不锈钢冶炼工艺技术范文

时间:2023-11-16 17:24:09

不锈钢冶炼工艺技术

不锈钢冶炼工艺技术篇1

[关键词]AOD VOD 精炼法 工艺分析 参数比较

中图分类号:TF769.1 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)33-0004-02

1.绪论

1.1 研究背景

钢铁工业曾经是世界工业化进程中最具成长性的产业之一,在过去的100多年中,钢铁工业在产值、产品结构、工业技术都得到了飞速的发展。钢铁仍然是人类不可替代的原材料,是衡量一个国家综合国力和工业水平的重要指标。中国的钢铁工业经过几十年的发展,钢铁生产在数量和质量上都有了极大提高。然而,从钢铁产品结构上来看,矛盾十分突出,传统产品过剩,高附加值产品供不应求。因此,钢铁产品的竞争力同发达国家相比,还存在一定的差距。

1.2 选题意义

2012年中国不锈钢产量达到1400多万吨,预计到2015年,中国不锈钢产能将达到2000万吨,不锈钢产量将超过1900万吨,国内不锈钢需求量将增加至1600万吨。AOD与VOD二种精炼法都是当前精炼不锈钢种的主要方法,它们在实际生产中具有各自的特点。本文就AOD与VOD两种精炼法的工艺原理、工艺操作、冶金效果和成本进行全面的研究和评估。

1.3 铸造技术国内外发展现状

国外发达国家总体上铸造技术先进、产品质量好、生产效率高、环境污染少、原辅材料已形成商品化系列化供应[1]。铸造生产全过程主动、从严执行技术标准,标准更新快(标龄4-5年),普遍进行ISO9000、ISO14000等认证。而我国,铸造领域的学术研究并不落后,很多研究成果居国际先进水平,但转化为现实生产力的少。铸件质量低,材料、能源消耗高,经济效益差,劳动条件恶劣,污染严重。另一方面,铸造系统研究固然起步晚,但进步快。先后推出了型砂质量治理专家系统、铸造缺陷分析专家系统、自硬砂质量分析专家系统、压铸工艺参数设计及缺陷诊断专家系统等。

1.4 AOD精炼设备的概述及工作原理

1.4.1 AOD设备基本概述

AOD炉氩氧精炼法精炼设备[2],炉体安放在一个可以前后倾翻的托圈上。在炉子的底侧部装有向熔池水平方向吹入气体的喷枪。喷枪延长线的汇合点与炉子的竖轴重合。喷枪由内管与外管两层组成,内管导入主吹炼气体,内管与外管之间的环形缝隙导入Ar、N2或空气起冷却作用以保护喷枪,喷枪在筑炉时埋入耐火材料层,在冶炼过程中与炉衬同步烧损。吹入的氧气主要用于氧化碳升温,吹入的氩气主要用于强对流搅拌。炉体用镁钙砖或者铬镁砖或富镁白云石砖砌筑,喷枪周围采用质量更高的电熔铬镁砖砌筑,以承受高温及钢液冲刷。可移动式炉帽用铬镁砖或铝镁砖砌筑,也可以用耐热混凝土浇灌,炉膛尺寸比例大致是:熔池深度/炉膛直径/炉膛总高=1/2/3。炉子在前倾一定角度的情况下,由转移钢包倒入初炼水中,此时气体喷枪处于钢液面以上。炉子恢复到竖直位置时,喷枪没入钢水深处,开始吹气精炼。精炼完成后,仍经炉帽出钢。

1.4.2 AOD精炼法基本概念

AOD精炼法是氩氧脱碳法(Argon?Oxygen?Decarburization)的简称,如图1所示。在精炼不锈钢时,通过降低CO分压,达到假真空的效果,从而使碳含量降到很低的水平,并且抑制钢中铬的氧化[3]。

1.4.3 AOD精炼法工作原理

AOD吹氧脱碳的原理是吹入炉内的氧气进入钢液后,与钢液中的碳和铬反应,钢液中的铬与氧反应生成氧化铬进入渣层,另外,钢液中碳与渣中氧化铬反应,将渣中Cr2O3还原为铬,重新回到钢液中,其中,碳铬平衡是温度和CO分压的函数。根据铁碳相图上碳铬氧化反应吉布斯能曲线的相对位置关系达到降碳保铬,就得使碳优构成选择性的氧化关系。通过向钢液中不断地吹入氮和氩来降低CO分压,从而使上述反应向生成CO的方向进行,将渣中还原为铬溶入钢液中,从而达到降碳保铬的目的。

1.5 VOD精炼设备基本概念及其工作原理

1.5.1 VOD精炼设备介绍

VOD型钢包精炼炉是在真空下吹氧、脱碳、真空除气、真空下合金成分微调,主要用于精炼超低碳不锈钢和电工纯铁等。主要形式:VOD型钢包精炼炉可采用单独工位,也可采用双工位,真空罐为高架式或地坑式,也可采用车载式,真空罐盖的移动方式通常采取车载移开式。

1.5.2 VOD精炼法概念介绍

VOD精炼法是真空吹氧脱碳法(Vacuum?Oxygen?Decarburization)的简称。它是一种在真空条件下吹氧脱碳并吹氩搅拌生产高铬不锈钢的炉外精炼技术,在真空条件下顶吹氧气脱碳,并通过钢包底吹氩促进钢液循环,在冶炼不锈钢时能容易的把钢中碳降到0.02%~0.08%范围内而几乎不氧化铬。并对钢液进行真空处理,加上氩气的搅拌作用,反应的动力学条件很有利,能获得良好的去除有害气体、有去除夹杂物的效果[3]。

2.AOD、VOD精炼综合概述

2.1 精炼流程

2.1.1 AOD精炼流程AOD接收来自电炉的不锈钢预熔体,脱碳后进入还原阶段,用硅铁还原渣中铬、锰和铁;加入石灰、氟化钙(CaF2)造渣脱硫。在还原过程中调整钢的成分和温度。还原后可直接出钢。对一些特殊钢种可还原后取样。如需要,可在LF/LATS调整最终的成分和温度,然后将合格钢液送连铸机回转台。对于超低碳、氮钢种,AOD作为中间处理环节将碳脱到一定程度后送VOD最终处理。

2.1.2 VOD精炼流程

行车将盛有钢液的钢包吊入VOD炉真空罐内,人工接通吹氩管,同时进行测温取样。而后,真空罐盖车从停车工位开到VOD工位,并下降罐盖。接下来,真空处理、吹氧脱碳,合金微调、吹氩搅拌,待处理结束后,关闭真空主阀破空提升罐盖真空罐盖车开到停车工位测温取样停止吹氩加入保温剂钢包吊运至浇铸工位。

2.2 工艺操作特点

2.2.1 AOD工艺操作特点

AOD工艺操作的核心是降碳保铬,提高金属收得率,降低生产成本。其特点:

1) 配置连续测温装置[4]监测熔池温度,并通过炉口钢渣混冲出钢,提高合金收得率;

2) 配置容量大、数量多的合金及散状料系统进行合金化和造渣脱硫操作;

3) 优化供配气系统[5]以降低氩气消耗;

4) 配置氧枪系统缩短冶炼周期,改善与前后工序的匹配关系;

5) 配置炉衬维护系统及炉壳快速更换系统[5],提高炉衬寿命,降低耐火材料消耗,缩短更换炉壳时间,提高作业率;

6) 配置烟气净化系统实现能源回收及环境保护。

2.2.2 VOD工艺操作特点

VOD型真空精炼设备是目前世界上使用最广泛的炉外精炼设备之一。它具有设备简单、投资少、成本低、精炼钢种多、质量高、操作方便等诸多优点,

2.3工艺设备概览

表1列出AOD和VOD精炼法的主要设备。

VOD设备存在钢包寿命低的缺陷,波动在25-60次之间,为此,必须在提高耐火材料的质量、缩短精炼时间、改进吹氧方法和造渣制度等方面加以研究。其次,是进一步提高真空度和解决炉前快速分析问题,VOD法可对各种特殊钢进行真空精炼或真空脱气处理。但是钢包要采取适当的预热措施,而且处理时间不能过长,以防钢液降温过多。AOD炉寿命是温度与精炼时间的函数,若氧化末期温度在1720℃左右,炉龄就与时间成正比,因此在控制温度、碱度的同时尽力缩短精炼时间。

2.4 工艺操作概述

2.4.1 AOD精炼法的操作(以冶炼不锈钢为例)

在AOD法精炼不锈钢时,AOD炉对初炼钢水的一般要求见表2。

在初炼钢水兑入AOD炉后通常分为三或四个阶段,按照炉内的碳含量和温度再调整氧氩比在吹炼初期钢水的w(C)较高,可用O2∶Cr?=?4∶1(或3∶1)此为第一个阶段;当w(C)降到0.2%左右,可用O2∶Ar?=?2∶1的比例供气,此时熔池温度大约为1690~1720℃,此为第二个阶段;当w(C)降到0.1%左右时,改O2∶Ar?=1∶2,将w(C)降到0.02%,此时熔池温度大约为1730℃,此为第三个阶段;当吹炼w(C)小于0.01%的超低碳钢种时可增设第四个阶段。最后用纯氩吹炼几分钟,使溶解氧继续脱碳。

加入一定量的硅铁、铝和石灰对炉渣中的Cr2O3进行还原,同时进一步降低钢中的溶解氧,并继续吹氩搅拌,然后扒渣。进行少量合金微调,继续吹氩搅拌,在钢水温度达到1580~1630℃时出钢。AOD精炼法的冶炼周期一般在70~100min。

2.4.2 VOD精炼法的操作(以冶炼不锈钢为例)

VOD法冶炼工艺对初炼钢水的要求见表3。

初炼炉(电弧炉或氧气转炉)出钢的钢水除渣后将VOD钢包吊入真空室,接通底吹氩开始合盖抽真空,此时熔池温度大约为1550~1580℃。当真空度达到13~20kPa时,开始吹氧脱碳。为保证钢中的碳始终优先于铬氧化,随着含碳量的降低相应提高真空度。当碳降到规定值停止吹氧,提高真空度,以促进钢液和渣中的氧进一步脱碳[7]。

然后在真空条件下加脱氧剂脱氧,脱硫并微调成分再经吹氩搅拌后,即可破坏真空,吊出钢包进行浇注。VOD精炼法的冶炼周期一般在60~80min。

2.5 冶金效果概览

2.5.1AOD精炼法冶金效果

经过AOD精炼法冶炼的钢水中的夹杂物主要是由钙硅酸盐组成,其颗粒细小、分布均匀。成坯后的其它夹杂物主要由钢包和浇注过程中形成的[8]。

2.5.2 VOD精炼法冶金效果

VOD精炼法处理后的冶金效果见表5。

VOD精炼法处理后的钢材夹杂物情况见表6。

经过VOD精炼法后的钢锭中氧化物夹杂呈细小分散,优于AOD精炼法的冶金效果。

2.6 投资、生产成本和其他的探究

2.7

AOD、VOD冶炼中的不足与注意事项

2.7.1 AOD法冶炼的注意事项

1) 供气形式尚不够完善;

