,因碳含量高造成的晶間腐蝕問題幾乎阻礙了其發展。不銹鋼冶煉工藝的變革與進步,所起的一個重要作用是降低鋼中碳含量,它既使煉鋼工藝變得容易控制,又使產品成本下降。


1. 電爐冶(ye)煉(lian)


  不(bu)銹鋼(gang)(gang)初(chu)期生產,均(jun)采(cai)用(yong)坩堝法。產量有限,價格高(gao)昂(ang)。30年代(dai)(dai),如1934年美國開始(shi)建立了以電(弧)爐為主要生產手段(duan)的(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang)專業小廠。40年代(dai)(dai)末(mo),在電(弧)爐上已普(pu)遍采(cai)用(yong)返(fan)回吹氧法冶煉工(gong)藝生產不(bu)銹鋼(gang)(gang)。直到60年代(dai)(dai)末(mo),它一直是生產不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)主要方法。


  我國于1951年開始在重慶特殊鋼廠用電弧爐冶(ye)煉不銹鋼。1956年在撫順鋼廠開發了返回料吹氧冶煉不銹鋼。這種方法可以利用廢不銹鋼,有利于生產低碳(≤0.08%C)不銹鋼。但是,生產超低碳(≤0.03%C)不銹鋼難度較大,鉻的回收率低,需要使用大量的低碳鉻鐵或金屬鉻,電耗高,效率低。1964年3月,在重慶特殊鋼廠用三聯熱裝法和冷裝氧化法煉出我國第一批超低碳不銹鋼。過去由于冶煉超低碳不銹鋼困難較大,成本高,只能或更多地是冶煉添加鈦、鈮的穩定化不銹鋼(如1Cr18Ni9Ti等),以改善晶間腐蝕性能。


2. 爐外(wai)精煉


  1968年,原聯邦德國發明真空(kong)吹氧精(jing)(jing)(jing)煉(lian)(lian)(lian)法(fa)(fa)(VOD即(ji) Vacuum-Oxygen Decarburization);美(mei)國發明并建成(cheng)(cheng)世界上第(di)一(yi)座(zuo)氬氧脫(tuo)碳(tan)精(jing)(jing)(jing)煉(lian)(lian)(lian)爐(lu)(lu)(AOD即(ji) Argon-Oxygen Decarburization)。它把電爐(lu)(lu)變成(cheng)(cheng)只是(shi)熔(rong)煉(lian)(lian)(lian)的(de)裝置,而將精(jing)(jing)(jing)煉(lian)(lian)(lian)轉(zhuan)移到其它容器中進行(xing),故稱爐(lu)(lu)外精(jing)(jing)(jing)煉(lian)(lian)(lian)技(ji)術(shu)。這種(zhong)(zhong)方法(fa)(fa)具有一(yi)系列優點,使不(bu)銹鋼冶煉(lian)(lian)(lian)工藝取得(de)(de)重(zhong)大(da)突破。冶煉(lian)(lian)(lian)超低(di)碳(tan)鋼變得(de)(de)容易,鋼的(de)純(chun)凈度提(ti)高(gao)(典型碳(tan)含量為0.05%C,最低(di)值可達0.01~0.02%C)。同時成(cheng)(cheng)本大(da)幅度下降(jiang)。70年代以(yi)(yi)來,各種(zhong)(zhong)爐(lu)(lu)外精(jing)(jing)(jing)煉(lian)(lian)(lian)技(ji)術(shu)獲得(de)(de)迅速(su)發展。尤其是(shi)AOD法(fa)(fa),已(yi)成(cheng)(cheng)為國外精(jing)(jing)(jing)煉(lian)(lian)(lian)不(bu)銹鋼的(de)主(zhu)要(yao)方法(fa)(fa)。美(mei)國95%以(yi)(yi)上的(de)不(bu)銹鋼均采用AOD爐(lu)(lu)精(jing)(jing)(jing)煉(lian)(lian)(lian)。


