不锈钢生产工艺

不锈钢生产技术的新进展

由于不锈钢用途广泛，价格-寿命比低，可100%回收使用，以及

冶金和材料的新工艺、新技术的迅速发展，使世界不锈钢成本大幅度下

降，产量高速增长［1］，也使不锈钢产量占钢总产量的比例有较大提高［2，

3］。同时，不锈钢的品种质量也有显著发展［4～7］。

1 不锈钢冶炼工艺

1.1 AOD法

AOD法仍然是冶炼不锈钢的主要方法。目前世界上约有1～185 t AOD

炉155台，其中1/2在不锈钢厂，另外1/2在铸造厂。AOD法生产的不

［8］锈钢已突破1 000万t，约占世界不锈钢总产量的68.7%，见表1。

表1 各种方法冶炼的不锈钢占不锈钢总产量的比例

Table 1 Proportion of stainless output produced by various

melting processes to total stainless output 冶炼方法

AOD

转炉/VOD

VOD

电炉

其它转炉

(CLU，ASM，SFR等)占不锈钢总产量的比例/%1983年 71.8 10.4 9.2 4.2 4.4 1996年 68.7 19.5 6.8 - 5.0

注：世界不锈钢总产量，1983：655万t；1996：1 500万t

近年来AOD工艺有不少改进，主要有：

(1)增加顶枪吹氧。在脱碳过程中，通过风口吹入1/3～1/5的Ar/O2

混合气体和通过顶枪吹入100%的氧。顶枪吹氧工艺，有“硬吹”和“软

吹”，“硬吹”就是通过顶枪吹入的氧100%同熔池反应；“软吹”就是

通过顶枪吹入的氧，约60%同熔池反应，40%在炉帽空间将CO燃烧成CO2。

图1表明顶枪“硬吹”工艺(KCB—S工艺)比普通AOD工艺可缩短脱碳时

间44%［9］。

图1 无顶枪AOD与有“硬吹”顶枪AOD脱碳比较

Fig 1 Comprison of decarbonisation of AOD without top lance and

AOD with "blowing hard"top lance

另外“软吹”工艺缩短脱碳时间是“硬吹”的70%。但是由于它能

产生附加的热能并传递给熔池，因而还能减少硅的消耗、增加废钢用量

并降低电炉出钢温度。(2) 计算机智能控制：许多工厂已经发展了计算

机静态和动态控制模型。(3) 用AOD法生产超低碳-超低氮铁素体不锈钢

如409L和439L。用AOD法生产的铁素体钢其碳和氮的含量很低(见表2)、

接近于VOD法生产的钢，这种趋势还会发展下去。

正在开发的AOD技术：不锈钢脱磷技术；通过风口喷粉技术；使用

不规则形状风口、溅渣护炉技术等。80 t AOD炉的技术经济指标见表3。

表2 AOD冶炼的铁素体不锈钢中的C和N含量

Table 2 Obtained C and N content in ferrite stainless steel

melting by AOD process 钢号 -6C/×10 N/×10-6

典型 最好典型 最好

11%～13%Cr70 3080～1106016%～18%Cr70～10060100～13080

注：表中结果也可在冶炼奥氏体不锈钢中获得。

表3 80 t AOD炉中生产304不锈钢技术经济指标

Table 3 Technical and economic index for 304 stainless steel

produced by an 80 t AOD furnace

名称

氩气/m3.t-1

氮气/m3.t-1 指标 典型最好12 9～119 9

氧气/m3.t-1

石灰/kg.t-1

萤石/kg.t-1

铝/kg.t-1

还原用硅/kg.t-1

炉衬砖/kg.t-1

脱碳金属/kg.t-1

兑钢至出钢时间/min

总锰收得率(EAF/AOD)/%

总金属收得率(EAF/AOD)/%25～323 2 8～95～9135 - 2 1 6 2 - 50～604250～804088 95 9597总铬收得率(EAF/AOD)/%96～9799.5

