不锈钢生产技术精选PPT.ppt

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1、不锈钢生产技术第1页，此课件共29页哦CertificatesCertificatesLloydsLloydsRegisterRegisterAD-WKorean Register of ShippingKorean Register of Shipping第2页，此课件共29页哦不锈钢的一般制造工程不锈钢的一般制造工程原料原料 铁水铁水炼钢炼钢热轧热轧.退火酸洗退火酸洗冷轧冷轧一般一般一般一般钢钢铁矿石铁矿石高炉高炉LDLD不需要不需要热轧退火热轧退火TANDEMTANDEM压延压延(连续压延连续压延)不锈钢不锈钢SCRAPSCRAPCHROMECHROMENICKELNICKELALLOY

2、SALLOYS电炉电炉AODAODVODVOD热轧后固溶化热轧后固溶化热处理酸洗热处理酸洗Z-MILLZ-MILL压延压延(REVERSING(REVERSING压延压延)第3页，此课件共29页哦1.1.1.1.炼钢制造工程炼钢制造工程炼钢制造工程炼钢制造工程区分区分STSSTS钢钢一般钢一般钢原料原料STS ScrapSTS ScrapNi&Cr AlloysNi&Cr Alloys铁矿石铁矿石溶解溶解(热源热源)电炉电炉(电电)熔矿炉熔矿炉(Cokes)(Cokes)精练精练(热源热源)精练炉精练炉(C(C 氧氧)LD LD 电炉电炉(C(C 氧氧)废料废料铬铬镍镍其他合金其他合金电炉电炉

3、(EAF)精练炉精练炉(AOD)精练炉精练炉(VOD)连铸连铸(C/C)Slab和一般碳素钢比较和一般碳素钢比较和一般碳素钢比较和一般碳素钢比较精练方法比较精练方法比较精练方法比较精练方法比较区分区分AODAODVODVOD精练方式精练方式稀释气体脱碳法稀释气体脱碳法震动脱碳法震动脱碳法脱碳阶段脱碳阶段100ppm100ppm50ppm50ppm生产性生产性高高低低适用范围适用范围泛用泛用高纯度钢高纯度钢极底极底C,NC,N钢钢世界使用率世界使用率72%72%20%20%制造制造 PROCESSPROCESS第4页，此课件共29页哦2.2.2.2.热轧及退火酸洗工程热轧及退火酸洗工程热轧及退火

4、酸洗工程热轧及退火酸洗工程Slab加热炉加热炉(RF)热轧热轧(RMFMD/C)Black Coil一般退火一般退火(BAF)热轧退火酸洗热轧退火酸洗(H-APL)White Coil(No.1)研磨研磨(CGL)准备准备(CPL)区分300系(Austenite系)400系Ferrite体Martensite体Fully-ferrite体Semi-ferrite体退火特性高温、短时间高温、短时间低温、长时间低温、长时间经过箱退火無無有有钢种别退火酸洗经由工程钢种别退火酸洗经由工程钢种别退火酸洗经由工程钢种别退火酸洗经由工程*400系STS钢“低温退火处理”是 Ac1变态点以下的热处理。热热轧

5、轧退退火火酸酸洗洗第5页，此课件共29页哦3.3.3.3.冷延工程冷延工程冷延工程冷延工程冷延冷延(ZRM)冷延退火酸洗冷延退火酸洗(C-APL)光辉退火光辉退火(BAL)调质压延调质压延(SPM)形状校正形状校正(TLL)表面研磨表面研磨(CPL)(STL)(SHL)(Coil)(Skelp)(Sheet)工程工程作业技术特征作业技术特征冷冷 延延用用20Hi 1std 20Hi 1std 冷延压延机反复来回冷延压延机反复来回 (Reversing)(Reversing)压延压延退火工序退火工序氧化退火及酸洗氧化退火及酸洗 Process(C-APL)Process(C-APL)-空气中热处

6、理(氧化性)以后，为了去除氧化 scale进行酸洗处理 300系:混酸酸洗(HF+HNO3),400系:硝酸电解酸洗硫酸退火硫酸退火 Process(BAL)Process(BAL)-100%氢气环境下，间接加热的热处理(还原性)(2D)(2D)(BA)(BA)(2B)(2B)(HL,N0.3,No.4)(HL,N0.3,No.4)第6页，此课件共29页哦 o o 电炉作业方法及技术电炉作业方法及技术 电炉操业电炉操业(Electric Arc Furnace)(Electric Arc Furnace)-主原料及合金铁投炉后，利用通过主原料及合金铁投炉后，利用通过3 3向交流的向交流的ARC

