不銹鋼冶煉與製程技術
不銹鋼冶煉工藝與技術革新
不銹鋼的性能取決於其合金成分控制、夾雜物純淨度、晶粒結構與後處理技術，而這些關鍵參數皆由冶煉工藝所主導。自 20 世紀中期起，隨著電弧爐與精煉技術的進步，不銹鋼的品質與生產效率均大幅提升。
1. 冶煉流程概述
現代不銹鋼的冶煉可分為下列主要流程（以鋼廠一次熔煉為例）：
1️⃣ 電弧爐（Electric Arc Furnace, EAF）
使用廢鋼與鉻鐵、鎳鐵等合金料為主料進行初熔，調整碳含量與溫度。
2️⃣ 轉爐精煉（AOD 或 VOD）
- AOD（Argon Oxygen Decarburization）氬氧脫碳精煉：注入氬氣與氧氣混流，精確脫碳同時保留鉻含量，適用於奧氏體與雙相鋼。
- VOD（Vacuum Oxygen Decarburization）真空脫碳精煉：在真空環境中進行深度脫碳與脫氫，減少夾雜物，提高高純度等級，適用於醫療級或超級不銹鋼。
- VOD（Vacuum Oxygen Decarburization）真空脫碳精煉：在真空環境中進行深度脫碳與脫氫，減少夾雜物，提高高純度等級，適用於醫療級或超級不銹鋼。
3️⃣ 鋼水澄清與合金調整
透過微合金元素添加（如 Mo、Ti、Nb、N）與爐渣控制進行性質優化與夾雜控制。
4️⃣ 連鑄（Continuous Casting）或模鑄（Ingot Casting）
鋼水鑄造成板胚、棒胚或條胚，進入後續熱軋與冷軋加工階段。
2. 現代冶金技術革新
當代不銹鋼製程已逐步導入以下先進技術，提升品質穩定性與環境效益：
⚙️ 真空熔煉與電渣重熔（VAR / ESR）
提升高階不銹鋼（如航太級、醫療級）純度與組織均勻度。
⚗️ 氮合金化技術（Nitrogen Alloying）
使用高壓或專利注氮工法，製造高氮奧氏體／雙相鋼，兼具強度與耐點蝕性。
📉 連鑄薄板技術（Thin Slab Casting）
減少中間軋延程序，提升成品均質性與能源效率，廣泛應用於 200/300 系奧氏體鋼生產線。
🔬 無鉛焊接用鋼／醫療用超低碳鋼研發
針對特定應用需求設計「極限元素控制」技術，滿足國際醫療、生醫法規與永續環保趨勢。
🤖 製程自動化與爐內監測系統
透過 AI 熔煉監控、光譜分析與自動合金添加，提高生產再現性與品質一致性。