注：初始碳含量1.8%，成品：［N］0.05%，［S］0.005%。

1.2 三步炼钢法

三步炼钢法是80年代开发出来的不锈钢冶炼新工艺。从表1可看出

该方法在不锈钢生产中所占比例已接近20%。

与电炉-AOD二步法不同，三步炼钢法实质上是初炼炉-转炉-真空精

炼炉［9，10］，根据工厂的原料及其它条件，初炼炉既可选电炉也可以选转

炉。转炉的型式有普通的复吹转炉LD、曼内斯曼.德马克公司开发的

MRP-L转炉和奥钢联开发的K-OBM转炉。转炉的功能主要是快速脱碳并

避免铬的氧化，第3步的真空精炼炉主要采用VOD，个别厂采用RH-OB

或RH-KTB。目的是将钢水在真空下进一步精炼并调整成分。以MRP为代

表的三步炼钢法主要优点是：转炉炉衬寿命高(900～1 100炉次)、产品

范围广、质量好(O、N、H低)、有利于同连铸机匹配(提高连铸炉数)。

表4是近年来新建的三步炼钢法不锈钢厂。

表4 三步炼钢法冶炼不锈钢的工厂

Table 4 Some stainless steel works using three step melting

process

厂名 转炉型

式 工艺路线

1×85 t EAF+1×90 t K-OBM-S

+VOD+CC

EAF+1×125t K-OBM-S+VOD(双

出)+CC 产品 设计竣工日产量 期 韩国 浦项 K-OBM 南非 伊斯K-OBM 柯 不锈钢45万t 1996.8板坯 不锈钢50万t 1995.5板坯

不锈钢

H/MDep+1×160 t KMS-S 板坯 (60万日本 川崎 K-OBM 1996.5+1×160 t K-OBM-S+VOD(RH-KTB)普通钢t)

板坯

比利时 阿

尔兹

巴西 阿谢

西塔 1×90 t EAF+100 t MRP-S+2×100 不锈钢MRP t VOD 50万t 1988.4板坯 +CC MRP 2×35 t EAF+1×75 t MRP-S