2) 炉衬寿命仍然较短。

2.7.2 VOD法冶炼不锈钢时的注意事项

1) 保持高的真空度;

2) 精炼开始吹氧温度为1550-1580°C,精炼后温度控制在1700-1750°C;

3) 由条件时应加大包底供氩量;

4) 控制合理的供氧量;

5) 初炼钢液的含硅量应限制在较低的水平;

6) 减少铬的烧损和精炼后渣中Cr2O3的含量;

7) 在耐火材料允许的条件下,提高初炼钢水的含碳量;

8) 精选脱氧剂、早渣材料和铁合金,防止混进碳分,并在真空下进行后期造渣,脱氧和调整成分等操作。

3.小结

目前,较多冶金企业选择了AOD精炼法。因AOD精炼法可以在不太高的冶炼温度下将大气中将高铬钢液中的碳降到极低的水平,而铬又没有明显烧损。且精炼工艺及设备具有投资省、生产效率高、生产费用低、产品质量高和操作简便等优点[9]。但是与VOD精炼法相比较也存在不足之处,首先AOD精炼法冶炼在还原期要加入硅铁来还原铬,加入石灰调整炉渣。这就势必引起钢中氢含量的增高,精炼后又要经过一次出钢,增加了空气对钢液的玷污,无疑将使精炼效果受到影响。其次,AOD精炼法没有通用性,只能用于冶炼不锈钢,而VOD精炼法作为真空脱气装置具有通用性,可适用于各种钢种。故在不同的冶炼条件下,AOD精炼法与VOD精炼法均有着各自的优势应用领域。

参考文献

[1]郭家祺,刘明生.AOD精炼不锈钢工艺发展[J].炼钢,2002.18(2):52~58.

[2]周友军,连和平,任彤,张明.AOD和VOD精炼工艺的综合比较[J].工业加热,2013,42(4):53~58

[3]赵沛.炉外精炼及铁水预处理实用技术手册[M].北京:冶金工业出版社,2004:430-437

[4]VAI.MethodandDeviceforMeasuringElectromagneticWaveOriginat

ingFromaMelt[A].VAI. Technical Specification for Taiyuan Iron and Steel Group Stainless Steel Making Plant[C].Lin z,Austria:VOEST2ALPINEIndustrieanlagenbauGmbH and Co,2004.29-30.

[5]VAI.Processfor9SubmergedInjectionofGasandFines[A].VAI.TechnicalSpecificationforTaiyuanIronandSteelGroupStainlessSteelMakingPlant[C].Linz,Austria:VOEST2AL2PINEIndustrieanlagenbauGmbHandCo,2004.19-22.

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[8] 吴燕萍.AOD设备及工业设计特点[J].中国冶金,2007,17(5):11-13.

不锈钢冶炼工艺技术篇2

有色冶金新材料是经济建设和国防建设必不可少的基础材料,是国家安全的重要支撑,在发展高技术、改造和提升传统产业、增强综合国力和国防实力等方面起着重要的作用,世界各国都非常重视其研究开发工作,并制定了相关发展计划。新型高强高韧、高比强高比模、耐热耐蚀铝合金材料的发展一直受到世界各国的普遍重视。世界各国不断开发并生产出具有更高使用性能的新型铝合金材料,以及具有良好耐蚀性、可焊性、中高强度的多种铝合金,广泛应用于各种先进的航空或航天飞行器、低成本发射装置、超轻油箱计划以及重复使用的航天器核心计划中。美国是世界上铝及铝材生产和消费量最大的国家。在装备、技术水平、产品质量等各方面都居国际先进水平。我国研发的部分高强高韧铝合金、铝锂合金、喷射沉积快速凝固耐热铝合金的性能达到国际先进水平。高速列车和地铁车辆用大型高性能铝合金型材已研制成功,并投入大批量生产。铝材制备技术也得到了迅速提升,铝合金在多元外场作用瞬时连续大变形下凝固组织控制技术取得突破。

美、日、欧盟、俄罗斯等国为适应电子信息产业和众多高新技术的发展,一直把高强高导铜合金作为研发的重点。国际铜合金技术发展主要集中在:超大规模集成电路引线框架用高强高导铜合金及其先进制备和精密加工技术,电子、电工及军事工业用超高导电铜合金形变原位复合技术,超高强弹性导电铜合金及其高均匀化制备技术,超低氧铜制备技术,机械行业用耐磨铜合金与钢廉价复合技术等。美国、德国、澳大利亚等国都投资数十亿美元,实施各自的镁工业研究开发计划,扩展镁合金在汽车上的应用;日本通过立法限制工程塑料的使用,率先将镁合金用于制造先进电子装置的壳体,并逐步推广到大型家电中。我国是镁资源丰富的国家,但镁合金材料深度加工制品的发展相对滞后。近几年,国家将发展镁合金材料列为重大科技攻关项目,镁合金新材料的研究水平因而得到了明显提高,开发了ZM1~ZM10等十几个牌号的镁合金。通过细化、净化、微合金化等手段,使铸造镁合金的性能大幅度提高。镁合金铸件、压铸件已应用于汽车和摩托车等领域,并开发了镁合金阻燃技术、镁合金熔体环保型保护技术和镁合金微弧氧化表面处理技术等先进制备技术。

国外钛工业主要集中在美国、俄罗斯和日本三个国家。克劳尔法仍是生产海绵钛的主导工艺,电子束冷床炉熔炼技术已在钛铸锭的制备上进行了商业化应用,大型锻件和精密锻造技术正在不断地发展,激光成形等近净成形技术正在不断地得到应用。钛在生物医学和汽车上的应用受到世界各国的普遍关注。新型医用钛合金、高温钛合金、高强钛合金、低成本钛合金等合金研究比较活跃,新的制备、成形加工技术方兴未艾。我国钛合金的研究水平大体与国外接近。在开发研究新材料的同时,我国也在钛加工技术方面开展了大量的工作。目前我国已具备了自行设计制造大型真空电弧炉的能力。我国开发的中强钛合金TC4、TA15、TC18,超高强钛合金TB8,高强、高韧、损伤容限型钛合金TC21在航空航天领域有着广泛的应用。

镍钴作为一种重要的世界性有色金属原材料,是生产各种高温、高强度合金、磁性合金和合金钢的主要添加剂,长期被广泛应用于冶金、化工、石油、机械制造、建筑、轻工、航空航天航海、电子电池以及军事工业等。镍基合金能耐高温、断裂强度大,专用于制造燃气涡轮机和喷气发动机等。钛镍形状记忆合金在医学领域应用相当广泛。此外,以镍氢电池为动力的汽车也已投入市场。世界上镍消费量最大的国家是日本、美国、德国和俄罗斯。钴基耐高温合金或含钴合金钢可用作燃气轮机的叶片、叶轮、导管、喷气发动机、火箭发动机、导弹部件以及化工设备中各种高负荷耐热部件和原子能工业的重要金属材料。钴基耐磨合金能耐高温和硬磨,用于制作挖掘装置的硬磨部件、航海柴油机、航空发动器的排气阀等。我国既是不锈钢大国,也是镍消费大国。在高温合金方面,我国研发和生产的大部分高温合金为镍基高温合金,钴基高温合金占一小部分。高温合金目前已满足航空、航天以及舰船动力装备要求,并逐步扩大到民用,诸如电力、石油、化工、汽车、运输以及环保等工业领域。中国核电高速发展需要大量蒸发器用镍基合金INCONEL690管。未来几年,泡沫镍、球状氢氧化亚镍以及储氢合金粉等高能电池材料以及多品种镍粉、镍钴氧化物粉体是动力电池材料及燃料电池用材,将是开发的重点。镍氢动力电池的强势地位再次被巩固。国家工信部在2009年6月公布《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》中,首次明确指出镍氢电池的重要性超越锂电池,成为未来我国新能源汽车的发展方向。各镍氢电池厂商相继提速推进市场化进程,镍氢电池是目前商业化最为合适的新能源汽车动力电池。

热镀锌合金锭产品的发展趋势看,粘附性好、加工成型性好、耐蚀性强符合环保要求的高铝低铅系列合金和无铅Galfan合金将是热镀用锌合金锭的主要发展方向。铝-铜-镁铸造锌基合金由于其机械性能好等优势,已在汽车零部件、精密铸造件、小五金、玩具等行业得到广泛应用。铅及铅合金以其良好的导电性和耐蚀性广泛用于电化学行业,铅锡带箔主要用于国防工业和医疗器械等行业。铅及铅合金是电解行业的必备材料。

由于贵金属具有独特的物理化学性能和优异的催化活性,被广泛用于现代尖瑞科学研究、高科技领域、军事工业和代表时代特征的民用工业。国际贵金属材料的研究与应用仍主要集中在汽车催化剂、精细化工和化肥催化剂、电子工业、玻璃工业、石油精炼、生物医药、首饰等领域。当前,贵金属材料研究正向着新能源材料如燃料电池组材料、光电转换材料、特殊功能薄膜材料低维化、生物技术、生态环境治理等的先进适用技术方向发展。近年来,我国在金属间化合物材料研究方面取得了突破性进展,已应用于水轮机、航空发动机和汽车发动机等。我国新近研制开发的定向凝固Ni3Al基合金具有密度小、强度高、塑性好和高温抗蠕变性能优异等特性,是一种具有广泛应用前景的高温结构材料,在1100℃的持久强度超过美国的EX27合金,现已应用于生产航空发动机2级涡轮导向叶片。

未来几年,有色冶金新材料优异的产品性能和广泛的应用领域使其产品市场需求保持较高的增长,有色冶金新材料产业的科技发展呈结构功能一体化、功能材料智能化、材料与器件集成化、制备及应用过程绿色化趋势。我国有色冶金新材料产业的科技水平不断得到提升的同时,也存在着一些亟待解决的问题,与先进国家仍有差距,主要体现在科研成果转化为生产力水平低、科研创新能力较弱,关键性材料亟待开发,产品质量有待提高、环境和资源负担过重等方面。目前我国主要通过“863”计划、“973”计划、国家科技攻关计划等计划支持有色冶金新材料产业发展。同时,国家政策、资金引导大量的社会资金向新材料投资,促进了新材料科技成果转化水平,极大的推动了中国新材料产业的发展。此外,我国政府将新材料产业作为七大战略性新兴产业之一列入国家“十二五”规划。