7、ARC的热量，使之的热量，使之 溶解，用辅助热源吹入氧气，利用溶解，用辅助热源吹入氧气，利用C,SiC,Si氧化热。氧化热。使用原料使用原料 -STS Scrap,-STS Scrap,碳钢碳钢 ScrapScrap -Fe-Cr(H,C)Fe-Ni,Mo,Cu-Fe-Cr(H,C)Fe-Ni,Mo,Cu 等等 设备特性设备特性 -3-3相相 ACAC电炉电炉 -使用电炉使用电炉 Enclosure(Enclosure(粉尘最小化粉尘最小化)Waste GasWaste GasInjectionInjectionLimeLimeInjectionInjectionCarbonCarbon电极棒

8、电极棒Al-ArmAl-ArmEnclosureEnclosure倒铁水倒铁水SLAGSLAG排出口排出口40401515投入量投入量:60%:60%生石灰及生石灰及 Cokes Cokes投入投入 在低在低taptap中开始溶解中开始溶解 Lime InJectionLime InJection Melt DownMelt Down时吹入氧气时吹入氧气在低在低taptap中开始溶解中开始溶解Lime InJectionLime InJectionMelt DownMelt Down时吹入氧气时吹入氧气Fe-SiFe-Si投入投入(Cr(Cr还原还原)Slag Slag 配料配料投入量投入量:

9、40%:40%投入生石灰投入生石灰*出炉温度出炉温度:1580:1580精练炉热源及精练炉热源及 Slag FormationSlag Formation1 1次次原料投入原料投入1 1次溶解次溶解2 2次次原料投入原料投入2 2次次 溶解溶解升热期升热期出炉出炉处理工程第7页，此课件共29页哦 AOD AOD 操业方法及需要技术操业方法及需要技术AOD AOD 操业操业 (Argon Oxygen Decarburization)(Argon Oxygen Decarburization)-N,Ar N,Ar和惰性气体和氧气一起投炉，随着炉内和惰性气体和氧气一起投炉，随着炉内COCO压力减少

10、，碳也减少，压力减少，碳也减少，但必须增加惰性气体的的量。但必须增加惰性气体的的量。Gas Gas 稀释脱碳法稀释脱碳法 -向炉内吹氧时，向炉内吹氧时，CrCr起氧化反应，起氧化反应，CrCr氧化物和钢种中的碳反应，达到脱碳氧化物和钢种中的碳反应，达到脱碳 的效果。随着的效果。随着CrCr氧化物的减少，为了达到脱碳的效果，必须减少氧化物的减少，为了达到脱碳的效果，必须减少COCO的压力的压力.2Cr+3O (Cr2O3)-(1)2Cr+3O (Cr2O3)-(1)(Cr2O3)+3C 2Cr+3CO-(2)(Cr2O3)+3C 2Cr+3CO-(2)Waste gasWaste gasTop-

11、LanceTop-LanceSub-LanceSub-Lance(温度温度,成分成分CheckCheck渠道渠道)O O2 2ArArN N2 25 Tuyeres5 TuyeresO O2 2ArArN N2 2Top&TuyereTop&Tuyere利用的利用的 O2 BlowingO2 Blowing;根据根据CrCr浓度及碳浓度的浓度及碳浓度的GasGas比例运行比例运行合金铁及副料投入减少温度，合金铁及副料投入减少温度，投入生石灰粉末和合金铁投入生石灰粉末和合金铁经过经过VODVOD的材料预先脱碳的材料预先脱碳未脱碳未脱碳 ;利用钢种氧化利用钢种氧化 吹入吹入ArAr和钢搅拌和钢搅拌

12、 SiSi脱酸脱酸(Cr,Mn(Cr,Mn等等 有用金属回收有用金属回收)实施脱硫作业实施脱硫作业熔钢熔钢,Slag,Slag 同时出钢同时出钢EAFEAFO2 BlowingO2 Blowing脱碳机脱碳机RinsingRinsing未脱碳机未脱碳机Reduction&DesulfurReduction&Desulfur还原脱硫还原脱硫出钢出钢投入投入配料配料处理工程第8页，此课件共29页哦o VOD o VOD 作业方法和需要技术作业方法和需要技术提前脱碳提前脱碳最大脱脂最大脱脂;N100ppm;N100ppm未脱氧时出钢未脱氧时出钢;防止杂质防止杂质 O O2 2 Blowing Blo