+VOD+CC

1×90 t EAF+2×75 t

4×30 t EAF LD-OB+VOD+CC 35万t 不锈钢(10万1996.5板坯 t) 48万t 不锈钢(54万板坯 t) - 日本 日新 LD

日本 新日

铁八幡 LD 不锈钢EAF+1×150 t LD-OB(1×60 t 板坯 (20万AOD)+VOD t) 碳钢板+CC 坯 -

注：表中括号内数字为1996年产量。

1.3 其它转炉法

其它转炉法占世界不锈钢总产量的5%，例如：1996年CLU法南非哥

伦布厂生产的28万t，瑞典Degefors厂生产18万t，ASM法印度Jindal

厂生产9万t，SFR法日本福山厂生产9万t。

CLU法是由瑞典Uddeholm和法国Creusot Loire厂发明的，是电炉

-转炉二步法。第1座70 t工业炉于1973年在瑞典Degefors厂投产，

1995年5月南非哥伦布厂投产了由奥钢联建设的2座100 t CLU炉子，

设计年产不锈钢54万t。该工艺的主要特点是在脱碳过程中通过底部风

口吹入的过热水蒸汽进入钢水后分解成氢和氧，氢可作为稀释气体代替

氩来降低脱碳过程中的CO分压，氧则可进行氧化反应，同时在水蒸气分

解过程中要吸收大量的热量，降低温度，因而无须像AOD工艺那样在脱

碳末期加入固态冷却剂。CLU法同AOD法相比氩气消耗可减少70%［11］。

最近大型钢铁联合企业利用脱磷铁水的优势，将传统的LD转炉改造

用于生产不锈钢。例如，1990年9月日本钢管福山厂将120 t转炉改造

成为顶底吹炼的还原炉-SRF炉。生产过程是将经脱磷和脱硫的铁水以及

不锈钢废钢装入SRF炉内，同时装入铬矿石、镍矿石以及作为能源、还

原剂的焦炭；先进行熔炼还原，然后再进行脱碳精炼，出钢后钢水经

NK-AP处理或RH脱气处理，由于实施焦炭二次燃烧和强迫熔池 搅拌技

术，转炉内可加入大量铬矿石代替铬铁，创造了冶炼不锈钢铬铁消耗量

仅为7.7 kg/t的新记录(过去消耗量为40 kg/t)，炉衬寿命达到2 000

［12］。 次，生产能力可达1万t/月

2 不锈钢连铸工艺技术

2.1 普通不锈钢连铸机

从70年代以来不锈钢连铸发展很快，目前用于浇注不锈钢方坯、板

坯的专用普通连铸机已达77台，不锈钢连铸比已超过95%［13］。

普通不锈钢连铸浇注的板坯厚度一般为200 mm，其发展趋势如下：

(1) 产量规模不断扩大。例如：奥钢联新建的浦项公司和哥伦布不锈钢

厂专用板坯连铸机以及改造的芬兰奥托昆普公司不锈钢专用板坯连铸机

的规模都达到50万t以上。(2)多炉连铸比不断提高，例如：浦项不锈

钢厂90 t钢包连铸机的连铸炉数从1989年1.6炉提高至1995年的4.1

炉，最近又提高到7炉，连铸时间长达420 min［14］。(3)板坯表面质量

大大提高。例如浦项不锈钢厂，通过安装大包探渣器避免大包下渣；中

间包筑坝改善钢水流动，提高中间塞杆耐火材料质量以控制结晶器液面

水平；确定最佳结晶器振动频率(160～180次/min)、浸入式水口插入深

度(110～130 mm)；保护渣最佳消耗量(0.4～0.5 kg/t)以改善振痕深度，

使不锈钢板坯质量大大提高。目前304钢板修磨比为5%，热轧钢卷修磨

比0.5%，430钢板坯修磨比为10%，热轧钢卷修磨比为5%［14］。(4)其它

新技术的运用：如等离子中间包加热技术，电磁搅拌技术等。

2.2 薄板坯连铸机

薄板坯连铸机已广泛用于生产普通钢，浇注板坯厚度为40～127 mm，

主要方法有西马克开发的CSP技术，德马克开发的ISP技术、达涅利开

发的FTSR技术、奥钢联开发的ConRoll技术、美国莱平斯开发的TSP

技术和住友金属开发的QSP技术。但目前工业化的只有CSP和ConRoll

生产技术，见表5。

表5 CSP和ConRoll生产线

Table 5 CSP and ConRoll production line 新技术 厂名 冶炼设备 连铸设备 热轧设备 产品、规格及

产量

CSP 纽柯公司— 克劳福

茨维尔

厂 2×SMS薄板坯连铸机 普通钢，不锈2×150 t 厚度 40～辊底式均热炉(长162 钢 EAF 50 mm m，4个加热区，100个2.0～12.7 1×150 t 宽度900～1 烧嘴)，精轧机4×7 mm×900～ AOD 350 mm 000 kW(现已变成5机1 350 mm 2×150 t 长度max 47 架，将改造成6机架)，2条线160万LF m 液压AGC、CVC，工作t/年，其中不1×150 t 铸速max 6 辊弯曲 锈钢20万t VDF m/min

连铸机半径

3 m

VA1型连铸步进式加热炉2座

机 粗轧(4辊)×6 600 kW 不锈钢卷板及

1×75 t (经改造) 中板2～12.7 精轧(炉卷轧机)

EAF mm×2 100 mm厚度80～1×15 000 kW ConRoll Avesta1×75 t 200 mm,宽度液压AGC、CVC，工作60万t/年(可

AOD 660～2 100 辊移动(±125 mm) 增至82.5万t/

年) mm，连铸机工作辊弯曲(1 500 kN/

半径8 m。每个辊颈)

VAI型薄板

2×117 坯连铸机

t/135 t 厚度75～普通钢 不锈EAF(经改125 mm 步进式加热炉(可放13钢 造) 宽度635～1 块板坯，5个加热区)Armco 1.8～12.7 mm1×117 t 283 mm 粗轧(2辊) 1×7 000 曼斯菲75万t/年(可AOD(经改长度 max HP 尔德厂扩至120万t/造) 18.3 m 精轧6×3 000 HP 年)其中不锈1×117 铸速3.75 液压AGC 钢18万t m/min t/135 t

LMF 连铸机半径

5 m

薄板坯连铸技术首先用于不锈钢是1988年，当时瑞典Avesta厂把

不锈钢连铸坯厚度从原来的最小厚度140 mm减至80 mm，其动机有2个：

一是对专用的高合金奥氏体钢(约20%Cr、18%～25%Ni，4.5%～6.2%Mo)