2甘肃有色冶金新材料

甘肃是我国有色冶金矿产资源的富集地区,是我国重要有色冶金原材料工业与深加工基地之一,有色冶金产业在甘肃经济发展中发挥着重要的作用。到目前为止,甘肃省有29种矿产的保有资源储量居全国前5位,居前10位的有53种。镍、钴、铂族金属、硒的保有储量居全国第一位,锌矿居全国第三位,铜、铅矿居全国第四位,锑矿居全国第五位。“十一五”时期以来,甘肃省省委、省政府大力推进“工业强省”战略,通过调整结构,战略性重组和技术改造,延长产业链,提高产品的科技含量和附加值,新材料产业得到了一定的培养和发展,取得了一定的成绩。目前已形成了以兰州、金昌、白银有色金属新材料产业基地为主的新材料产业带,进行了以镍、钴、铜、铝、稀土、贵金属等有色金属为主的新材料和不锈钢新材料等产品的开发和产业拓展。有色冶金产业得到了长足的发展,产业规模不断扩大,产业结构明显改善,资源利用效率、能源利用效率、技术装备水平与工艺水平以及经济效益水平都有不同程度的提高,组织结构和地区布局结构向合理化方向发展,产业国际竞争力明显增强,在经济中的比重不断提高,有力地推动了国民经济的发展。但是,与东部和沿海发达地区相比,甘肃省冶金有色新材料产业整体创新能力发展不平衡,大型龙头企业自主研发能力强,中小型企业自主研发、创新能力不足。主要差距表现在:企业创新能力不平衡,中小企业创新主体地位不突出;科技供给能力低,科技成果转化应用不畅;科技与经济融合度不高,高技术产业在整个经济中所占的比例低;科技研发实力不强,优秀拔尖人才和领军人才匮乏;科技投入严重不足,体制机制还存在不少弊端;科技对外开放与合作交流落后。目前,甘肃省在冶金有色新材料产业发展方面需求铜、铝、镍、钴高性能金属及合金结构材料装备及先进加工技术,镍钴铜与贵金属精深加工、铝型材、铝合金深加工、有色金属新能源材料、铜铅锌冶炼与加工、新型不锈钢薄板、稀土新材料制备和先进加工技术,以及资源综合高效利用与环境保护方面技术与研究成果。

3甘肃有色冶金新材料产业科技发展的指导思想、原则及战略目标

3.1指导思想

以科学发展观为指导,构建创新平台,加强国际合作,强化自主创新。发挥特色优势,围绕新能源、信息、航空航天、生物和重大装备等产业发展的需求,以镍铜钴及贵金属电子信息材料、航空航天材料、新能源材料、环保节能材料等为发展重点。建立高水平的有色冶金新材料产业科学研究和人才培养基地,营造有利于新材料高技术产业聚集式发展的政策环境,提升创新能力,形成产业集群。探索新机制和新模式,促进新材料高技术产业又好又快发展。

3.2发展原则

特色优势原则,关键突破原则,循环经济原则,国际合作原则。

3.3战略目标

以冶金有色新材料领域国家重点实验室和国家工程实验室建设为突破口,建设并形成多元化、开放型、多功能的科技创新支撑体系和功能完善的创新服务体系,支撑有色冶金新材料产业发展与提升。立足甘肃省地域特色和资源优势,紧抓国家支持西部和甘肃发展的良好机遇,重点发展电池材料、有色金属合金材料、新型稀土材料等为核心的冶金新材料,力争在重大基础研究、关键工艺技术、以及高端产品研发、生产和应用技术、节能减排技术等方面取得新突破,把甘肃省建成为全国重要的有色冶金新材料基地和西部最大的不锈钢生产基地。

4重点研发领域

围绕先进装备、新能源、节能环保等战略性新兴产业发展需求,发挥省内科研、产业和有色金属资源等优势,优先发展铜、铝、镍、钴高性能金属及合金结构材料,做大做强有色金属能源材料,积极培育基础原材料和稀土新材料的升级,扶持新兴材料发展,攻克新材料产业化共性关键技术,提高资源和能源利用率。主要包括镍钴铜与贵金属精深加工、铝型材、铝合金深加工、有色金属新能源材料、铜铅锌冶炼与加工、新型不锈钢薄板、稀土新材料、资源综合高效利用技术与环境保护等领域。

4.1镍钴铜与贵金属精深加工

以镍、铜、钴及其合金的精深加工技术与产品开发;镍铜钴及其合金新产品高技术开发和压延精深加工技术,低成本、高性能金属复合材料加工成型技术。精密铜管、电子铜板带等精深加工产品研发;贵金属、高纯贵金属、贵金属粉体材料及贵金属压延加工、贵金属盐加工以及贵金属催化剂、信息产业用贵金属新材料高技术系列产品的产业化;特殊功能有色金属材料及应用技术(形状记忆钛镍合金、铜合金材及制品)。

4.2铝型材、铝合金深加工

高精度高性能铝合金板带材的短流程制造技术;高强高韧系列铝合金及其复合材料研制加工技术与应用;大断面、中空大型铝合金板材铸轧技术,后加工成形技术和着色、防腐技术以及相关的配套设备;铝合金回收再利用技术。

4.3有色金属新能源材料

锂离子电池材料;高容量镍氢电池、超级电容器等动力电池高性能基础材料制备技术;高性能(耐磨耐腐蚀、低成本、轻质高强高韧)风力发电机叶片复合材料;节能材料。稀土发光材料,保温隔热材料,以及轻质高强材料、冶金、建筑、电力等产业节能技术发展需要的相关材料;薄膜太阳能电池材料及关键技术。

4.4铜铅锌冶炼与加工

先进铜铅锌冶炼、加工技术工艺的引进、消化、吸收和产业化。

4.5新型不锈钢薄板

资源节约型不锈钢、特殊领域用高性能不锈钢和高功能性不锈钢材料及技术;奥氏体不锈钢、铁素体不锈钢、双相不锈钢等新牌号不锈钢及其板材的轧制设备和技术。4.6稀土新材料高纯度稀土氧化物和稀土单质的分离、提取技术;高性能稀土磁性材料、催化材料、贮氢材料、发光材料,生物功能材料、稀土转换膜技术与器件开发。

4.7资源综合高效利用技术与环境保护

有色金属矿产资源综合利用技术;有色金属再生及循环利用技术;采选高效节能工艺和设备、有色金属加工节能技术;深部采矿技术和高效选矿工艺、矿山安全与环境污染防治技术开发。

4.8其它新兴材料

围绕培育新的增长点,主要发展电子元器件支撑材料、功能薄膜材料、环境友好材料、生物基材料、医用新材料、纳米材料及其器件等。

5关键技术

5.1高纯净技术

高纯系列金属产品的研发生产技术,从低品位原料中提取和制备高纯铂族金属技术,有色金属合金熔体净化技术。

5.2微细化技术

镍钴铜超细粉体新材料的研发及产业化,铝、镁、镍等有色金属合金以及高性能钢的组织细化技术,大块纳米晶材料的研发,有色金属新材料及其产品的微细化精密加工技术。

5.3短流程技术

短流程连续炼铅节能冶金技术,液态铅渣直接还原炼铅工艺与装备产业化技术开发及推广应用,铅富氧闪速熔炼工艺、铅旋涡柱闪速熔炼工艺等;短流程连续炼铜节能冶金技术,氧气底吹炉连续炼铜技术和闪速炉短流程一步炼铜技术,铜材料短流程生产技术、铜合金高效散热管生产技术;有色金属加工过程的连续化、自动化技术;高精度铝及铝合金材料短流程连续化制造技术。

5.4节能环保技术

节能降耗配套扩能技术改造,低碳排放技术,有色金属污染防控及有色金属工业环境保护技术,铝冶炼重大节能技术,湿法冶金节能技术。

5.5资源综合利用与循环经济技术

铜、铅锌低品位矿、共伴生矿、难选冶矿、尾矿的综合开发及利用技术,有色金属工业“三废”综合利用技术,湿法冶炼渣中综合回收有价金属技术,炉锌灰资源化循环利用技术,金川铜镍钴及铂族贵金属资源高效开发及产业化,矿产与废杂原料的铜、铝、铅锌等有色金属共线生产技术。

6重点研发项目

“十二五”期间,甘肃省有色冶金新材料产业科技发展将以重大技术突破和重大发展需求为基础,以重点研发项目为载体,以产业的发展带动关键技术的突破和共性技术的攻关,抓住国家培育发展战略新兴产业的重大机遇,充分发挥甘肃省有色冶金资源优势,到“十二五”末,使甘肃省有色冶金新材料产业综合竞争实力进入全国前列,成为新的经济增长点,加快甘肃省经济结构调整。在有色冶金新材料应用基础研究方面,将重点围绕镍钴资源利用及深加工、有色金属新能源材料、新型稀土功能材料、新型高性能结构材料的研发与关键成形技术、先进焊接加工工艺及表面技术、有色冶金新装备制造技术、铜材短流程生产关键技术开发与工程化等领域进行攻关。在有色冶金新材料产业化方面,将重点建设和完成金川集团公司电池产业项目、白银有色集团公司“白银炼铜法”技术集成建设项目、白银有色集团公司金属延伸产品及新材料产业化项目、白银有色集团公司新型高精度有色金属加工产业技改项目、金川集团公司铂族金属深加工项目、中铝西北铝加工分公司铝箔生产项目、中铝西北铝加工分公司特殊挤压材项目、酒泉钢铁集团公司不锈钢酸洗及冷轧生产线、甘肃稀土集团有限责任公司稀土新材料产业项目、白银有色集团公司原露天矿剥离低品位矿石中回收铜、金银等有价金属项目、白银有色集团公司堆存铜冶炼渣资源化集成技术综合利用项目、金川铜镍钴资源高效开发及产业化技术项目等。在产业化基地建设方面,依托甘肃省现有有色新材料产业基地,建成电池材料和电池产业化基地,高性能铜合金生产基地,汽车、轨道交通车辆、飞机用大型铝镁合金型材生产基地,高性能稀土发光材料及LED灯生产基地,新型不锈钢产业化基地,资源高效利用和生态环境恢复的试验基地。在科技创新平台建设方面,依托兰州理工大学等高等院校,建设部级高水平科研基地,着重建设有色金属新材料及先进成型制造技术国家重点实验室和有色金属合金及深加工国家工程实验室,引进和培养高水平人才,加强人才培养及科研队伍建设,完善公共服务体系建设,建设科技创新中介服务体系、信息咨询服务中心和新材料物流中心。

不锈钢冶炼工艺技术篇3

2.合金元素对0Cr17Ni4Cu4Nb不锈钢组织与力学性能的影响-碳(1)杨钢,刘军和,冯贞伟,李许明,方波,宋玺玉,YangGang,LiuJunhe,FengZhenwei,LiXuming,FangBo,SongXiyu

3.G20CrNi2MoA渗碳轴承钢生产工艺的探讨李中友,LiZhongyou

4.2Cr12NiMo1W1V异型锻件退火工艺改进奚晓峰,XiXiaofeng

5.1Cr11Co3W3NiMoVNbNB钢的试制朱小阳,ZhuXiaoyang

6.00Cr21Ni6Mn9N高强度不锈钢管的试制吴勇军,WuYongjun

7.1Cr21Ni5Ti双相钢管材晶间腐蚀的研究陈杰,ChenJie

8.连铸、连轧生产高要求15CrMoG棒材工艺质量控制易文,YiWen

9.贝氏体球铁耐磨管生产工艺探讨张开南,岳江峰,ZhangKainan,YueJiangfeng

10.M2高速工具钢热轧中板工艺探讨王正虎,WangZhenghu

11.邻二氮菲分光光度法测定TC11合金中微量铁唐杰,魏成富,白林,王怀柳,杨梨蓉,赵婵娟,TangJie,WeiChengfu,BaiLin,WangHuai-liu,YangLirong,ZhaoChanjuan

