1.1　不銹鋼的發(fā)展

不銹鋼的發(fā)明實(shí)際上始于18世紀(jì)末，源于鉻的發(fā)現(xiàn)。自那時起，關(guān)于鉻及鉻合金的研究一直在進(jìn)行，并開發(fā)出了具有不銹性能的合金。進(jìn)入20世紀(jì)后，有關(guān)不銹鋼的研究、開發(fā)和生產(chǎn)有了蓬勃的發(fā)展。以德國、法國、英國和美國為代表的歐美工藝發(fā)達(dá)國家取得了一系列的研究成果，而且還迅速地實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。

不銹鋼的發(fā)明在冶金史上有著極其重要的意義，這不僅體現(xiàn)在一個新鋼種的誕生，而且更重要的是使鋼有了更廣泛的用途。盡管目前所使用的不銹鋼種類很多，但可以說這些鋼都是在20世紀(jì)初所發(fā)明的3種基本不銹鋼，即奧氏體型、馬氏體型和鐵素體型不銹鋼的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。

從此以后，不銹鋼的研究開發(fā)有了更大的發(fā)展。20世紀(jì)30年代法國開發(fā)出了雙相不銹鋼；30年代中期美國研制出了沉淀硬化型不銹鋼，形成了5種基本不銹鋼類型。后來又出現(xiàn)了節(jié)鎳型不銹鋼、高純鐵素體型不銹鋼、超低碳奧氏體型不銹鋼及馬氏體時效不銹鋼等多種適用于各種腐蝕環(huán)境的不銹鋼。

隨著不銹鋼的研究與開發(fā)，其生產(chǎn)工藝也有了很大的發(fā)展，特別是冶煉工藝。不銹鋼的工業(yè)化生產(chǎn)早起是以電弧爐熔煉為基礎(chǔ)的。但是電弧爐熔煉很難生產(chǎn)出低碳18-8型不銹鋼。為此便采用了高頻感應(yīng)爐，但存在如爐容小、生產(chǎn)率低、對原料要求高和成本高等問題。之后采用了埃魯式爐，首先熔化普通廢鋼，添加鐵礦石或氧化鐵皮進(jìn)行氧化脫碳，然后再加入低碳鉻鐵。在此時期的熔煉方法，幾乎不可能使用不銹鋼廢鋼。

為了回收及使用不斷儲積的不銹鋼廢鋼，開發(fā)了氧氣煉鋼法用于不銹鋼生產(chǎn)。氧氣煉鋼法不但為不銹鋼的批量生產(chǎn)和降低成本作出了貢獻(xiàn)，而且還能熔煉抗晶間腐蝕的碳含量低于0.03％的超低碳18-8型不銹鋼。氧氣煉鋼法從而得到了迅速的發(fā)展。

進(jìn)入20世紀(jì)50年代，德國開始嘗試將在大氣常壓下熔化的鋼液在真空中進(jìn)行精煉的方法用于不銹鋼生產(chǎn)。隨后開發(fā)了工藝簡單的DH法和RH法。日本引進(jìn)了這兩項(xiàng)技術(shù)，開發(fā)了向真空槽吹氧的技術(shù)，確立了氧氣轉(zhuǎn)爐和RH-OB并用的不銹鋼熔煉工藝，并于1972年用于工業(yè)化生產(chǎn)。隨后又開發(fā)了在頂?shù)讖?fù)吹轉(zhuǎn)爐熔煉后用RH設(shè)備進(jìn)行脫氣的大批量生產(chǎn)不銹鋼的工藝，于1981年開始用于生產(chǎn)。

為了開發(fā)在盡量減少鉻氧化的條件下進(jìn)行脫碳精煉的方法，德國于1967年提出了在真空條件下吹氧脫碳并吹氬攪拌生產(chǎn)高鉻不銹鋼的爐外精煉VOD（Vacuum Oxygen Decarburization）技術(shù)。日本引進(jìn)該技術(shù)并據(jù)此實(shí)現(xiàn)了在轉(zhuǎn)爐預(yù)脫碳后移入鋼包內(nèi)在真空容器中進(jìn)行最終脫碳的“LD-Vac”法和在電爐中進(jìn)行預(yù)脫碳的“Elo-Vac”法。進(jìn)而對VOD法進(jìn)行改進(jìn)，生產(chǎn)出了C+N<0.01％的超純鐵素體型不銹鋼。