避免二次轧制，另外是改进这些钢种的内部质量(减少偏析，铁素体分布

均匀)，为此该公司将原来能浇注140～200 mm×660～1 600 mm板坯的

连铸机，改造成为：80～200 mm×600～2 100 mm的薄板坯连铸机，改

造范围是结晶器、弯曲段、弧形段和矫直段［15］。

美国Armco公司曼斯菲尔德厂，原有2台电炉、1台AOD炉，1套热

连轧机(1架粗轧机，6架精轧机)，1993年12月开始同奥钢联合作，采

用ConRoll技术进行改造，铸坯厚度75～125 mm。1995年4月投产以来

顺利地生产409 铁素体不锈钢，最高月产达到1.8万t，Armco公司30%

的409不锈钢，由曼斯菲尔德厂生产，同时板坯表面质量良好，板坯最

终缺陷指数从30降至2以下。409不锈钢表面废品率小于0.2%［16］。

纽柯公司克劳福兹维尔厂1989年投产了世界上第1条CSP生产线，

1995年又建成第2条CSP生产线并投资2 000万美元，安装1台150 t AOD

炉，为生产不锈钢创造了条件。1995～1996年分别生产2.16万t和3.12

万t的409铁素体不锈钢(主要用于汽车排气管)；1997年该厂又投资1

200万美元建成一条酸洗线，既能处理400系列不锈钢又能处理普通碳

钢，不久将能生产409冷轧退火不锈钢。另外该厂还试验了439和304

不锈钢。希望最终形成20万t规模(409钢9.6万t、439钢6.4万t、

304钢4万t［17］)。CSP工艺在钢板表面质量上存在局限性，因为铸坯薄

(40～50 mm)没有机会改善板坯表面质量，这点需要今后进一步改进。

2.3 薄带连铸机

用连铸机直接浇注厚度为2～16 mm的不锈薄带钢是钢铁界正在积极

开发的一项重大新技术。据测算带钢直接浇铸工艺的吨钢投资是传统流

程的50%、操作费用约低20%～30%。日本、美国、德国、法国、意大利、

韩国、英国、澳大利亚、奥地利等国共20多台不同类型的薄带钢连铸机

进行工业或半工业试验，试验钢种主要是高、中、低碳钢，电工钢等。

浇注工艺有单辊连铸、双辊连铸、异径辊连铸和辊带结合连铸。但是直

到目前只有新日铁，三菱重工和于齐诺尔.蒂森公司开发的双辊带钢连铸

实现工业化，分别在新日铁光厂和尤金公司伊斯贝尔格厂进行了工业试

验。铸机性能及开发情况见表6、表7。日本钢铁界人士预测到2020年

薄带连铸机生产带钢的产量将占带钢总产量的10%～15%［18］。

表6 工业化双辊薄带连铸机参数

Table 6 Exploiting condition of commercial double roll thin trip

caster 铸钢包中包浇注速带钢厚辊子宽辊子辊套机 容量 容量 度 度 度 直径材质 类/t /t /m．min-1/mm /mm /mm 型

1.6 20～1301.6～

5.0

2.0～

4.0 厂名 卷取机 新日铁光双10 ［19］厂 辊 尤金公司双— 92 伊斯贝尔辊

格厂［20］ 800/1 Cu+镀1台上卷取1 200300 Ni 机 865/1 镀Ni2台下卷取1 500300 铜辊 机(15 t)12 20～80

表7 工业化双辊薄带连铸机开发使用情况

Table 7 Coil rolling mill to be put into production in recent

year

厂名 试验情况 工业打算

项目开始1985年

第1阶段(1985～1988年)

1 t试验设备(1 200 mm×800 mm)

新日第2阶段(1989～1991年)

铁光10 t规模样机(1 200 mm×800 mm)

厂［19］ 第3阶段(1991～1993年)

10 t规模样机(1 200 mm×1 300 mm)

已浇成10 t

宽1 330 mm的钢卷

尤金

公司

—

伊斯

贝尔

格厂

［20］ 项目开始1989年10月 1991年6月第1次热试车，1992年5月带钢重超10 t (厚3 mm，宽865 mm)，1993年10月带钢重超25 t，第1次冷轧；1995年1月 安装第2台卷取机，1995年10月钢水全部浇完(92 t)，浇

注时间100 min 已投资110亿日元在新日铁光厂建1台工业装置，钢包容量60 t，带钢厚度2～5 mm，宽760～1 330 mm，月产能力3.5万t，主要生产304不锈钢。1996年1月动工，正在进行设备调试。将带钢宽度扩大到1 300 mm，投资改造使该装置达到年产35～40万t带钢的最终目标，与印度系德勒公司签订协议，在印度古吉拉特建一条工业规模的不锈钢带钢直接浇注生产线