12.海绵钛、钛及钛合金中氮含量的测定黄树全,HuangShuquan

13.轧辊偏心对冷轧带钢厚度波动的影响分析及补偿谢振亚,XieZhenya

14.主传动可控硅系统改造中新技术的应用特钢技术 占磊,ZhanLei

15.探索工程建设安全管理的新模式李季,LiJi

16.钢铁企业决策支持系统的开发与研究刘鑫,LiuXin

1.标准物质研制及其顺序张明德,ZhangMingde

2.FAS3550少片变截面板簧钢的研制邵淑艳,廖书全,孟羽,ShaoShuyan,LiaoShuquan,MengYu

3.锻件材产生白点的原因分析白广成,翟书研,BaiGuangcheng,ZhaiShuyan

4.技术信息

5.化学成分对S20A钢横向冲击韧性的影响钱成云,付宪强,QianChengyun,FuXianqiang

6.12Cr2Ni4A奥氏体晶粒粗大原因浅析张敏,ZhangMin

7.连铸保护渣组分对粘度的影响潘志胜,王谦,何生平,李玉刚,PanZhi-sheng,WangQian,HeShengping,LiYugang

8.S30815奥氏体耐热钢的冶炼及挤压钢管试制工艺研究李宏,LiHong

9.S系易切削不锈钢冶炼工艺优化及应用王志刚,王贤才,WangZhigang,WangXiancai

10.30CrMnSiNi2A低合金超高强度钢无缝冷轧管工艺探讨郭玲,GuoLin

11.高频燃烧-红外吸收法测定铁矿石中的高硫牛淑霞,NiuShuxia

12.特钢技术 钢管公司HPT250、HPT160轧机换辊作业标准化的制定童明鸣,TongMingming

13.COD在线监测法与实验室分析法的比较分析董晖,DongHui

14.Cr3、Cr5系列锻制电渣钢辊坯质量的控制于瑞芝,岳喜军,YuRuizhi,YueXijun

15.对攀长钢公司物流管理信息化的探讨祝鹏飞,ZhuPengfei

16.6RA70全数字直流调速装置在板材轧机副传动控制系统中的应用刘西剑,LiuXijian

17.钢铁企业供电系统节能降耗措施的探讨王俊峰,WangJunfeng

18.2.5吨电渣炉底水箱冷却系统改进杨兴斌,YangXingbin

19.高压变频技术在电炉除尘系统中的应用实践陈耀星,ChenYaoxing

20.立辊轧机翻钢原因分析及改进措施探讨郭海滨,GuoHaibin

21.发生炉煤气事故的分析与对策刘波,LiuBo

1.中国能源工业发展对钢铁材料技术的挑战刘正东,LiuZhengdong

2.信息

3.轧前待温时间对钢板压缩应变分布的影响孟庆刚,冯光宏,于桂玲,张江玲,MengQinggang,FengGuanghong,YuGuiling,ZhangJiangling

4.连轧管机用4Cr5MoSiV1限动芯棒材料的研制谢珍勇,XieZhenyong

5.叶片钢2Cr11Mo1VNbN轧制大型材δ铁素体含量的控制陈亚宁,ChenYaning

6.功能材料Fe-Mn合金试制工艺研究特钢技术 王信才,WangXingcai

7.高强度结构钢直接淬火回火工艺试验研究胡淑娥,孙卫华,冯勇,周兰聚,李梅广,韩启彪,HuShue,SunWeihua,FengYong,ZhouLanju,LiMeiguang,HanQibiao

8.38CrMoAl连铸坯锻材生产及探伤缺陷成因的分析李海生,LiHaisheng

9.炼钢工艺对0.1%Si硅钢铁损的影响张峰,陈晓,庞春敏,ZhangFeng,ChenXiao,PongChunming

10.饼类锻件质量控制及相关锻造工艺探讨陈孝平,ChenXiaoping

11.预防大型锻件缺陷的方法付宪强,FuXianqiangHtTp://

12.浅议如何提高50Mn18Cr5护环钢[Mn]的收得率高茂乾,GaoMaoqian

13.非比例延伸强度Rp和残余延伸强度Rr测量研究汪红晓,胡进,鲍进,赵刚,WangHongxiao,HuJin,BaoJin,ZhaoGang

14.石墨炉原子吸收光谱法测定中低合金钢中的砷曹勇,CaoYong

15.提高气相色谱仪分析性能探讨尹立明,YinLiming

16.单独传动辊道在825初轧线上的应用陈德宏,ChenDehong

17.固定资产清查在管理中的重要性任大春,RenDachun

18.钢铁企业成本管理存在的问题及对策吴立惠,尹立明,WuLihui,YinLiming

1.POS329LA双相不锈钢特性孙成钢,SunChengang

2.科技与法规

3.采用四辊轧机轧制大规格棒材的构想陈金富,满春红

4.Cr6冷轧工作辊用钢的开发试制徐咏梅,岳喜军,刘英武,XuYongmei,YueXijun,LiuYingwu

5.攀长钢公司超级双相不锈钢管材试制郭晓军,GuoXiaojun

6.1Cr12Ni3Mo2VN(M152)耐热钢的脆化机制杨钢,刘新权,杨沐鑫,王昌,刘正东,YangGang,LiuXinquan,YangMuxin,WangChang,LiuZhengdong

7.37Mn5钢坯表面裂纹分析刘洪波,谢奎龙,LiuHongbo,XieKuilong

8.电渣重熔马氏体时效钢中的非金属夹杂物研究张伟,徐玉松,陆敏松,李国一,ZhangWei,XuYusong,LuMinsong,LiGuoyi

9.五流大方坯连铸中间包的水模型实验研究徐益峰,刘乐东,代刚,钟良才,XuYifeng,LiuLedong,DaiGang,ZhongLiangcai

10.低碳铁素体不锈钢06Cr13挤压无缝管工艺开发王连华,WangLianhua

11.0Cr16Ni6六角钢棒拉拔工艺研究习家容,XiJiarong

12.支铰零件-铰座铸造工艺研究赵斌,ZhaoBin

13.GH2036涡锻造工艺的改变与探伤合格率的提高还传旗,HuanChuanqi

14.浅析洁改性精炼渣对4145H内部质量的影响郝文彬,HaoWenbin

15.攀长钢公司汽车运输改用CNG汽车可行性分析陈进,ChenJin

16.浅谈氧气管道安装注意事项陈光利,ChenGuangli

17.特钢技术 均热炉换热器的改造与应用蔡佑刚,CaiYougang

18."三全"管理构建安全立体防线周善华,ZhouShanhua

19.浅谈发展循环经济罗英姿,LuoYingzi

1.蒸汽轮机用叶片钢的研究进展杨钢,王立民,程世长,刘正东,YangGang,WangLiming,ChengShichang,LiuZhengdong

2.论冶金科技情报研究的五种产品形态张红斌,ZhangHongbin

3.C含量对GH4199合金析出相和性能的影响韦家向,WeiJiaxiang

4.转炉生产轴承钢中钛含量的控制张慧峰,张玮,王坤,杨铁城,ZhangHuifeng,ZhangWei,WangKun,YangTiecheng

5.回火工艺对贝氏体辙叉心轨钢组织性能影响研究陈晓男,栾道成,刘志鹏,冯艳斌,梁美霞,ChenXiaonan,LuanDaocheng,LiuZhipeng,FengYanbin,LiangMeixia

6.高强船板AH36/DH36的成分优化徐党委,苏晓峰,夏志升,陈波,XuDangwei,SuXiaofeng,XiaZhisheng,ChenBo

7.1Cr5Mo马氏体耐热钢[N]的控制殷秀文,YinXiuwen

8.TC4钛合金均匀性研究周茂华,ZhouMaohua

9.真空自耗熔炼工艺对钛锭表面质量的影响吴涛,WuTao

10.冷轧取向硅钢CGG-1初轧开坯工艺探讨段丕荣,DuanPirong

11.钛及钛合金真空自耗熔炼补缩工艺研究陈鑫,ChenXin

12.3150吨挤压机组生产中穿孔工具的优化整合雷波,LeiBo

13.SB180钢低倍检验方法探讨张瑞明,ZhangRuiming

14.无缝钢管探伤方法探讨卓东妮,ZhuoDongni

15.825初轧主机在线监测与故障诊断系统的研讨郭中茂,GuoZhongmao

16.钢卷自动喷印装置在攀钢热轧生产线上的应用杨璐嘉,YangLujia

17.循环冷却水系统建成初期的化学处理李益,LiYi

18.特钢企业危险源辨识、监控及应急救援体系构建的探索缪悦,MiaoYue

不锈钢冶炼工艺技术篇4

钢铁环保欠了那些债?

2009年,福建鼎信实业有限公司“年产30万吨镍合金暨50万吨不锈钢项目”作为地区年度重点建设项目入驻宁德福安。该项目依托从印尼、菲律宾等地的进口红土镍矿,利用干燥窑-回转窑焙烧预还原-(全封闭式)电炉熔炼工艺(简称RKEF工艺)生产镍铁合金及不锈钢。6年过去,鼎信系列项目累计投资80多亿元,年产镍铁130万吨、不锈钢粗钢400万吨,产值达320亿元(2014年),带动就业人员1.2万人,企业已经成为我国最大的不锈钢企业。

发展的代价也十分惊人。2013-2015年期间,鼎信项目被当地环保部门先后13次立案查处环境违法行为,下达各类整改通知29份,累计处以罚款168万元。周边村民养殖的水产(海带、紫菜和龙须菜等)大量减产,临近厂区废渣堆放处的果树园中也出现了果树死亡的现象。更令当地村民不满的是,企业居然不顾环评要求,在卫生防护距离内的环境敏感点(村民)搬离之前,就已经投入生产。

鼎信现象并不罕见

实际上,近3年来,包括广西北海诚德镍业、山东郓城思达镍业、江海金德瑞镍业等在内的多家镍铁合金冶炼企业均曾被曝光污染严重,吉林吉恩镍业甚至因此被国家环保部“点名”。

亚洲与太平洋地区红土镍矿合作组织秘书处主任俞江均接受《经济》记者采访时指出,现在常见于不锈钢生产中的镍铁合金,其实是一种非常晚近的产物。“直到本世纪初,不锈钢的生产都是以纯度为99.99%的电解镍作为原料,价格相当昂贵。但随着价格相对低廉的镍铁合金被中国人冶炼发明,不锈钢的生产成本大大降低。”

在过去的十几年间,中国镍铁产业首先在东部沿海地区萌芽,后来逐渐延伸遍及各个区域,冶炼工艺也从土法冶炼快速提升到33000KVA矿热炉和RKEF等新技术,再到今天被宝钢德盛、北海诚德、青山鼎信等广泛采用的镍矿冶炼直接“热转热送”进入不锈钢冶炼环节的新工艺流程,进一步降低了生产成本,加速了不锈钢的广泛普及应用。

据统计,2014年我国镍铁产量达到1150万实物吨(约合47.7万金属吨),不锈钢的粗钢产量也达到了前所未有的2169万吨,约占世界不锈钢粗钢总产量的52%。从15年前进口量是国产量2.36倍的纯进口国,到今天占据世界产量半壁江山的出口大国,镍铁合金功不可没。

2015上半年,中国不锈钢粗钢产量已经超过1180万吨,中国金属材料流通协会不锈钢分会秘书长李强预计:“2015年全年不锈钢粗钢产量完全可能达到2350万吨,占全球产量的比重将进一步提升到53.5%左右。”

李强对全国一半以上的镍铁合金、不锈钢生产企业都非常熟悉,对鼎信项目也并不陌生。他告诉《经济》记者:“在鼎信项目中发生的,只是一个非常普遍的现象。北海诚德项目周边的村民在反对,宝钢湛江项目周边的村民也反对……太普遍了。说白了,就是钱的问题。”

在李强看来,鼎信项目未必确实造成了多么严重的污染,他甚至断言,如果拥有最新设备技术、最新环保理念的青山鼎信项目都不达标,“全国95%的钢企都不会合格”。

那么,鼎信项目到底是污染祸首还是环保急先锋?钢铁产业的整体排污情况又在什么水平?

