不锈钢生产技术概述.ppt

《不锈钢生产技术概述.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《不锈钢生产技术概述.ppt（71页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、不锈钢生产技术概述,王喆,2009年3月5日,Outline,不锈钢发展概述,不锈钢产品简介,不锈钢生产工艺及装备介绍,不锈钢新技术发展,1,2,3,4,全球不锈钢粗钢产量,一、不锈钢发展概述,Provided by ISSF,Global Consolidation All Stainless Apparent Supply vs Real Fabrication,一、不锈钢发展概述,Provided by ISSF,全球不锈钢历年综合年增长速度,一、不锈钢发展概述,一、不锈钢发展概述,Provided by ISSF,一、不锈钢发展概述,Market Share of stainless

2、steel grade categories,中国不锈钢产品发展历程（简图）,1Cr18Ni9Ti,00Cr17Mn6Ni5N,1Cr18Mn10Ni5Mo3N,304NG/316NG,00Cr18Ni18Mo5,00Cr18Ni14Mo2,00Cr25Ni10Nb,高Si,耐高温浓硫酸,1Cr17Ti/1Cr17Mo2Ti,1Cr17Ni14SiAlTi,17-4PH/PH15-7Mo,00Cr18Ni10,1Cr18Mn14Mo2N,00Cr18Ni5Mo3Si2,00Cr25Ni22Mo2N,00Cr18Mo2,00Cr13Ni5Mo,超级双相钢,超级奥氏体钢,50年代,60年代,70年

3、代,80年代,奥氏体,节镍,加Mo,低C,高N,高Mo,耐浓硝酸,尿素级,高N,高N,铁素体,沉淀硬化,双相,马氏体,低C,一、不锈钢发展概述,二、不锈钢产品简介,1,2,3,4,5,6,7,钢种分类合金元素作用钢种家族图主要用途表面加工机械性能要求耐蚀性能要求生命周期成本,8,铬系（AISI400系）,铬镍系（AISI300系）,马氏体不锈钢,铁素体不锈钢,奥氏体不锈钢,双相不锈钢,沉淀硬化不锈钢,Fe-Cr-C,Fe-Cr-Ni,2Cr13(420),1Cr13(410),1Cr17Ni2(431),0Cr17(430),0Cr11Ti(409),AISI200系,0Cr19Ni9(304

4、),0Cr17Ni14Mo2(316),1Cr17Mn6Ni5(201),1Cr18Mn8Ni5N(202),1Cr25Ni5Mo1.5(329),Cr25Ni5Mo3N,0Cr17Ni7Al,AISI600系,2.1 钢种分类,二、不锈钢产品简介,代表钢种,按组织结构,按化学成分,00Cr25Mo2(446M),2.2 合金元素作用,不锈钢合金元素与组织的关系Schaeffler-Delong图,PRECr3.3Mo16N,二、不锈钢产品简介,二、不锈钢产品简介,FeNi合金的耐酸性,Cr含量对钢的大气腐蚀的影响,二、不锈钢产品简介,添加C、N对Fe-Cr的/+边界的影响,奥氏体不锈钢中合金

5、元素固溶强化作用,二、不锈钢产品简介,奥氏体不锈钢的发展简图,1Cr18Ni9,0Cr19Ni13Mo3,00Cr19Ni13Mo3,超级不锈钢,0Cr17Ni12Mo2,00Cr18Ni14Mo2Cu2,00Cr17Ni14Mo2,00Cr19Ni15Mo4.5N,00Cr17Ni13Mo2N,0Cr17Ni12Mo2N,316NG,0Cr23Ni13,0Cr18Ni10Ti,0Cr18Ni9,0Cr18Ni11Nb,00Cr19Ni10,0Cr18Ni11Nb,0Cr19Ni9N,00Cr19Ni10N,304NG,0Cr20Ni11,1Cr18Ni12,0Cr18Ni9Cu3,Y1Cr1