3 热轧技术

3.1 常规热连轧机

常规热连轧机仍是生产不锈钢热轧卷板的主要设备。国外采取两种

方式：一种是生产普通碳钢为主同时兼轧不锈钢或电工钢的轧机，产量

每台为250 万t以上，例如：日本新日铁的大分、八幡厂(为光厂供热

轧卷)、川崎千叶厂的3号轧机(向千叶厂供热轧卷)、日新吴厂的2号轧

机(向周南厂供热轧卷)，法国索拉克的敦刻尔克和福斯厂(向尤金公司伊

斯贝尔格和格尼翁厂供热轧卷)德国克虏伯的波鸿厂及韩国的浦项2号

轧机等。另一种是专门轧制不锈钢、电工钢和特殊钢的热连轧机，年产

量100万t左右，例如，美国阿里根尼的布拉肯里奇厂、意大利AST的

特尔尼厂。

除日新吴厂2号轧机是80年代和川崎千叶厂3号轧机是90年代建

成之外，其余常规生产不锈钢的热连轧机一般都是70年代以前的轧机。

但近几年来经过技术改造，普遍采用计算机进行过程自动控制。为提高

产品质量和扩大品种规格，近年来采取的主要措施有：板厚控制技术(液

压AGC采用高应答交流马达和高速液压压下装置)；板宽控制技术(设置

定宽压力机并控制粗轧机和精轧机的立辊压下量)；板型及凸度控制技术

(液压弯辊、轧辊横移、动态板形辊DSR及控制板型的轧机如：CVC、HC、

PC轧机等)；机架间活套、张力控制技术(采用高应答交流马达和低惯性

活套装置，可提高板厚及板宽的精度)。温度均匀技术(步进式加热炉轨

道上装有含钨合金块消除滑道产生的黑印，粗轧至精轧间的保温罩以及

轧件边部感应加热装置等)。控制表面光洁度技术(完善高压水除鳞及防

止二次铁鳞生成，精轧机轧辊采用高速钢制造)。

以川崎千叶3号热连轧机为代表的新一代轧机在轧制普通碳钢时，厚度公差达到±25 μm,宽度公差达 mm，凸度目标值20～40μm，

精轧机的出口侧温度(FDT)达±15 ℃、卷取温度(CT)可以控制在±10 ℃

［21］，同时该轧机能生产厚度为1.0 mm的普通钢，不锈钢厚度达到以内

1.5 mm，为世界上最薄的热连轧机。

2号热连轧机经改造后(增设F7精轧机，活套低惯性化，改造带钢

冷却装置，计算机系统更新)，可生产的不锈钢卷板厚度降至2.0 mm，

［22］。 同时不锈钢头、尾厚度公差得到很大改善

意大利特尔尼厂热连轧机经过改造后(精轧机由5机架增至7机架、

增设中间保温炉、增设边部加热器2×800 kW,F0、F1、F5、F6安装了液压

AGC，7架精轧机全部增设工作辊弯曲735～835 kW,精轧机最后3个机架

增设工作辊移动±105 mm)，轧制300系列不锈钢厚度公差±0.1 mm；宽度公差 mm。

3.2 炉卷轧机

炉卷轧机是一种设有炉内卷曲机的可逆式热轧机(国外称为

Steckel轧机)，这种轧机特别适合于轧制变形温度范围窄，抗力大的难

变形钢种(如不锈钢、高温合金等)。炉卷轧机发展初期由于本身的缺陷、

产品质量不能满足需要，几乎被热连轧机所淘汰。进入80年代以来，由

于许多独立的中型不锈钢厂需要自己的热轧设备(15～60万t/年)，再加

［23，24］上炉卷轧机的工艺技术和设备结构实现了重大改进，因而新一代炉

卷轧机又在一些主要工业化国家兴建。表8列出了80年代以来新建和改

造的不锈钢炉卷轧机的情况。

表8 近年来投产的不锈钢炉卷轧机

Table 8 Outline of new built Steckel mill for stainless steel 设轧机主电计轧辊 机 厂名 投产时间 产 长度功率量//mm /kW万t 产品规格 /mm 品种卷重/t 备 注