钢企普遍难达环保标准

冶金工业规划研究院院长、中国钢铁工业协会副秘书长李新创接受《经济》记者采访时毫不讳言地承认:“钢铁行业确实是污染严重行业。除了废水、废气以外,还有+6价的铬等重金属废弃物……如果排放不达标,一定会造成非常严重的污染。而恰恰是这些钢铁冶炼企业,往往达不到标准。”

但他同时强调,“就环保而言,世界上最好的钢铁企业在中国,比如宝钢、唐钢,最差的也在中国。总体来讲,不锈钢企业不如碳钢企业环保,中小企业也稍微差一些。到底有多少企业能够达到环保要求,真的要打问号。”

事实上,金属冶炼加工业一直是遭到污染投诉最多的行业之一。仅在今年上半年,国家环境保护部“12369”环保举报热线受理群众举报696件,其中97件来自金属冶炼加工业,约占受理总数的13.9%。虽然相比2014年同期的19.1%有所下降,但仍然位列污染行业前三名。

李强则分析说:“钢铁企业污染物排放不达标,往往可能有两方面的原因。一是设备老旧,二是环保设施不全。一般情况下,冶炼高炉在1080立方米以下的,基本上设备都很老旧。而环保设施不全的问题,则常见于老国企和部分民营企业。老国企是因为政府没法管,民营企业很可能是因为存在。”

照此标准,始建于2009年的鼎信项目明显不在其列。“这个时候进入市场的,一定采用的是最新的技术、设备,否则不要说环保,连市场竞争都没法参与。更重要的是,鼎信项目是由政府批准的。而且,搞这么大的项目,仅凭‘关系’是搞不下来的,一定是企业本身有实力。”李强说。

李新创却表示:“虽然我没有去过鼎信的工厂,但我知道,很多企业达不到太钢、宝钢的标准,一定不会满足排放要求。更何况,建厂6年,就造成了水产减产、果树死亡的恶果,一定没有做到达标排放。”

产能严重过剩,中小钢企仍在“蛮干”

据统计,截至2014年底,我国粗钢产能达到11.6亿吨。辉煌的数字背后,除了越来越严重的环境污染,还有无法掩盖的钢铁产销矛盾。

“从2011年第四季度开始,钢铁主业一直在亏损。亏损原因很多,最重要的一条就是产能过剩。产能多、产量多、企业数量多、债务多、不合法的企业多,竞争太残酷。”李新创说,“实际上,从2008年开始,钢铁产业就出现了产能过剩的迹象,但是‘4万亿经济刺激计划’实施后,带动了市场,掩盖了过剩的事实。不过,从2011年第四季度开始,终于掩盖不住了。”

李强也告诉《经济》记者,2013年以来,海鑫、川威等大型钢铁企业陆续陷入了破产危机。如果不是当地政府提供了包括临时性补贴在内的种种扶持措施,相当一部分钢铁企业早就无力维持生产了。

2014年,我国粗钢表观消费量出现了30年来首次下降,同比下降3.4%至7.38亿吨;而粗钢产量却同比增长1.2%至8.23亿吨。钢铁产销矛盾越来越严重,市场竞争越来越激烈,钢价也从2008年的顶峰下降了近70%,企业亏损不断增多。“虽然2014年铁矿石价格巨幅下降使得钢铁行业利润率有所回升,但平均利润率也仅仅只有0.74%。”李强说。截至今年8月,钢铁产业全行业亏损180亿元,主营业务亏损更是高达436亿元。

回顾钢铁产业十余年的发展历程,民营钢铁企业发展迅猛,曾经是我国钢铁产业发展的主力军。不过,由于受到种种因素制约,大多数民营企业主要着眼于中低端的钢坯、建材、板材、管材等领域。不少华北民营钢厂只能冶炼钢坯,品种非常单一。“设备规模小、技术水平低、能源浪费大、环保措施少、社会效益差等低水平问题越来越突出。”李强说。

“新环保法和新的排放标准公布了,好多中小企业竟然不知道,还在蛮干。”李新创说,达标企业和不达标企业的吨钢成本相差近200块钱,在全行业亏损的环境下,这并不是一个小数目。“背着200多块钱环保成本的‘包袱’,达标企业能和那些不合法的企业竞争吗?再这样放任污染企业赚环保的钱,迟早要把好企业拖垮了,最终只会导致‘劣币驱逐良币’的局面。”

严抓环保,促进钢铁产业健康发展

就钢铁产业的发展而言,支持者会强调:即便其从局部破坏了生态,影响了部分人群,但却拉动了地区经济发展。“这就相当于问一个人,吃饭重要还是健康重要。当他吃饱了的时候,健康重要;但当他饿肚子的时候,吃饭重要”,李强说。反对者则提出:既要金山银山,也要青山绿水。不能因为要金山银山就破坏绿水青山,不能以破坏环境为代价发展经济。

然而,在李新创看来,在钢铁产能严重过剩、全行业深陷亏损泥淖的今天,严抓环保就好比为钢铁产业刮骨疗毒。“中国今天需要、明天需要、后天还需要钢铁。但是,有一些钢铁企业,进口原料、出口产品、留下污染,要它们有什么意义?现在产能过剩这么严重,关停一大批排污不达标的企业都没有问题。这么做,对于钢铁产业的健康发展是一件好事。”

目前,新环保法和新的钢铁行业系列标准已经全面实施,在这一史上最严环保政策的压力下,以往钢铁行业粗放式发展积累的一些环保欠账,将在“十三五”时期集中进行整改和完善。“我们并不是不要发展,而是要在满足环保要求的前提下,推动冶金行业的绿色发展。”李新创说。

排污不达标,企业何以通过环评?

冶金工业规划研究院院长、中国钢铁工业协会副秘书长李新创深深明白,想要通过环保手段促进钢铁行业健康发展,离不开相关部门严格执法落实。然而,在现实情况中,这些违法企业不但能够轻松通过环评,还由于受到相关部门的默许和袒护而很少承担违规排污的法律责任。

环评“造假”时有发生

所谓环境影响评价,是指对拟建设项目实施后可能造成的环境影响或后果进行的预测和评估,在一定程度上,会决定项目的最终命运。

长期为污染受害者提供法律援助的中国政法大学环境资源法研究和服务中心的戴律师告诉《经济》记者:“一直以来,在项目的环评环节都不乏造假和不规范的情况。”他以环评的“公众参与调查”环节为例指出:“在有些案子中,居民离企业非常近,但是并没有征求他们的意见。还有一些情况,明明没有征求居民的意见,但是在环评资料上却显示征求过了。这都是很有问题的。但在更多的情况下,即便是造假,也很难取证核实。作为普通民众,我们只能向环保部门提供线索,要求他们介入调查。”

事实上,在针对鼎信项目的采访过程中,周边村民也曾向记者反映该项目环评公众参与调查造假的问题。记者联系了当地环保部门和宣传部门,希望了解调查情况,但均未获得回应。

据环保部数据中心的公开数据,截至10月27日,全国共有环评机构1137家,其中甲级评价机构184家,乙级评价机构953家。甲级机构的资质高于乙级机构,可以在资质证书规定的评价范围之内,承担各种级别的环评报告的编制工作,而乙级机构只能编制省级以下环境保护行政主管部门负责审批的环评报告。

日前,环保部公布了针对部分省区市环评机构的检查结果。记者注意到:10余家环评机构因环评文件质量低劣、存在环评工程师挂靠等问题而被责令限期整改;53家环评机构由于工程师数量达不到而被取消环评资质、降低评价等级或缩减评价范围。

但是,针对环评结果及事后监管的问题,记者于10月上旬致函国家环境保护部,截至10月28日发稿,尚未得到回应。这其中有何隐情呢?记者不得而知。

环保部门执法不力

戴律师告诉《经济》记者:“做环评的时候,一般都会有这种表述:周边若干米卫生防护区距离内,不能存在环境敏感点――也就是医院、学校和居民区。如果有,必须要搬迁。一般情况下,只要防护距离内的居民没有搬迁,环保部门就不会通过验收,企业自然也不能正式投产。但在实际情况中,没有通过验收却投入生产的企业也有很多,环保局也没有对他们做出处罚。我们在打官司的过程中就接触了很多这样的案子。”

对此,李新创也深有体会。“有一些地方政府认为新法过于苛刻,严格执行会导致违法者众多;还有部分地区的政府认为,当前钢铁企业的经营压力巨大,再加上环保的双重压力,会使得企业无法生存,因此,他们不但不执法,还保护污染企业。政府给了企业犯错的机会,企业为什么不去犯错?我认为,政府首先要做到严格执法。不管什么企业,环保违规,就应该依法进行处罚。”

从业十余年来,戴律师明显感到,最近几年,至少在程序上,环境纠纷诉讼的难度明显减小。“从大的环境上看,新修订了《行政诉讼法》,环保局的案子,至少在立案方面要比原来容易一些。同时,由于民事诉讼实行立案登记制,立案前不再进行非常严格的审查,只要是不太大的案子、人不太多的案子或者是被告不太强大的案子,基本上都能成功立案。”

2015年1月1日,新《环境保护法》正式实施。新环保法在吸收了发达国家先进经验的基础上,规定了按日计罚、上不封顶等惩罚性措施,不仅大幅提高了环保违法成本,还加强了对政府部门的行政问责。“可以说,在环境保护的基本法上,我国已与发达国家接轨。但问题的关键在于,相关部门必须落实新的规定和标准。”戴律师说。

钢铁产业如何实现绿色发展

即便是吨钢环保成本接近200元、曾被环保部前部长周生贤赞为“身居闹市,一尘不染”的山西太钢不锈钢股份有限公司,也在日前收到了金额高达165万元的环保罚单。据了解,这是新环保法实施后,山西省开出的第一张按日计罚罚单。

环保标准并非遥不可及

在中国金属材料流通协会不锈钢分会秘书长李强看来,作为全国环保做得最好的钢企之一,太钢遭到处罚正说明了环保标准过于不切实际。“自从抓环保以来,发生了两大震惊事件。一是兰州市环保局处罚兰州炼化,第二就是太原市环保局处罚太钢。应当讲,这两家企业都是当地环保做得最好的企业。我觉得,这说明中国的法律、标准过于理想化,企业做得再好,也难以达标。”