  我(wo)國于(yu)1973年在太原鋼(gang)(gang)(gang)(gang)廠(chang)(chang)(chang)開展(zhan)了氬氧(yang)精(jing)(jing)煉(lian)(lian)新工(gong)藝的(de)試(shi)驗研究。1976年5月(yue)我(wo)國第一(yi)座(6噸)AOD爐(lu)(lu)投(tou)產(chan)(chan)。1983年9月(yue)又投(tou)產(chan)(chan)一(yi)座18噸AOD爐(lu)(lu)。1977年在大連鋼(gang)(gang)(gang)(gang)廠(chang)(chang)(chang)研制成(cheng)功VOD爐(lu)(lu)外精(jing)(jing)爐(lu)(lu)裝置及生產(chan)(chan)超(chao)低(di)(di)碳(tan)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種的(de)工(gong)藝。此外,各地先后建成(cheng)了容量不(bu)(bu)(bu)(bu)同、功能(neng)有(you)(you)別的(de)二次精(jing)(jing)煉(lian)(lian)爐(lu)(lu)。其中(zhong)包(bao)括能(neng)進行電弧加熱、電磁攪(jiao)拌、吹(chui)(chui)氬及成(cheng)分微調的(de)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)包(bao)爐(lu)(lu)(LF),真空吹(chui)(chui)氧(yang)精(jing)(jing)煉(lian)(lian)爐(lu)(lu)(VOD),真空電弧加熱、合金加料、吹(chui)(chui)氧(yang)的(de)真空鋼(gang)(gang)(gang)(gang)包(bao)爐(lu)(lu)(VOD/VHD)等(deng)。在撫(fu)順鋼(gang)(gang)(gang)(gang)廠(chang)(chang)(chang),利(li)用1979年從(cong)西(xi)德引進的(de)30/60噸VOD/VHD爐(lu)(lu),于(yu)1982年生產(chan)(chan)了超(chao)低(di)(di)碳(tan)氮(C+N≤0.030%)鐵素體不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)等(deng)。目前我(wo)國已(yi)有(you)(you)VOD、AOD等(deng)爐(lu)(lu)外精(jing)(jing)煉(lian)(lian)爐(lu)(lu)25座以(yi)上(容量15~150t)。其中(zhong)以(yi)冶煉(lian)(lian)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)為(wei)主的(de)有(you)(you)15座。不(bu)(bu)(bu)(bu)僅特殊(shu)鋼(gang)(gang)(gang)(gang)廠(chang)(chang)(chang),有(you)(you)的(de)機械廠(chang)(chang)(chang)也已(yi)采用這種裝備。其它中(zhong)、小型爐(lu)(lu)還有(you)(you)許多座。我(wo)國生產(chan)(chan)的(de)低(di)(di)碳(tan)超(chao)低(di)(di)碳(tan)不(bu)(bu)(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)(gang)(gang)內在質(zhi)量已(yi)不(bu)(bu)(bu)(bu)低(di)(di)于(yu)國外同類鋼(gang)(gang)(gang)(gang)種水平(ping)。