日金工1 2～8×750～1 -不锈钢相模原1969/1985 18 470 300 厂 原西德二手15 设备改造成HCW

巴西阿不锈1 3～10×600～1 英国戴维公 -谢西塔1980/1995 45 钢、硅17.4 700 500 司供货 厂 钢

西班牙

阿塞里

诺克斯

厂

芬兰奥

托昆普

公司

瑞典阿

维斯塔

公司

印度萨

勒姆厂

南非哥

伦布厂

美国卢

肯斯公

司

日本冶

金川崎

厂

日金工

衣浦厂

美国北

美不锈

钢 1 2×5 2.5～9×1 日立HCMW 6不锈钢23.8 750 000000～1 580 辊 1986 40 1988 2.5～1 2×5 50 10×690～1 不锈钢830 000600 2～2 15 25 12.7×800～2 不锈钢200 000100 10 45 1 2×4 2～8×800～1 不锈钢450 500275 1 2×5 2～10×900～1 不锈钢800 500600 26 日立HCMW 6辊 SMS公司CVC轧机 SMS公司CVC轧机 戴维-三菱PC轧机 United 供货 日立HCMW 6辊 1992 - 1995 1995 15 30 1995 不锈2 2×6 2～10×900～2 - 钢、碳784 000500 钢 72 - -2～9×1 500 不锈钢- 1995 - 1996 54 - -1.5～12.5×1 24～日立-三菱不锈钢600 30 PC轧机 33 日立-三菱PC轧机 1998 不锈1 2×6 1.5～12.5×1 100 钢、碳700 000524 钢

4 不锈钢的冷轧和精轧技术

4.1 不锈钢的冷轧技术

森吉米尔型20辊轧机仍是轧制不锈钢的主力轧机，占世界不锈钢轧

［24］。机的90%。超过1 000 mm以上的宽幅森吉米尔不锈钢轧机共92台

森吉米尔机架有2种型式，一种是整体式机架，另一种是4柱分体式机

架，后者可允许有130 mm的开口度，以便于穿带及某些部件的装卸和维

修。在超过800 m/min的高速轧制方面已取得了明显的进展，图2表示

［25］新建的森吉米尔冷轧机还加大日本可逆式冷轧机高速化的演变情况。

了主电机的功率，提高轧制能力，可以每道次18%～22%的压下率实行强

化轧制。因此，可减少轧制道次和中间退火次数。例如美国华盛顿不锈

钢公司用辊身长1 300 mm，工作辊直径50～60 mm的20辊轧机，不经

中间退火可将3.1 mm带钢轧成0.25 mm，总变形量达到92%［26］。

型式

厂家 Z轧机 森吉米尔(日立) KST轧机 神户制钢所 KT轧机 神户制钢所 UC轧机 CR轧机 日立制作所 三菱重工业辊子排列

型号

.UNIVERSAL KOBELCO- KOBELCO CROWN CLUSTER TYPEZENDZIMER轧机 SUNDWIC TWELVE- CONTROLL轧ROLLING轧机TWENTY-HIGH轧机 HIGH轧机 机 分割式BUR凸度.分割式BUR凸度.分割式BUR凸.分割式BUR.中间辊移动 弯曲机 弯曲机 度弯曲机 调整凸度 .中间辊弯曲 .第1中间辊轴向.第1中间辊轴向.中间辊轴向移.中间辊弯曲.工作辊弯曲 移动 移动 动 .工作辊弯曲

.油压压下液.油压压下液.楔入式油压压.油压驱动压下偏.楔入式油压压下压罐 压罐 下 心机构 .电动压下轧制.油压压下轧.油压压下轧.电动压下轧制制 制

.整体机架 .四柱式分离机架.四柱式分离机

架 .分离机架 .分离机架 形状控 制机能 板厚控 制机能 特征 机架构造

.可以非常小的直.可以非常小的直小直径 工径 径 作

辊 轴承座无 无 有无 .DW(工作辊) /B(最大宽.可小直径 .可小直径 度) =DW/n＞0.7 无 无 无 轧辊驱动 .上下第1中间辊 .上下第1中间辊.上下中间辊.上下中间辊 .上下中间辊

图2 最近的冷轧不锈钢设备的类型及特征

Fig 2 Type and feature of equipment for cold-rolling stainles

steel recently 近年来日本三菱重工开发的12辊CR型冷轧机在生产不锈钢方面得到很大应用，住友金属鹿岛厂，川崎制铁千叶厂，日新制钢周南厂都在80年代末90年代初新建了12辊不锈钢冷轧机、具体规格见表9，周南厂12辊轧机同光亮线配合主要用于生产0.6 mm以下的极薄带不锈钢，最薄规格可达0.05 mm，而且板型控制得很好［27］。