而在中国政法大学环境资源法研究和服务中心戴律师看来,李强的说法,“严格说起来是违法的”。

“国家既然制定了这些标准和法律,肯定是有依据的,是经过调查的。企业不能把‘标准太高、无法实现’作为违法的借口。至于如果企业按照标准生产,就没有利润了,那是另外一回事。”戴律师说。

李新创也不认同李强的说法,“国外能够达到,为什么我们达不到?归根到底,还是环保意识的问题。”他以烟粉尘达标要求为例指出,根据《中国钢铁工业环境保护统计》和新排放标准,我国重点统计钢铁企业平均吨钢废气排放量为21166立方米,假设排放的废气中颗粒物平均浓度为30毫克/立方米,钢铁企业要实现颗粒物的达标排放,吨钢烟粉尘排放指标应小于0.6千克。类似地,要实现二氧化硫达标排放,初步估算吨钢二氧化硫排放量应小于0.8千克。而据统计,国外环境指标排名前十位的钢铁企业,其吨钢烟粉尘和二氧化硫的平均排放量分别为0.41千克和0.35千克,宝钢的指标也已经降至0.48千克和0.48千克,均优于新标准全面达标情景下的吨钢排放。“这说明,钢铁企业通过努力是完全可以达到行业新排放标准限值要求的。”

多种融资手段,支持钢企环保改造

不过,我国新公布的钢铁行业排放标准确实非常严格,在二氧化硫、氮氧化物等部分指标上,甚至严于德国标准的要求。这一方面表明了我国治理污染的决心,另一方面也从侧面说明了钢铁企业达标的难度之大。

尤其对于某些污染物,比如焦炉烟气脱硝,其治理技术在世界上都无先例,国内也还缺乏相应成熟的技术和设备。其他诸如二f英的控制、焦化废水深度处理、高效除尘、浓盐水处理等新技术的普遍应用也还存在技术障碍,国家也缺乏相关技术指南,短时间内难以全面完成达标任务。

对此,李新创建议,应当加大对钢铁行业提标改造的资金支持力度。“近年来,钢铁企业经营困难,环保成本无法传递到用户,再投入大量资金实施环保技术改造十分困难。可以通过鼓励银行等金融机构对钢铁企业的环保改造项目提供融资支持;对于实施环保提标改造的钢铁企业,在项目验收、核实治理效果后,国家和地方应以‘以奖代补’的方式给予一定的补贴;同时,也可以借鉴火电环保电价补贴的方式,对钢铁企业进行一定程度的环保成本补贴,特别是对优于排放标准一定比例、超额完成减排任务的环保治理项目予以额外的奖励。”

除了传统金融机构和国家财政支持外,李新创说,钢铁企业还可以考虑通过合同环境服务引入社会资本,解决实施环保改造项目所需的巨额资金。所谓合同环境服务,是指环境服务商对污染企业或政府提供合同式综合服务,并以最终的环境治理效果收取服务费。“实施合同环境服务,不但可以实现专业化运营服务,有效降低故障率,保证环保设施长期稳定运行,还可以将钢铁企业的投资风险和环境处罚风险转移给服务提供方,使钢铁企业可以把更多的精力投入到钢铁主业上。”因此,李新创强烈建议参照合同能源管理的奖励模式,根据污染物减排量,对采用合同环境服务的环保项目进行奖励,鼓励环境污染治理设施第三方运营。

如何让不合法的企业停下来

“钢铁行业确实污染十分严重。但在一个行业内,不可能全都是不合标准的企业。有做得好的,也有做得差的。我们应该打击差的,同时也要表扬好的。”李新创说。在他看来,从上到下环保意识的淡薄,最终造成了今天积重难返的污染问题。除了寄希望于有关部门严格执法以外,产业界也可以做出自己的努力。“环保达标企业的吨钢成本要远远超出不达标的企业,但是社会上并没有给这些企业公平的待遇。我们也在思考,如何给这些企业做环保评级,呼吁公众在购买产品的时候选择达标企业的产品。”

新环保法的施行,为环保评级的实现奠定了基础。按照《环境保护法》的规定,重点排污单位应当如实向社会公开其主要污染物的名称、排放方式、排放浓度和总量、超标排放情况,以及防治污染设施的建设和运行情况,接受社会监督。

在此基础上,“我国可以从制度上要求钢铁企业编制并公开社会责任报告,促使企业加强节能减排工作,同时加强环境信息的管理和公开”,李新创说。与此同时,应当探讨实施钢材产品的市场环保准入,对钢铁企业进行环保信用评级。在重大工程、政府采购以及钢材出口等环节设置绿色门槛,凡是企业环保信用等级低、钢材生产污染物排放量大的均不得进入,提升环保守法企业的市场竞争力,迫使环保违法违规的企业逐步退出市场,促进钢铁行业健康发展。

编后

2015年10月1日,本刊刊发了《“镍都”宁德的环保迷局》一文,针对聚集在宁德地区的数家镍铁合金冶炼企业――特别是青山钢铁集团旗下多家“鼎信系”企业的污染问题――进行了报道。

不锈钢冶炼工艺技术篇5

冶炼与加工

微波预热新型有机粘结剂球团黄柱成 黄亚蕾 黄桂香 (6)

用氮化铬、氮化锰冶炼高氮钢马绍华 张志敏 储少军 (10)

聚合射流流场的仿真模拟刘坤 朱苗勇 王滢冰 (14)

小方坯凝固末端电磁搅拌的磁场数值模拟林顺财 陈伟庆 张森林 王国连 龚坚 高伟 (18)

热带钢连轧机工作辊冷却水优化设计李俊洪 李卫平 (22)

纵向变截面轧制过程中的轧制参数杜平 胡贤磊 王君 刘相华 王国栋 (26)

汉英 英汉连续铸钢词典 (17)

2009年《机械工程材料》、《能源技术》、《理化检验》、《腐蚀与防护》《无损检测》联合征订启事 (25)

钢铁研究学报2008年第20卷总目次 (I0001)

材料研究

时效温度对Custom465钢力学性能的影响陈嘉砚 杨卓越 宋维顺 张永权 (31)

不同实验条件对冷轧双相钢高温热塑性的影响及影响机制王辉 刘文艳 袁桂莲 林承江 韩荣东 (35)

细晶组织耐候钢热影响区粗晶区的组织和性能彭云 王艳杰 何长红 田志凌 齐彦昌 (40)

新一代自无铅易切削钢的开发张晓兵 (45)

高强度管线钢的抗氢致裂纹性能李云涛 杜则裕 孙娈芬 陶勇寅 (50)

测试与控制

控冷工艺参数对中厚板均匀冷却的影响朱冬梅 刘国勇 李谋渭 张少军 (55)

企业之窗

翼钢烧结矿的冶金性能杨双平 石自新 刘振 李三军 (59)

汽车发动机气门弹簧用钢研究进展卢俊 曾渝 张弛 徐文亮 (1)

冶炼与加工

坩埚实验中合金结构钢液-渣反应热力学姜敏 陈斌 王新华 杨文 (6)

六流方坯连铸中间包结构优化水模实验郑淑国 朱苗勇 王颖 (10)

板坯连铸结晶器钢液流场的数值模拟刁江 谢兵 李玉刚 (15)

钛对硅-锰脱氧FeNi42合金中夹杂物的影响付锐 秦英 陈希春 冯涤 (20)

中厚板轧制过程中消除侧弯的辊缝调节模型祝夫文 宋成志 胡贤磊 刘相华 (25)

辊弯成形方形型钢的残余应力曾国 郭永进 于忠奇 来新民 (29)

辊式矫直过程弹塑性弯曲数学模型薛军安 胡贤磊 刘相华 王国栋 (33)

汉英/英汉连续铸钢词典 (36)

2009年《机械工程材料》、《能源技术》、《理化检验》、《腐蚀与防护》《无损检测》联合征订启事 (42)

材料研究

含铌齿轮钢的晶粒长大动力学刘燕 王毛球 樊刚 时捷 惠卫军 董瀚 (37)

CSP工艺冷轧薄板盐浴退火再结晶实验计云萍 金自力 任慧平 王玉峰 孙昊 (43)

影响H13热作模具钢等向性的因素霍晓阳 (47)

硅锰系TRIP钢的变形抗力王春刚 黄秋菊 李云 满彦臣 李延春 (51)

610MPa级大型石油储罐用高强度钢板的开发肖桂枝 朱伏先 邸洪双 金茹 姜中行 (55)

测试与控制

中厚板控冷及淬火冷却形式选用分析刘国勇 张少军 朱冬梅 李谋渭 (59)

纳米晶铂钴永磁合金的研究进展刘涛 李卫 (1)

冶炼与加工

AOD全铁水冶炼不锈钢的配料模拟胡汉涛 池和冰 黄宗泽 李冬刚 邵世杰 (6)

采用FeS-Na2S系熔剂对钢液脱铜郭上型 王建军 周俐 刘宜强 刘合萍 (9)

12CaO·7Al2O3炉渣与合金钢液的反应陈斌 姜敏 王新华 (13)

宽板坯连铸结晶器内氩气分布的水模型陈阳 张炯明 (17)

基于液压振动的结晶器非正弦振动马勇 王旭东 臧欣阳 姚曼 张立 叶世鸿 (21)

板带钢快速冷却后表层返红现象刘相华 于明 支颖 谢海波 喻海良 (25)

四辊平整机辊系与带材耦合变形有限元分析李学通 吴志贺 杜凤山 (29)

汉英英汉连续铸钢词典 (16)

材料研究

初始凝固组织对Cr17铁素体不锈钢组织、织构及成形性的影响刘海涛 杜伟 谢胜涛 刘振宇 王国栋 (32)

加热温度对管线钢奥氏体晶粒尺寸和铌固溶的影响张志波 刘清友 张晓兵 孙新军 (36)

硼含量及奥氏体化温度对P20B钢淬透性的影响陈卓 吴晓春 汪宏斌 闵永安 张洪奎 (40)

低铁损高磁感冷轧无取向电工钢的研制夏兆所 康永林 (44)

表面处理对H13钢抗动态热熔损性能的影响陈玉华 吴晓春 闵永安 (49)

大气腐蚀下耐候钢的初期行为规律肖葵 董超芳 李晓刚 王福明 (53)

测试与控制

基于贝叶斯方法的神经网络应用于冷轧轧制力预报梁勋国 贾涛 矫志杰 王国栋 刘相华 (59)

薄板坯连铸连轧生产无取向硅钢技术的发展及前景汪水泽 李长生 王廷溥 刘相华 王国栋 (1)

冶炼与加工

高炉内碱金属的富集循环柏凌 张建良 郭豪 张雪松 张曦东 (5)

电磁搅拌下连铸圆坯凝固传热及应力的数值模拟康丽 王洋 王恩刚 赫冀成 (9)