13、wing 脱碳脱脂脱碳脱脂未脱碳未脱碳 ;利用钢种氧化利用钢种氧化Bottom ArBottom Ar含量增大含量增大还原脱硫还原脱硫 ;Cr ;Cr回收回收/脱氧脱氧/脱硫脱硫Slag MakingSlag Making成分成分/温度小调整温度小调整分离废物分离废物处理工程LTLT处理处理(一般钢种一般钢种)AODAOD配料配料VOD(Vacuum OxygenVOD(Vacuum OxygenDecarburization)Decarburization)VDVD(Vacuum Degassing)(Vacuum Degassing)VCD(Vacuum CarbonVCD(Vacuum

14、Carbon Degassing)Degassing)LTLT连铸连铸o VOD(Vacuum Oxygen Decarburization)o VOD(Vacuum Oxygen Decarburization)-AOD AOD比较困难的是到低比较困难的是到低C,NC,N的领域，还要保持脱碳效果的问题的领域，还要保持脱碳效果的问题,脱脂可能脱脂可能 的真空精练设备，适用于高附加值的的真空精练设备，适用于高附加值的400400系钢系钢(高高CrCr铁素体铁素体,极低的极低的C,NC,N 钢钢)的制造的制造 o 400o 400系系-极低极低C,NC,N钢的特性钢的特性 -Cr-Cr增加及增加及

15、NiNi没有没有,氢溶解度增大氢溶解度增大-脱碳、脱脂困难脱碳、脱脂困难 -为了确保耐蚀性及焊接性，对为了确保耐蚀性及焊接性，对C+NC+N的要求较高（的要求较高（200ppm200ppm以下以下)Ar Ar N N22 Evacuuation EvacuuationVacuum HopperVacuum HopperI-TVI-TVVacuum SublanceVacuum SublanceTop O2 LanceTop O2 LanceBottom Porous PlugBottom Porous Plug第9页，此课件共29页哦 退火操业概要 :不锈钢和一般钢的不同，在热延过程中再结晶不

16、充分加工组织有残留，通过再结晶的方法去除内部应需要退火工程.或者热延后在冷延过程中 生成的Cr-碳化物，碳化物使周围的Cr浓度减少，耐腐蚀性明显减低，通过退火，驱除碳化物.连续退火的目的 -使压延硬化的组织再结晶软化 -可以使热延时冷却时生成的碳化物驱除 -fer(300系)分解 -去除Scale后改善酸洗性能 1)连续退火第10页，此课件共29页哦温度+L+L+LLiquidCr量Ni量1250 Cr 18%Ni 8%300300系系在常温下高温段(约1250)为止 相稳定区间Cr量温度8001200连续退火连续退火400400系系-Cr,Mo,Ti等 相稳定元素向上相的领域扩大，到高温段为

17、止，没有变化 通过退火温度的提高，提高生产性，在高温下连续退火，短时间退火相态图(Austenite钢)相态图(Fully Ferrite钢)Cr1926Cr,Ti.NbLiquidL+Carbide-稳定元素上升 :Cr,Mo,Ti,Nb,Al-稳定元素下降 :ULCN,Ni1926Cr,Ti.Nb第11页，此课件共29页哦-Line Speed:Max 60mpm-退火温度范围 :10001200退火炉冷却Zone#1 APL:60m#2 APL:60mAir+WaterHelper Roll急冷预热加热均热10501150温度 连续退火钢种连续退火钢种 -300系:304,316等全钢种

18、 -400系:409L,430J1L,430LX,430Ti,436L,444,446 第12页，此课件共29页哦压延组织压延组织退火组织退火组织304409L第13页，此课件共29页哦4)酸洗操业酸洗操业概要:不锈钢的酸洗作业是对退火的氧化皮和毛胚金属间发生的Cr致密层，用混 酸使只松解，去除氧化皮的作业，残留的氧化皮，即使是微小的也有可能 成为冷延不良的缺陷，或者使用热延板时，也成为一个腐蚀的因素所以要 求必须清除.Cr ScaleCr Scale连续退火钢(300,400系一部分)Batch 退火钢 浓度 连续退火炉中表面的 Scale再生成及 Cr-Deplete Zone发达，酸洗性