與VOD法的開發(fā)同時，用惰性氣體脫碳的AOD（Argon-Oxygen Decarburization）法，于1968年進(jìn)行了成功的試驗(yàn)。之后又開發(fā)了在管的外層通氬氣，在管的內(nèi)部通氧氣的雙層噴槍，使該法得以實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。由于AOD法不需真空，因此設(shè)備投資少、操作簡單，脫碳速度快，因而不需在電爐中預(yù)脫碳，在高碳域可用廉價的氮?dú)馓娲鷼鍤猓M(jìn)一步降低了成本。據(jù)此，AOD法迅速在全世界得到了普遍應(yīng)用。目前國外不銹鋼生產(chǎn)大部分采用氧氣轉(zhuǎn)爐或電爐熔煉和AOD（氬氣吹煉爐）或VOD（真空脫氧爐）爐外精煉的“二步法”。其中用AOD爐精煉的不銹鋼占60％以上。“二步法”冶煉不銹鋼仍存在一些不足之處。現(xiàn)在逐漸開發(fā)了“三步法”冶煉工藝，即初煉爐（電爐或轉(zhuǎn)爐）熔化爐料—復(fù)吹轉(zhuǎn)爐（AOD或其他形式的復(fù)吹轉(zhuǎn)爐）脫碳—真空吹氧精煉裝置（VOD、RH-KTB或RH-OB等）深脫碳和脫氣。另外，還有超高功率電爐-MRP-L轉(zhuǎn)爐（帶氧槍的精煉爐）-VOD等其他形式的“三步法”冶煉工藝。從發(fā)展來看，“三步法”將逐漸成為冶煉不銹鋼的主導(dǎo)工藝。采用轉(zhuǎn)爐冶煉不銹鋼對提高生產(chǎn)率和增加經(jīng)濟(jì)效益也是一項(xiàng)重要的技術(shù)。

不銹鋼連鑄始于20世紀(jì)50年代。目前，各類型的連鑄機(jī)均能適用于不銹鋼生產(chǎn)，而且?guī)缀跛械牟讳P鋼都可以進(jìn)行連鑄。

20世紀(jì)90年代以后，我國不銹鋼的用量和生產(chǎn)量急劇上升。伴隨著不銹鋼用量與生產(chǎn)量的快速發(fā)展，我國的不銹鋼煉鋼工藝與加工技術(shù)取得了巨大的進(jìn)步。目前我國不銹鋼煉鋼生產(chǎn)中，真空爐煉鋼、電渣爐煉鋼、中頻爐煉鋼、轉(zhuǎn)爐煉鋼、電弧爐煉鋼都已獲得廣泛應(yīng)用。為了進(jìn)一步提升不銹鋼的冶煉水平，各種精煉方法已廣泛應(yīng)用，如AOD爐、VD爐、VOD爐、LF爐等已廣泛應(yīng)用于煉鋼生產(chǎn)中。煉鋼的批號越來越大，幾十噸、上百噸的爐號已是常規(guī)爐號。不銹鋼的純潔度進(jìn)一步提升，已能夠比較容易地控制鋼中的氧、氮、氫及硫磷等雜質(zhì)。各種精練技術(shù)與裝備的大量使用使我國不銹鋼的水平有了質(zhì)的提升，已達(dá)到或接近國際先進(jìn)水平。目前我國不銹鋼生產(chǎn)企業(yè)以太鋼、寶鋼、大鋼、酒鋼等國有大企業(yè)為龍頭，以浙江青鋼、永興、福建吳航等民營企業(yè)為骨干，除少量特殊品種需要進(jìn)口外，已基本能夠滿足市場需求，而且實(shí)現(xiàn)了批量出口。