薄带连铸304不锈钢凝固过程中生成的氧化物夹杂黄福祥 张炯明 王新华 季晨曦 方园 于艳 (14)

板坯连铸结晶器热交换行为的仿真分析段明南 杨建华 袁威 杨科 (19)

双辊铸轧工艺温度场和流场耦合的数值模拟曹光明 李成刚 刘振宇 吴迪 王国栋 刘相华 (23)

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材料研究

高铌微合金钢高温变形流变应力预测模型肖宝亮 许云波 董毅 刘振宇 王国栋 (28)

奥氏体不锈钢的再结晶动力学李红 罗海文 杨才福 方旭东 (32)

W9Mo3Cr4V/45钢复合轧辊的液-固结合界面冯明杰 王恩刚 王俊刚 骆春民 王凯 赫冀成 (36)

FTSR轧制含铌钢的再结晶行为周晓光 吴迪 刘振宇 张晓芳 王国栋 刘相华 (42)

水淬工艺对冷轧微合金双相钢力学性能的影响梁轩 李俊 彭颖红 (46)

测试与控制

辊底式热处理炉钢板温度预报模型的研究及应用单丽平 王京 李静 (50)

基于罚函数法的冷连轧轧制规程优化设计杨景明 王崇鹏 刘畅 (54)

企业之窗

适宜太钢4350m^3高炉炉渣的成分郭豪 张建良 张华 张曦东 张旭 (58)

自办发行联合征订启事 (F0002)

上海材料研究所招聘高级研发人员 (F0003)

材料因素对装甲钢板抗弹性能的影响李晓源 时捷 董瀚 (1)

冶炼与加工

用双参数模型估算复合氧化物比热容郭培民 赵沛 (5)

用于不锈钢冶炼的硝酸盐类发泡剂范荣伟 孟庆玉 王道净 洪新 (8)

钛处理钢凝固后夹杂物的析出行为宋波 毛璟红 李岩 王福明 罗志涛 (12)

板坯连铸水口内钢液流动的数值模拟王永胜 顾武安 王新华 王万军 (16)

几种中间包控流装置的作用及比较王德永 冯丽萍 刘承军 姜茂发 朱英雄 (21)

空拔钢管的拔制温度对拔制力的影响李连进 潘道津 (25)

模糊互补矩阵法在带钢表面质量评价中的应用吴艳萍 颜云辉 王永慧 张尧 (28)

汉英 英汉连续铸钢词典 (20)

材料研究

冷轧变形对Custom465钢组织和性能的影响陈嘉砚 杨卓越 张永权 (31)

深冷处理后W18Cr4V高速钢的显微组织段春争 王敏杰 (38)

铜、硫元素对4Cr13不锈钢切削性能及耐腐蚀性能的影响耿鸿明 吴晓春 汪宏斌 闵永安 张洪奎 (42)

高含H2S和CO2环境中L80钢的腐蚀规律邓洪达 李春福 王朋飞 (46)

400MPa级薄钢板的疲劳性能及断口分析高彩茹 杜林秀 张福波 刘相华 王国栋 (50)

测试与控制

含小孔铁磁平板单向拉伸的漏磁场和应力分布任尚坤 杨雅玲 任吉林 宋凯 (55)

企业之窗

武钢二炼钢RH-MFB吹氧技术的应用陈英 李智 (59)

清洁能源炼钢前景的分析及探索李士琦 宋建新 朱荣 刘润藻 (7)

连铸结晶器电磁搅拌磁场及钢液流场模拟陈永 张长利 沈厚发 柳百成 (11)

连铸钢坯一次枝晶间距及“鼓肚”的影响陈淑英 常国威 吴春京 (15)

有限元法求解瞬态温度场时的振荡问题刘刚 李长生 刘相华 (19)

基于炉气非灰辐射特性的钢坯表面热流研究崔苗 陈海耿 吴彬 (23)

60Si2Mn弹簧钢中TiN析出的热力学讨论王郢 李宏 陈志钦 郭佳 周红霞 王新华 (26)

冷轧钢卷边包缺陷产生根源的工业实验李兴东 刘宏民 李俊洪 (29)

材料研究

铌含量对LF9合金性能的影响吴艳阳 程世长 刘正东 富晓阳 李谦 (34)

再加热温度对含Nb,Ti钢第二相粒子固溶及晶粒长大的影响杨颖 侯华兴 马玉璞 谷春阳 (38)

电流退火对冷轧硅钢组织的影响许光明 孙荣生 李英红 (43)

拉伸载荷作用下AIN夹杂物对航空用超高强度钢中裂纹萌生的影响王苗苗 曾燕屏 王习术 谢锡善 范红妹 (46)

热镀锌液中锌渣的电磁分离任玉森 沈建国 张宏伟 疏达 董安平 (50)

测试与控制

高炉布料溜槽的CAD系统邓定文 聂松辉 邱爱红 (55)

企业之窗

不锈钢冶炼工艺技术篇6

1、废钢消费需求主要取决于电炉钢的发展废钢是电炉炼钢的主要原料,电炉炼钢是废钢消费的主动力,是废钢消耗的主要熔炼装置。近几年世界电炉钢产量占世界炼钢总产量的比重约34%左右,而消费的废钢约占总废钢的70%左右。因此可以说电炉钢产量是废钢消费量和价格的晴雨表。

2008年电炉钢的产量继续增长,比重略有提高,主要是高炉-转炉流程在中国的发展比电炉更为迅速,因此废钢供应仍显紧张、价格较高,供电紧张、电价较高等原因所致。目前,制约我国电炉钢快速发展的主要因素是废钢紧缺和电力供应紧张,一方面,中国钢材积蓄量低,产生废钢还不能满足发展需要,近年来随着废钢进口价格不断上升,我国进口废钢呈逐年下降趋势,预计今后3-5年内国内外废钢市场将保持着废钢与钢铁产品相对应的合理价位;另一方面,由于近几年经济发展迅猛,电力供应出现了紧张的局面,而且中国工业用电价格高于欧洲、美国等发达国家,这些因素都限制了电炉钢的发展。另外,品种结构、产品质量等也是制约我国电炉钢发展的不可忽视的因素。

现代化电炉已不再单纯依靠电能,而是在使用电能的基础上大力发展利用各种化学能以及物理热等,使得电炉冶炼电耗降低,冶炼时间缩短,易于与连铸机衔接匹配运行,增强了电炉流程的市场竞争力。综合考察现代化电炉炼钢工艺的发展状况可以看出,中国今后电炉炼钢还可能有较大发展。

2、转炉炼钢消耗废钢也加剧了废钢资源的紧张局面

近年来,随着国内经济的发展,钢铁工业得到了快速发展,钢产量平均增长速度达到20%,但其中主要以转炉钢增长的速度较快。2008年综合平均废钢单耗为145kg/吨钢,与世界平均单耗450kg/吨钢相比还是有很大差距。目前,我国高炉冶炼铁水成本低于废钢价格,因此高炉-转炉流程企业不会采用多吃废钢的冶炼工艺,废钢消耗强度仍维持现有水平,但由于转炉钢产量增长较大,对废钢需求数量会有较大增长。随着我国炼钢工艺的改进,电炉钢的增加和原生铁矿资源的不足,届时的废钢需求量将是巨大的。因此,国内外专家预言,世界未来的废钢市场在亚洲,亚洲的废钢市场在中国,中国将成为世界废钢铁贸易的主要市场。

3、铸造用废钢消费有下降趋势

传统的机械产品,很多零、部件由铸钢件构成,国内大型机械加工厂一般都配有钢铁冶炼设备,特别配有电炉冶炼装置,自制铸钢件消耗了大量废钢。今后,随着机械加工技术的进步,焊接件逐步取代部分铸钢件,废钢的消耗将逐步减少,与炼钢生产争夺废钢的力度会有所降低。

二、清洁废钢将助力循环经济

中央经济工作会议提出将在“十一五”期间大力发展循环经济,这说明我国资源紧张状况已经到了刻不容缓的地步,最近党中央又提出要在全国落实科学发展观,发展循环经济,创建节约型社会,转变经济增长方式已成为我国的一项基本国策。现在各行各业都在围绕这一基本国策大做文章,而钢铁行业实现生产可持续发展的重要途径之一就是充分利用废钢特别是清洁废钢。

现在我国大力提倡发展循环经济,循环经济是与自然和谐共处的经济模式,资源综合利用是循环经济的重要组成部分。废钢是炼钢生产中必不可少的重要原料,但废钢只有经过处理,才能成为合格的炼钢原料,而真正的合格废钢是经过机械加工或高压水冲洗和机械除锈的清洁废钢,只有清洁废钢才能冶炼出优质、稳定的品种钢。济钢采购清洁废钢已有数年,供炼钢厂在冶炼品种钢时使用,效果良好,冶炼出的品种钢质量稳定,完全符合国家规定的质量标准和用户的要求。

除铁矿石外,废钢特别是清洁废钢已成为钢铁生产所需资源的另一个主要来源,它不需要建设矿山,具有能源消耗和生产成本低、环境污染小等优点。如用矿石炼铁再炼钢,能耗为1.11吨标煤/吨钢,而用废钢炼钢,能耗仅为0.2吨标煤/吨钢。用废钢炼钢相对于铁矿石可节能60%,节水40%,减少废气排放86%,废水76%,废渣97%,并且能无限次循环使用,西方发达国家利用废钢炼钢的比率一般在50%-70%,个别国家和地区几乎全部用废钢炼钢,而在我国仅为20%左右。随着我国现代化建设的进一步发展,我国钢铁工业资源消耗会逐渐增加,但国际国内资源紧缺的形势却日益严峻,这就迫使我国调整废钢铁回收政策,强化对废钢铁回收产业的监管,财政部和国家税务总局出台了新的关于对再生资源征收增值税的政策,并于2009年1月1日正式实施。这一文件理顺了钢铁企业和废钢供应商在交易中的各种关系,对扩大废钢交易将起到有力的促进作用。

随着连铸连轧短流程工艺在我国大型钢铁企业的广泛采用,钢厂自产废钢在逐年减少,对社会废钢需求量逐年增多。与此同时,随着社会的进步,社会废钢的产生量日益增加。社会废钢的一大特点是成分复杂,有色金属、废塑料、废橡胶、玻璃等混杂物多,直接影响到钢材质量,废钢铁破碎生产线最适合加工处理成份复杂的社会回收废钢。由于锤击破碎,可将废钢表面的油漆、锈迹、铬等表面镀层剥离下来,然后进行分选,将废钢、有色金属、废杂物分别归堆,经过这种工艺生产出来的废钢就是清洁废钢。

随着我国转炉炼钢工艺的不断进步和发展,以及电炉炼钢产量的大幅度提高,钢铁企业如果大量使用废钢做原料,提高废钢铁的利用率,不仅能降低铁矿石、焦炭、煤炭、球团矿、生铁等冶金原料的使用量,还可以缩短冶炼时间,提高冶炼效率,达到降低吨钢成本的目的,而且减少了各种污染物的排放,既保护了环境,又增加了效益,可见它本质上是依靠废弃物资源化的3R循环经济流程。