19、良好热延中发生的 Cr-Deplete Zone的 随着长时间的退火扩大，Cr浓度上升,Scale 变致密，酸洗性很困难毛胚毛胚第14页，此课件共29页哦硫酸的作用Scale和毛胚之间有H2 Gas，容易发生开裂，所以在混酸槽酸洗比较容易 毛胚混酸的作用(HF+HNO3)-氢氟酸(HF):溶解毛胚的作用(促进酸洗)-硝酸(HNO3):不动态保护膜生成，防止局部的过酸洗(控制酸洗)必须适合的比例混合(300系时 HNO3:HF=4:1)H2 Me+4 HNO3 -Me(NO3)3+NO+2 H2O Me(NO3)3+3HF -MeF3 +3HNO3-Me+0.7HNO3+3HF-MeF3+NO+

20、2H2O 第15页，此课件共29页哦冷 扎 客户订货厚度基准确保厚度品质。客户订货厚度基准确保厚度品质。赋予在退火工程中结晶软化的必要驱动力（赋予在退火工程中结晶软化的必要驱动力（driving force)driving force)不锈钢表面品质确保不锈钢表面品质确保 不锈钢和一般钢对比，强度高，对冷延的变形抵抗大，不能用大口径的不锈钢和一般钢对比，强度高，对冷延的变形抵抗大，不能用大口径的不锈钢和一般钢对比，强度高，对冷延的变形抵抗大，不能用大口径的不锈钢和一般钢对比，强度高，对冷延的变形抵抗大，不能用大口径的work rollwork rollwork rollwork roll的连续

21、的连续的连续的连续压延压延压延压延(Tandem Rolling)(Tandem Rolling)(Tandem Rolling)(Tandem Rolling)，一般用小口径的一般用小口径的一般用小口径的一般用小口径的work rollwork rollwork rollwork roll冷延作业冷延作业冷延作业冷延作业(Reversing Cold Rolling)(Reversing Cold Rolling)(Reversing Cold Rolling)(Reversing Cold Rolling)区分不锈钢一般钢变形抵抗变形抵抗大变形抵抗小Mill TypeW/R Dia压延张力

22、20Hi 1std Reversing701304060Ton46Hi 5std Tandem4005001020Ton特征大压下率压延有利控制表面品质生产性高有利大量生产体系第16页，此课件共29页哦冷延材微小组织比较101010304304304304430430430430409L409L409L409L第17页，此课件共29页哦ZRMZRMZRMZRM(Senzimir Rolling Mill)(Senzimir Rolling Mill)(Senzimir Rolling Mill)(Senzimir Rolling Mill)设备 MakerI2S厚度范围()0.33.00.25

23、3.0宽度范围()7501600Line Speed(mpm)Max 600（1）Max 800（2）Type20Hi Mono Block 客户订货厚度基准确保厚度品质客户订货厚度基准确保厚度品质客户订货厚度基准确保厚度品质客户订货厚度基准确保厚度品质 表面光泽确保表面光泽确保表面光泽确保表面光泽确保第18页，此课件共29页哦退火及酸洗退火及酸洗 符合客户的要求钢种别用途别的加工性确保符合客户的要求钢种别用途别的加工性确保 对冷延加工硬化的材料软化对冷延加工硬化的材料软化 保持不锈钢不锈钢品质保证保持不锈钢不锈钢品质保证(光泽度光泽度)退火处理退火处理 (Annealing)(Anneali

24、ng)区分加热方式退火炉空间退火炉类型备注氧化性直接加热氧化等待(excess O2:46%)-水平(horizontal)必须酸洗还原性间接加热-100%H2-75%H2+25%N2-水平(horizontal)-垂直(vertical)必须酸洗*C-APL:氧化性,BAL:还原性第19页，此课件共29页哦酸洗处理酸洗处理酸洗处理酸洗处理(Pickling)Pickling)Pickling)Pickling)“氧化热处理生成的氧化热处理生成的scalescale的去除及不动态化的去除及不动态化”v 酸洗处理设备 -Salt Bath(Kolene法)Type -中性盐电解酸洗（Neolyt

25、e)Typev 酸洗处理设备 -硝酸(HNO3)电解酸洗 -混酸(HF+HNO3)酸洗第20页，此课件共29页哦不锈钢的再结晶组织不锈钢的再结晶组织1010101010101010304304304304409L409L409L409L430,Ac1 430,Ac1 430,Ac1 430,Ac1 以下以下以下以下430,Ac1 430,Ac1 430,Ac1 430,Ac1 以上以上以上以上第21页，此课件共29页哦C_APL C_APL(Cold Annealing&Pickling Line)第22页，此课件共29页哦C_APLC_APLC_APLC_APL(Cold annealing