3. 特種冶煉


  對于要求更高(gao)(gao)質(zhi)量(liang)和(he)(he)特(te)殊(shu)性能的(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang)和(he)(he)耐蝕合金(jin)等(deng),則(ze)采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)特(te)種真(zhen)空(kong)熔(rong)(rong)煉(lian)和(he)(he)重(zhong)(zhong)熔(rong)(rong)工(gong)藝來(lai)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)。其(qi)中包括真(zhen)空(kong)感(gan)應爐(lu)(lu)(lu)、真(zhen)空(kong)電(dian)(dian)(dian)(dian)弧爐(lu)(lu)(lu)及電(dian)(dian)(dian)(dian)渣重(zhong)(zhong)熔(rong)(rong)、電(dian)(dian)(dian)(dian)子束(shu)和(he)(he)等(deng)離(li)子爐(lu)(lu)(lu)等(deng)。西方工(gong)業發達(da)(da)國(guo)(guo)(guo)家為生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)特(te)別重(zhong)(zhong)要用(yong)(yong)(yong)(yong)途(tu)的(de)不(bu)銹鋼(gang)(gang)和(he)(he)合金(jin),增加(jia)(jia)了感(gan)應爐(lu)(lu)(lu)等(deng)特(te)種熔(rong)(rong)煉(lian)設備。而(er)且(qie)日益(yi)更多地采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)電(dian)(dian)(dian)(dian)渣重(zhong)(zhong)熔(rong)(rong)工(gong)藝,以提高(gao)(gao)質(zhi)量(liang)和(he)(he)成材(cai)率。我國(guo)(guo)(guo)自1958年(nian)在(zai)東(dong)北(bei)等(deng)地開始(shi)建立特(te)種熔(rong)(rong)煉(lian)車間以來(lai),至1980年(nian)在(zai)上海建成世界(jie)最大(da)(da)的(de)250t電(dian)(dian)(dian)(dian)渣爐(lu)(lu)(lu),曾(ceng)為我國(guo)(guo)(guo)尖(jian)端工(gong)業和(he)(he)特(te)種材(cai)料(liao)的(de)發展作(zuo)出了重(zhong)(zhong)大(da)(da)貢獻。隨著(zhu)國(guo)(guo)(guo)民(min)經濟各部門對關鍵材(cai)料(liao)和(he)(he)高(gao)(gao)質(zhi)量(liang)不(bu)銹鋼(gang)(gang)的(de)需求日益(yi)增加(jia)(jia),這些(xie)方法仍是(shi)必不(bu)可少的(de)重(zhong)(zhong)要生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)手段。美國(guo)(guo)(guo)于1969年(nian)采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)真(zhen)空(kong)感(gan)應爐(lu)(lu)(lu)與電(dian)(dian)(dian)(dian)子束(shu)爐(lu)(lu)(lu)聯合精煉(lian)法,生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)出EB26-1高(gao)(gao)純(chun)鐵素體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)(實際(ji)達(da)(da)到含C:0.002%;含N:0.008%)。我國(guo)(guo)(guo)首次試制(zhi)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)該鋼(gang)(gang)是(shi)在(zai)1975年(nian),在(zai)長城鋼(gang)(gang)廠,采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)真(zhen)空(kong)感(gan)應爐(lu)(lu)(lu)與電(dian)(dian)(dian)(dian)子束(shu)爐(lu)(lu)(lu)雙(shuang)聯工(gong)藝,也達(da)(da)到了C+N≤100ppm的(de)相同水平。我國(guo)(guo)(guo)首次試制(zhi)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)高(gao)(gao)純(chun)奧氏(shi)體(ti)不(bu)銹鋼(gang)(gang)是(shi)在(zai)1981年(nian),在(zai)撫順鋼(gang)(gang)廠,采(cai)用(yong)(yong)(yong)(yong)真(zhen)空(kong)感(gan)應爐(lu)(lu)(lu)冶煉(lian)(其(qi)C、Si、P等(deng)含量(liang)均達(da)(da)到高(gao)(gao)純(chun)不(bu)銹鋼(gang)(gang)內控指標)。這些(xie)實例說(shuo)明,對于用(yong)(yong)(yong)(yong)量(liang)不(bu)很(hen)大(da)(da)的(de)特(te)殊(shu)要求的(de)關鍵材(cai)料(liao)或(huo)新型(xing)材(cai)料(liao),我國(guo)(guo)(guo)特(te)種熔(rong)(rong)煉(lian)設備和(he)(he)技術已具有一定(ding)的(de)生(sheng)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)實力。我國(guo)(guo)(guo)已是(shi)世界(jie)上工(gong)業電(dian)(dian)(dian)(dian)渣爐(lu)(lu)(lu)年(nian)產(chan)(chan)(chan)(chan)(chan)能力較大(da)(da)的(de)國(guo)(guo)(guo)家之一。