我国是一个铁矿资源比较贫乏的国家,且矿石品位较低,开采成本很高。我国颁布的《钢铁产业发展政策》第35条规定:“逐渐减少铁矿石的比例和增加废钢比重”,这是非常具有科学性和前瞻性的重大战略决策。原生资源是有限的,再生资源是无限的,多吃废钢,节约原生矿资源,这对中国、对世界无疑都是功在当代、利在千秋的好事。

加快科技进步,调整产品结构,实施“精料入炉”是我国钢铁企业科学发展的目标。从某种意义上讲炼钢过程就是钢水净化的过程。纯净的高品位废钢,能够提高钢种质量,减少合金、炉料消耗,节约成本,减少排废,有利于清洁生产,这是我国钢铁企业所追求的目标,也是我国有一个钢铁大国发展成一个钢铁强国的必由之路。

不锈钢冶炼工艺技术篇7

【关键词】 奥氏体不锈钢;焊接性;防止措施

大部分的机械设备和工程结构都要受到大气和雨水的腐蚀,特别是在工业区还会受到各种工业废气的浸蚀;船舶、海洋结构和码头设施会受到海水和海洋气体的腐蚀。据统计,全世界所有的金属制品中,每年由于腐蚀而报废的重量,约为金属年产量的1/3。奥氏体不锈钢有更优良的耐腐蚀性;强度较低,而塑性、韧性极好;焊接性能良。目前奥氏体不锈钢在石油、化工、海洋开发、国防工业和一些尖端科学技术及日常生活中都有广泛应用,是应用最广的不锈钢。研究奥氏体不锈钢的焊接性,对发展耐蚀钢的焊接结构具有非常重大的经济意义。

奥氏体不锈钢具有面心立方晶体结构,通常具有良好的塑性和韧性,因此这类钢具有良好的弯折、卷曲和冲压成形性;冷加工时不会产生任何的淬火硬化,焊接过程中极少出现冷裂纹。奥氏体不锈钢焊接时存在的主要问题接头产生碳化铬沉淀析出,耐蚀性下降;焊缝及热影响区热裂纹敏感性大;接头中铁素体含量高时,可能出现475℃脆化或者σ相脆化。

1、焊接接头的抗腐蚀性

(1)晶间腐蚀

焊接时,奥氏体不锈钢母材类型和所用的焊接材料与工艺不同,可能产生焊缝的晶间腐蚀、熔合区和过热区的“刀蚀”和热影响区中的敏化温度区的晶间腐蚀。

①焊缝的晶间腐蚀

多层多道焊接时,前面已焊焊缝处于敏化温度区时,会产生晶间贫铬;使用时接触腐蚀介质,就会发生晶间腐蚀。防止焊缝焊缝晶间腐蚀,可选用含钛或铌稳定剂的奥氏体不锈钢焊接材料,也可选用超低碳焊接材料。还可以选用焊缝有少量铁素体组织的焊接材料和熔合比。

②热影响区的敏化温度区的晶间腐蚀

由于焊接热循环的加热速度和冷却速度都非常快,因此焊接热影响区的敏化温度区略高于热处理敏化温度区,在600~1000℃范围。防止热影响区晶间腐蚀的措施:选用含钛或铌的奥氏体不锈钢母材,或选用超低碳的奥氏体不锈钢母材;在焊接工艺上选用小线能量焊接、快速冷却的焊接工艺等,以减少在敏化温度区范围的停留时间,减少晶界Cr23C6的产生。

③熔合线和过热区的“刀蚀”

含钛或铌的奥氏体不锈钢焊接热影响区紧邻熔合线的过热区。温度超过1200℃,TiC或NbC全部溶解于奥氏体中,冷却时部分固溶的碳原子扩散并偏聚在奥氏体晶界上。在随后的多层焊处于600~1000℃的敏化区,晶界上碳原子浓度增大,与铬结合成Cr23C6,造成晶间贫铬。使用时,在一定的腐蚀介质作用下,将从表面开始产生晶间腐蚀,直至形成刀状腐蚀的的破坏,简称“刀蚀”。防止“刀蚀”的措施:选用超低碳奥氏体不锈钢母材(超低碳奥氏体不锈钢焊接接头不会产生刀蚀),在焊接顺序上安排接触腐蚀介质表面上的焊缝最后焊接。

(2)应力腐蚀

根据不锈钢设备与制件的应力腐蚀断裂事例和试验研究,可以认为:在一定静拉伸应力和在一定温度条件下的特定电化学介质共同作用下,现有的不锈钢均有产生应力腐蚀的可能。应力腐蚀最大特点之一是腐蚀介质与材料的组合上有选择性。容易引起奥氏体不锈钢应力腐蚀主要是盐酸和氯化物含有氯离子的介质,还有硫酸、硝酸、氢氧化物等介质。应力主要是焊接残余应力。因此,防止应力腐蚀主要是消除焊接残余应力的焊后热处理;以及焊接工艺采取措施减小残余应力。例如,结构设计时要尽量采用对接接头,避免十字交叉焊缝,Y形坡口改为X形坡口;适当减小坡口角度;采用短焊道焊;采用小线能量;适当的焊后锤击、表面抛光、表面喷丸等。

2、热裂纹

奥氏体不锈钢焊接时比较容易产生热裂纹。奥氏体不锈钢焊接时产生热裂纹的原因:一是单相奥氏体焊缝易形成方向性强的柱状晶组织,硫、磷、镍、碳等元素形成的低熔点共晶杂志偏析比较严重;二是不锈钢导热系数小、线膨胀系数大,导致焊接应力比较大(一般是焊缝和热影响区受拉应力)。

防止奥氏体不锈钢产生热裂纹的主要措施:

(1)冶金措施

①严格限制焊缝中有害杂质元素的含量。钢中镍含量越高,越应该严格控制硫、磷等杂质元素的质量分数,以减少低熔点共晶杂质。

②调整焊缝化学成分。选用双相组织的焊条,使焊缝形成奥氏体的少量铁素体的双相组织,以细化晶粒,打乱柱状晶方向,减小偏析严重程度。铁素体的质量分数控制在3%~8%(5%左右)。过多的铁素体会使焊缝变脆。对于镍的质量分数大于15%的奥氏体不锈钢不能采用奥氏体和铁素体双相组织来防止热裂纹。因为铁素体在高温(>650℃)下长期使用,会析出σ相,使焊缝脆化。可采用奥氏体和碳化物的双相组织焊缝,亦有较高的抗热裂能力。

③选用碱性焊条和焊剂,以降低焊缝中的杂质含量,改善偏析程度。

(2)工艺措施

①控制焊接电流和电弧电压大小,适当提高焊缝形状系数;采用多层多道焊,避免中心线偏析,可防止中心线裂纹。

②采用小线能量,小电流快速不摆动焊,可减小焊接应力。

③填满弧坑,可防止弧坑裂纹。

3、焊接接头的脆化

奥氏体不锈钢的焊缝在高温加热一段时间后,常会出现冲击韧度下降的现象,称为脆化。

(1)475℃脆化

含有较多铁素体相(超过15%~20%)的双相焊缝组织,经过350~500℃加热后,塑性和韧性会显著下降,由于475℃时脆化速度最快,故称475℃脆化。铁素体相越多,这种脆化越严重。因此,在保证焊缝金属抗裂性能和抗腐蚀性能的前提下,应将铁素体相控制在较低的水平,约5%左右。已产生475℃脆化的焊缝,可经900℃淬火消除。

(2)σ相脆化

奥氏体不锈钢焊接接头在375~875℃温度范围内长期使用,会产生一种FeCr金属间化合物,称为σ相。σ相硬而脆,由于σ相析出的结果,使焊缝冲击韧度急剧下降,这种现象称为σ相脆化。σ相一般仅在双相组织焊缝内出现;当使用温度超过800~850℃时,在单相奥氏体焊缝中也会析出σ相。通常认为,σ相主要是由铁素体演变而来,当铁素体含量超过5%时,σ相就很快形成。因此,高温下使用的奥氏体不锈钢,为了防止出现σ相,必须限制铁素体含量,控制在5%以内,并严格控制铬、钼、钛、铌等元素的含量。为了消除已经生成的σ相,恢复焊接接头的韧性,可把焊接接头加热到1000~1050℃,然后快速冷却。

(3)熔合线断裂

奥氏体不锈钢在高温下长期使用,在沿熔合线外几个晶粒的地方,会发生脆断现象,称为熔合线脆断。在钢中加入钼能提高钢材抗高温脆断的能力。

总之,奥氏体不锈钢塑性和韧性很好,具有良好的焊接性,焊接时一般不需要采取特殊的焊接工艺措施。如果焊接材料选用不当或者焊接工艺不合理时,会产生降低焊接接头抗晶间腐蚀能力和热裂纹等问题。防止奥氏体不锈钢产生晶间腐蚀、热裂纹、接头脆化等主要措施,可以从冶金方面或者工艺方面综合考虑。

参考文献

[1] 李荣雪主编.金属材料焊接工艺[M].北京:机械工业出版社,2008.1.

[2] 刘性红,武雪梅.18-8不锈钢换热器裂纹失效研究与分析[J].山东冶金,2009,31(3):46-48.

[3] 宋昌鹏,邓香中等.镍基合金与奥氏体不锈钢间的焊接[J].装备制造技术,2011,(10):145-147.

[4] 赵大年.奥氏体不锈钢焊后消除应力的工艺探讨[J].炼油与化工,2010,(3):53-54.

不锈钢冶炼工艺技术篇8

太钢始终坚持绿色发展,坚持走新型工业化道路,先后成功实施了干熄焦、煤调湿、焦炉煤气脱硫制酸、烧结烟气脱硫脱硝制酸、高炉煤气联合循环发电、高炉煤气余压发电、饱和蒸汽发电、钢渣处理、膜法工业用水处理、城市生活污水处理、酸再生等节能环保项目,拥有较强的工程建设能力和较丰富的循环经济项目实施经验。

科研基础雄厚

太钢技术中心于1996年经国家经济贸易委员会、国家税务总局、海关总署等部门批准成立并成为国家认定企业技术中心。2009年,全国575家国家认定企业技术中心评价中排名第2位,冶金行业排名第1位。2002年,技术中心理化实验室获得国家实验室认可委员会认可,承担公司原材料及产品的理化性能检验等职能。2004年,成立太钢博士后科研工作站。现设有不锈钢、硅钢、板材、型材、铁路用钢等品种研发室,以及铁前、炼钢、资源综合利用等工艺研究室;配套建有热模拟、显微分析、腐蚀、成型、焊接、数值模拟及中试车间等实验室。近年来,太原钢铁(集团)有限公司技术中心投入了大量资金,进行实验室改造和实验仪器装置的购置。可用于本项目开发的装置有: X射线荧光光谱仪、中频感应炉、球磨机、配气装置、矿相显微镜、X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线透射电镜等。

研发队伍卓越

太钢技术中心现有各类专业技术人员280余人,其中:教授级高工26人,高工53人,硕(博)士学位的60余人,并设有钢铁企业废弃资源综合利用研究室及配套的研发机构,拥有雄厚的研发实力。

产业前景可期

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