26、&Pickling Line)(Cold annealing&Pickling Line)Carousel Hearth Roll(01.11)Carousel Hearth Roll(01.11)设备 MakerFATA-PM厚度范围()0.33.0宽度范围()7001600Line Speed(mpm)Max 60TypeSalt Bath 冷延加工的冷延加工的冷延加工的冷延加工的 CoilCoilCoilCoil的再结晶和的再结晶和的再结晶和的再结晶和 材质软化材质软化材质软化材质软化 (加工性确保加工性确保加工性确保加工性确保)表面光泽确保表面光泽确保表面光泽确保表面光泽确保第23页，

27、此课件共29页哦BAL BAL(Bright Annealing Line)EXIT SHEAREXIT LOOPERENTRY LOOPERNO 1B/RNO 2 B/RDANCER ROLLNO 3 B/RNO 4 B/R NO 1 PORNO 2 POR ENTRY SHEAR WELDERPRE-CLEANING NO 1 B/SCLEANINGNO 2 B/SRINSING.12DRYERLEADER STRIP DICHARGE UNIT35MFURNACECLEANING SECTION 入口出口TRNO1 FLATTENERHELPER P/RHOT-AIRDEFP/RNO1P

28、/RNO2P/RNO2 FLTCONVEYOR BELTTOP GUIDE ROLLINLET SEAL ROLLOUTLETSEAL ROLLDRIVE ROLLMEASURING ROLLDANCER ROLLIDLLE ROLL STEERING ROLLCONVEYOR BELT第24页，此课件共29页哦BALBALBALBAL(Bright Annealing Line)(Bright Annealing Line)POSCO POSCO 冷延加工的冷延加工的冷延加工的冷延加工的 CoilCoilCoilCoil的再结晶和的再结晶和的再结晶和的再结晶和 材质软化材质软化材质软化材质软

29、化 (加工性确保加工性确保加工性确保加工性确保)表面光泽确保表面光泽确保表面光泽确保表面光泽确保设备 MakerMDM(Furnace:EBNER)厚度范围()0.151.60宽度范围()6001300Line Speed(mpm)Max 60TypeMuffle Type第25页，此课件共29页哦C_APL C_APL C_APL C_APL C_APL C_APL 硝酸电解酸洗槽硝酸电解酸洗槽硝酸电解酸洗槽硝酸电解酸洗槽硝酸电解酸洗槽硝酸电解酸洗槽第26页，此课件共29页哦SPMSPMSPMSPM(Skin Pass Mill)(Skin Pass Mill)(设备构造)Strip Str

30、ip Strip Strip 平坦度确保平坦度确保平坦度确保平坦度确保 表面光泽度提高表面光泽度提高表面光泽度提高表面光泽度提高 Stretcher Strain Stretcher Strain Stretcher Strain Stretcher Strain 去除去除去除去除 (400(400(400(400系系系系)设备MakerI2S厚度范围()0.33.0宽度范围()7001600Line Speed(mpm)Max 150/300Type1std 2HiDry Type第27页，此课件共29页哦CPL CPL CPL CPL（Coil Polishing Line)Coil Po

31、lishing Line)Coil Polishing Line)Coil Polishing Line)TLLTLLTLLTLL(Tension Leveling Line)(Tension Leveling Line)(Tension Leveling Line)(Tension Leveling Line)生产研磨产品生产研磨产品生产研磨产品生产研磨产品 去除表面缺陷去除表面缺陷去除表面缺陷去除表面缺陷 Strip Strip Strip Strip 板形校正板形校正板形校正板形校正 Side TrimmingSide TrimmingSide TrimmingSide Trimming

32、设备MakerSUNDING厚度范围()0.33.0宽度范围()7001600Line Speed(mpm)Max 40Type4 Head设备MakerSUMITOMO厚度范围()0.22.0宽度范围()7001600Line Speed(mpm)Max 200Type8Roll Wet Type第28页，此课件共29页哦SHLSHLSHLSHL(Shearing Line)(Shearing Line)STLSTLSTLSTL(Slitting Line)(Slitting Line)Sheet Sheet Sheet Sheet 生产（生产（生产（生产（POSCOPOSCOPOSCOPOSCO）Coil/Skelp(Hoop)Coil/Skelp(Hoop)Coil/Skelp(Hoop)Coil/Skelp(Hoop)生产生产生产生产设备MakerHITACHI厚度范围()0.33.0宽度范围()5001580Line Speed(mpm)Max 110Type-设备Maker大大 铉铉厚度范围()0.33.0宽度范围()401580Line Speed(mpm)Max 200Type-第29页，此课件共29页哦