6、8Ni9,Y1Cr18Ni9Se,1Cr17Mn6Ni5N,2Cr17Mn15NiN,1Cr18Mn10Ni5Mo3N,1Cr17Ni7,强度,N、Mn 代Ni,强度,C added N、Mn代Ni,切削性能,S added,表面加工,Se added,降低加工硬化,Ni added,冷加工性,Cu added,焊后耐蚀性,C Lowered,耐晶间腐蚀性,C Lowered,强度,N added,耐蚀性、强度,耐晶间腐蚀性,Ti added,耐晶间腐蚀性,Nb added,焊接性,Cr Ni increased,强度,N added,核工业,Ta、Co Lowered,耐蚀性,Mo adde

7、d,强度,N added,耐晶间腐蚀性,C lowered,强度、耐晶间腐蚀性,N added,耐还原介质,Cu added,强度,N added,耐蚀性,Mo added,耐晶间腐蚀性,C lowered,Cr Ni lowered,加工硬化,2.3 钢种家族图,二、不锈钢产品简介,中高铬系不锈钢的发展简图,430,430CuN,430LN,445MT,430LNM,434LN1,SX1,30-2,430UD,430XT,429EX,439L,MH1,432LTM,436LT,430AB,430LNAB,18-3SR,20-5USR,高温氧化性,C lowered Al added,高温抗氧

8、化性,C lowered Al increased La Zr added,抗细菌性,Ag added,焊接性、耐蚀性、成型性,C lowered Nb added Cr increased,高温强度、焊接性、成型性,C Lowered Nb Si added,高温强度,Mo added,成型性,C lowered Ti added,耐蚀性,Mo added,耐蚀性,Cu added,耐蚀性、焊接性,Cr increased,耐蚀性、焊接性、成型性,C lowered Cr increased Nb added,耐蚀性,Mo added,耐腐蚀性,C lowered Mo increased,

9、耐蚀性,C Increased,耐蚀性,Mo added,耐蚀性,Cu added,430J1,436J1,436L,焊接性、耐蚀性,Mo added,焊接性、耐蚀性,C lowered,444,445J1,445J2,447J1,434LN2,Mo Increased Ti added,耐蚀性、深冲性,耐蚀性,Cr Mo Increased Nb added,深冲性能,Mo increased,耐蚀性,C lowered Nb N added,耐蚀性,Cr added,耐蚀性,C lowered Ti added,耐蚀性,Cr added,耐蚀性,二、不锈钢产品简介,低铬系不锈钢的发展简图,

10、410,409L,409SR,410S,410L,耐蚀性、成型性,C lowered,焊接性、成型性,C Cr lowered Mn Cu added,焊接性,C lowered,焊接性、成型性,C Cr lowered Ti added,高温抗氧化性,Si added,410DH,420J1,420J2,耐磨性、硬度,C increased,耐磨性、硬度,C increased,420H,429J1,440A,C increased,耐磨性、硬度,Cr added,硬度,C added,耐磨性、硬度,410DB,Cr lowered Mn added C N controlled,未回火处理

11、下提高硬度,二、不锈钢产品简介,2.4 主要用途,I(Indoor Environment):Indoors M:General environmentL:Lightly corrosive environment(low temperature,high humidity)H:Severely corrosive environment(high temperature,high humidity)over qualit y,appropriate,usable if cleaned often,inappropriate,二、不锈钢产品简介,Provided by posco,奥氏体不锈钢

12、主要钢种特性和用途,二、不锈钢产品简介,铁素体不锈钢主要钢种牌号特性和用途,二、不锈钢产品简介,马氏体不锈钢主要钢种牌号特性和用途,双相不锈钢主要钢种牌号特性和用途,二、不锈钢产品简介,优 良 中 差,二、不锈钢产品简介,不锈钢光亮度判定,2.5 表面加工,二、不锈钢产品简介,二、不锈钢产品简介,Provided by Posco,2.6 机械性能要求,奥氏体不锈钢机械性能要求,二、不锈钢产品简介,铁素体不锈钢机械性能要求,二、不锈钢产品简介,马氏体不锈钢机械性能要求,双相不锈钢机械性能要求,二、不锈钢产品简介,不锈钢的物理性能,二、不锈钢产品简介,2.7 耐蚀性能要求,二、不锈钢产品简介,P