表9 日本12辊不锈钢冷轧机参数

Table 9 Parameter of twelve-high cold mill for stainless steel

in Japan

轧机主

钢卷电

宽 机

度/mm功率/kW

机

轧机速组厂

度 张名

/m.min-1 力

/t

轧辊直径 /mm

压下力/t

钢卷厚 度/mm

钢卷

生产重

日期量/t

日新制钢 周南厂

800

工作辊：Φ60～120中

25间辊Φ150～160支撑500

辊Φ220,Φ360

600～-

1 050

来料0.1～

2.0成品18 19890.05～0.6

住友

来料1.5～

工作辊Φ75～135(常金

1 4 900～4.5

23 1992属 1 000 40用Φ80～95)中间辊

0000001 300成品0.1～

Φ210支撑辊Φ520 鹿

1.5

岛厂 川崎制铁 千叶厂

800 60Φ79～120

来料1.0～

1 6 650～8.0

30 1991

0003001 600成品0.2～

5.5

除了多辊冷轧机外，普通的大辊径4辊可逆式或连续式

冷轧机也能生产不锈钢。一般变形抗力较小的以铁素体不锈钢为主(用于汽车排气系统)［28，29］。 4.2 连续退火酸洗技术

90年代各国新建的连续退火酸洗线，在技术方面的发展趋势是(1)提高生产线的处理速度，以提高生产率，冷轧连续退火酸洗线的速度已达到100 m/min；(2) 普遍在退火炉上采用节能措施，例如：把退火炉的余热带加长，利用排气提高

［30］

余热效果，日新制钢周南厂的7AP退火炉热效率可达65.1%；(3) 在酸洗上采用中性盐电解和碱电解组合的新技术，可适应多品种不锈钢的高速除鳞并提高表面质量；(4) 在冷轧带钢的连续退火酸洗作业线后面，增加平整机，张力矫直机及圆盘切边机等在线设备，可省略精整工序［31］。 4.3 直接轧制—退火—酸洗工艺(DRAP)

为了进一步降低冷轧不锈钢板材成本，国外正在研究将生产冷轧不锈钢的5个分开的独立工序，即炉卷准备(切头/切边)、热轧带钢退火、酸洗、冷轧、冷轧带钢退火酸洗及平整(调质轧制)合并成一条生产线(DRAP)。用这种方法生产冷轧带钢可节约投资30%，减少人工50%，降低总的成本20%［32］。美国J&L，已建成年产27.5万t的DRAP线(宽度达1 500 mm)，目前正在试生产，法国尤金公司伊斯贝尔格厂也在建设年产20万t的DRAP线，产品规格厚度最薄为0.8 mm，最宽为1 625 mm，预计1998年11月投产。

J&L公司认为，从试生产情况可见DRAP线可提高不锈钢精整能力80%，减少加工时间达75%［33］。 4.4 光亮退火

光亮退火是一种保持冷轧不锈钢金属光泽表面的特殊退火工艺。

光亮线的核心是光亮炉和保护气体，过去的光亮退火炉都是电加热的砖砌炉，最近采用马弗炉，这样可使保护气氛稳定化，同时也可防止因砌砖脱落引起的故障。另外保护气体一般采用露点为-60℃的高纯度(99.99%)氨分解气或直接用氢和氮的混合气体，最近浦项钢厂建造的新光亮退火线，马弗炉的炉膛长度为24 m，炉子最大产量约10 t/h。使用100%的氢气作保护气体，省去了通常在许多光亮退火线上使用的钝化区［34］。

5 结论

(1) 开发成功使用低价原材料、生产效率高、操作简单、工艺衔接灵活的炉外精炼及以转炉为主的三步冶炼不锈钢方法。

(2) 连铸工艺的普及推广是降低不锈钢成本的关键。不锈钢薄板坯的连铸连轧及不锈钢薄带直接浇注技术的开发成功，将大大缩短生产工艺流程，降低成本。

(3) 热轧、冷轧采用自动化控制技术；冷轧精整联合成一体；直接轧制退火酸洗生产线的建成使用，使生产更加连续化，更能满足用户对产品的需求。