中國已成為不銹鋼消費(fèi)和生產(chǎn)大國，不銹鋼需根據(jù)不同品種及原材料種類組織生產(chǎn)。目前，中國不銹鋼生產(chǎn)發(fā)展方向是提高質(zhì)量 、降低成本 、節(jié)能減排，同時在原材料和技術(shù)設(shè)備匹配上不斷優(yōu)化。不銹鋼因其優(yōu)異的耐腐蝕性和優(yōu)良的綜合性能，日益廣泛地應(yīng)用各個工業(yè)領(lǐng)域和民用領(lǐng)域。我國不銹鋼生產(chǎn)起晚，2000年結(jié)束長期徘徊在30萬噸的狀況，呈現(xiàn)出跨越式、跳躍性迅猛發(fā)展的態(tài)勢。2020年全球不銹鋼粗鋼產(chǎn)量 5089萬噸，中國不銹鋼產(chǎn)量達(dá)3014萬噸，占全球產(chǎn)量的 59.2%。隨著產(chǎn)能的提升，如何通過優(yōu)化工藝流程及降低原料成本，提升企業(yè)的市場競爭性力迫在眉睫。
不銹鋼冶煉工藝路徑目前生產(chǎn)不銹鋼的冶煉工藝主要分為一步法、二步法和三步法。
3.1一步法冶煉工藝
早期的一步法不銹鋼冶煉工藝是指在一座電爐內(nèi)完成廢鋼熔化、脫碳、還原和精煉等工序，將爐料一步冶煉成不銹鋼。這種僅用電爐冶煉不銹鋼的一步法冶煉生產(chǎn)工藝，由于冶煉周期長，作業(yè)率低，生產(chǎn)成本高，被逐步淘汰。隨著爐外精煉工藝的不斷發(fā)展以及AOD 爐的廣泛應(yīng)用，目前很多不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)采用部分低磷或脫磷鐵水代替廢鋼，將鐵水和合金作為原料進(jìn)入AOD爐進(jìn)行不銹鋼的冶煉，由此形成了新型一步法冶煉工藝。
新型一步法冶煉工藝與早期一步法相比在生產(chǎn)流程上取消了電爐這一冶煉環(huán)節(jié)，其優(yōu)點(diǎn)包括：一是降低投資；二是降低生產(chǎn)成本；三是高爐鐵水冶煉降低了配料成本，降低了能耗，提高了鋼水純凈度；四是廢鋼比低，適應(yīng)現(xiàn)有的廢鋼市場；五是對于冶煉400系列不銹鋼尤為經(jīng)濟(jì)。
但新型一步法對原料條件和產(chǎn)品方案具有一定要求：一是要求AOD入爐鐵水磷含量低于0.03%以下，因此冶煉流程中須增加鐵水脫磷處理環(huán)節(jié)；二是新型一步法中合金作為原料加入了AOD爐中，而AOD 爐中加入的高碳合金量過大會影響整個冶煉過程的熱平衡，不適用于成分復(fù)雜、合金含量高的不銹鋼品種。
新型一步法不銹鋼生產(chǎn)工藝目前被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)400系列不銹鋼。作為發(fā)展中國家，中國廢鋼資源缺乏，又是極度貧鎳的國家，加之400系列不銹鋼在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用范圍越來越廣，這些客觀條件使得新型一步法不銹鋼冶煉被越來越多的生產(chǎn)企業(yè)采用。
3.2 二步法冶煉工藝
二步法工藝路線為EAF→AOD、EAF→VOD（電弧爐→VOD真空精煉爐）。EAF→AOD工藝的產(chǎn)能約占世界不銹鋼產(chǎn)能的70%左右，其中EAF爐主要用于熔化廢鋼和合金原料，生產(chǎn)不銹鋼預(yù)熔體，不銹鋼預(yù)熔體再進(jìn)入到AOD爐中冶煉成合格的不銹鋼鋼水。
兩步法工藝若電爐入爐原料磷含量較高，則需在電爐和AOD 爐間加入不銹鋼預(yù)熔體脫磷的環(huán)節(jié)。目前較常采用的預(yù)熔體脫磷工藝有轉(zhuǎn)爐脫磷和鐵水罐頂噴脫磷。兩步法采用高爐鐵水作為不銹鋼冶煉主原料時，若高爐磷含量高，則也需要加入脫磷的環(huán)節(jié)。
二步法不銹鋼冶煉工藝被廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)各系列不銹鋼，其優(yōu)點(diǎn)包括：電爐對原材料要求不高，生產(chǎn)周期相對于一步法工藝稍短，靈活性好，可生產(chǎn)除了超低碳、氮不銹鋼外95%的不銹鋼品種。
但二步法在介質(zhì)消耗、品種方案等方面仍須注意以下三點(diǎn)：一是近年來隨著冶煉工藝的進(jìn)步和操作水平的提高，兩步法冶煉工藝的氬氣等介質(zhì)消耗量明顯減少，但相比一步法和三步法其氬氣等介質(zhì)消耗仍稍大；二是AOD爐脫碳到終點(diǎn)時，鋼水中氧含量較高，須加入硅鐵還原鋼水中的氧，因此硅鐵耗量高；三是目前還不能用于生產(chǎn)超低碳、氮不銹鋼，且鋼中含氣量較高。
3.3三步法冶煉工藝
三步法的基本工藝流程為：初煉爐→復(fù)吹轉(zhuǎn)爐/AOD爐→真空精煉裝置。三步法是冶煉不銹鋼的先進(jìn)方法，產(chǎn)品質(zhì)量好，適用于專業(yè)化的生產(chǎn)廠家，也適用于聯(lián)合鋼鐵企業(yè)的不銹鋼生產(chǎn)。
不銹鋼三步法是在二步法的基礎(chǔ)上增加了深脫碳的環(huán)節(jié)，其冶煉工藝優(yōu)點(diǎn)為：一是各環(huán)節(jié)分工明確，生產(chǎn)節(jié)奏快，操作優(yōu)化；二是產(chǎn)品質(zhì)量高，氮、氫、氧和夾雜物含量低，可生產(chǎn)的品種范圍廣；三是可采用鐵水冶煉，對原料的要求也不高，原料選擇靈活。
不過，三步法不銹鋼冶煉工藝將冶金功能分步實(shí)現(xiàn)，對生產(chǎn)投資會產(chǎn)生以下影響：一是增加了工藝環(huán)節(jié)，投資和生產(chǎn)成本較高；二是真空裝備系統(tǒng)復(fù)雜，維護(hù)量大。
目前世界上生產(chǎn)不銹鋼的冶煉工藝主要還是采用二步法和三步法，其中EAF+AOD 或EAF+VOD 的兩步法工藝應(yīng)用最為廣泛，約占70%，三步法工藝約占20%。隨著低磷鐵水被廣泛應(yīng)用于不銹鋼生產(chǎn)，新型一步法不銹鋼冶煉工藝也被越來越多的不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)采用。為適應(yīng)不銹鋼市場的激烈競爭，提高產(chǎn)品質(zhì)量同時也降低生產(chǎn)成本，我國各企業(yè)根據(jù)自身的實(shí)際情況選擇合適的不銹鋼冶煉工藝。
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