13、rovided by JFE,在硫酸腐蚀介质下的腐蚀性能,在盐酸介质中的耐蚀性能,二、不锈钢产品简介,点蚀、缝隙和应力腐蚀情况,临界缝隙和点蚀温度,二、不锈钢产品简介,在海水中不同临界缝隙温度下裂纹深度,在海水模拟状态下温度和氯化物对奥氏体不锈钢缝隙裂纹腐蚀诱发的影响,二、不锈钢产品简介,不同牌号不锈钢在25硫酸中的极限浓度,铁素体(含Cr11%)不锈钢Ti+Cb含量对晶界腐蚀的影响,二、不锈钢产品简介,2.8 生命周期成本（Life Cycle Cost）,Residual(Scrap)Value,-,Cost of Lost Production(periodic),+,Replaceme

14、nt Costs(periodic),+,Maintenance Costs(periodic),+,Fabrication and InstallationCost,+,Acquisition Cost,LCC=,二、不锈钢产品简介,Provided by Outokumpu,Table.Life cycle summation of present value costs,Note:All values are in Mu-Monetary units-to enable use of the software with any currency.,二、不锈钢产品简介,Life cycle

15、 cost comparison,二、不锈钢产品简介,三、不锈钢生产工艺及装备介绍,1,2,3,4,5,冶炼工艺连铸工艺热轧带钢生产工艺冷轧带钢生产工艺不锈钢管生产工艺,3.1、冶炼工艺,两步法不锈钢冶炼工艺流程,EAF,AOD,VOD,CC,EAF,AOD,VOD,CC,三步法不锈钢冶炼工艺流程,三、不锈钢生产工艺及装备,两步法和三步法工艺对比,三、不锈钢生产工艺及装备,典型的二步法和三步法的设备配置及能力,三、不锈钢生产工艺及装备,1、复吹转炉的吹炼工艺与特点,三、不锈钢生产工艺及装备,顶吹AOD炉脱碳工艺,AODL不同吹炼工艺试验结果,2、AOD精炼工艺,三、不锈钢生产工艺及装备,AOD

16、的脱硫,60tAOD炉传统工艺与新工艺的操作条件,三、不锈钢生产工艺及装备,提高AOD炉衬寿命,主要措施：,改善钢水入炉条件，Si含量控制低限，减少炉渣、兑入AOD炉前扒渣，出钢温度控制在1550控制AOD炉内温度，脱碳末期保持在1720以下尽可能缩短冶炼时间，改善吹炼模型，增大脱碳效率，缩短脱硫时间等尽可能减少渣量，使用高质量石灰，减少石灰加入量，改善吹炼模型，减少金属氧化加入白云石造渣，吹炼初期加入MgO，在渣中含量应控制在610,3、VOD精炼工艺,VOD脱碳工艺,主要控制项,三、不锈钢生产工艺及装备,1、真空吹氧脱碳2、真空脱碳,氧的供给速度顶吹氧枪的高度真空度底吹氩流量,VOD还原精

17、炼,阶段,主要控制项,终点氧含量控制强搅拌脱硫,AOD炉与VOD炉主要工艺参数比较,AOD法与VOD法主要工艺参数、钢质及消耗,三、不锈钢生产工艺及装备,AOD炉与VOD炉的高纯化精炼,三、不锈钢生产工艺及装备,3.2 连铸工艺,不锈钢连铸一般都和精炼炉配套，严格要求钢水的化学成分和温度为防止钢水二次氧化，在连铸生产过程中要求采取无氧化保护浇注对钢水包、中间包、滑动水口、浸入式水口等的耐火材料要求严格为保证连铸坯的表面质量选择合适的保护渣连铸过程中因结晶器的振动在连铸坯表面上形成的振痕要加以控制铁素体不锈钢连铸时电磁搅拌不可缺少,工艺过程及质量控制,无氧化保护浇注大包和中包冶金铸坯成型保护渣及

18、液压振动技术电磁搅拌,连铸工艺特点,三、不锈钢生产工艺及装备,炉卷轧机,3.3 热轧带钢生产工艺,常规热连轧机组,三、不锈钢生产工艺及装备,近年来投产的不锈钢炉卷轧机,三、不锈钢生产工艺及装备,炉卷轧机技术参数,三、不锈钢生产工艺及装备,接下页,3.4 冷轧带钢生产工艺,三、不锈钢生产工艺及装备,接上页,三、不锈钢生产工艺及装备,主要不锈钢冷轧机概要,三、不锈钢生产工艺及装备,宽板轧机的基本参数对比,三、不锈钢生产工艺及装备,热轧带钢退火酸洗机组APH,三、不锈钢生产工艺及装备,冷轧带钢退火酸洗机组APL,入口段,焊机,剪机,退火炉,酸洗,喷丸机,剪机,出口段,入口段,焊机,剪机,退火炉,化学

19、酸洗,电解酸洗,剪机,出口段,清洗,20世纪90年代新建的主要连退酸洗线,三、不锈钢生产工艺及装备,3.5 不锈钢管生产工艺,穿孔机,挤压管,外径30-1400mm 长度10m壁厚3mm 产量10万吨/年,穿孔,定径张力减径,顶管,三辊热轧管,热连轧管,冷轧管,焊管管,冷拔管,外径17-250，356-1070mm 长度8.5-22m壁厚2.6-25,25-100mm 产量20-30万吨/年,外径50-200mm 长度13m壁厚5-10mm 产量10万吨/年,外径10-200mm 长度15-50m壁厚0.4-20mm 产量100万吨/年,外径4-230mm 长度15-50m壁厚0.4-20mm

20、 产量15-32万吨/年,外径0.75-500mm拔速36-720m/min,外径3-1800mm 长度20m壁厚0.2-20mm 产量0.5万吨/年,(交叉法),(立式液压),三、不锈钢生产工艺及装备,四、不锈钢新技术发展,1,2,新产品发展趋势新工艺发展趋势,4.1 新产品发展趋势,200系列不锈钢的比例将逐渐增加 铁素体不锈钢比例将大幅度增加 双相不锈钢的应用领域将进一步扩大 由以民用为主向民用、工业用发展 热轧中厚板及无缝钢管将得到重点发展,四、不锈钢新技术发展,1、奥氏体不锈钢,低镍含氮200系列不锈钢,四、不锈钢新技术发展,超级不锈钢（4565）,Nirosta 4565是高Nit

21、rogen奥氏体不锈钢，具有高强度和抗腐蚀性能，与Inconel 625合金相当。,四、不锈钢新技术发展,Provided by Nirista,2、铁素体不锈钢,汽车排气管用不锈钢,代表性Nirosta,四、不锈钢新技术发展,Provided by Nirista,21CrNi,Mo-free stainless steel with high corrosion resistance,A novel stainless steel with equivalent corrosion resistanceto Type 304 and with lower price,Excellent c

22、orrosion resistancePrice competitiveness and stabilityGood formabilityNoticeable physical property,1,2,3,4,四、不锈钢新技术发展,Provided by JFE,3、双相不锈钢 LDX2101,LDX 2101 features close to twice the mechanical strength compared to austenitic grades,allowing for use of thinner materials.,High strength Good to ve

23、ry good resistance to pitting and crevice corrosion High resistance to stress corrosion cracking and corrosion fatigue Good to very good resistance to uniform corrosion,四、不锈钢新技术发展,Provided by Outokumpu,四、不锈钢新技术发展,1、薄板坯连铸连轧,4.2 新工艺发展趋势,四、不锈钢新技术发展,2、薄带连铸,四、不锈钢新技术发展,主要薄带连铸机组,3、直接轧制,四、不锈钢新技术发展,加工时间短投资成本低减少作业线上的操作人员降低生产成本占地面积大幅度减少,4、轧制退火酸洗,四、不锈钢新技术发展,优点：,1入口段 2入口活套小车 3速轧机区 4No1中间活套小车 5加热炉区 6喷丸机7电解和化学酸洗 8No2中间活套小车 9平整机 10出口活套 11出口段,谢谢,