Procesul de topire și dezvoltare din oțel inoxidabil
țara mea a devenit o țară mare în consumul și producția de oțel inoxidabil, iar producția de oțel inoxidabil trebuie să fie organizată în funcție de diferite soiuri și tipuri de materii prime. În prezent, direcția de dezvoltare a producției de oțel inoxidabil din țara mea este de a îmbunătăți calitatea, de a reduce costurile, de a economisi energie și de a reduce emisiile și, în același timp, de a continua să optimizeze potrivirea materiilor prime și a echipamentelor tehnice. În această lucrare, mai multe procese tipice de topire din oțel inoxidabil sunt comparate și analizate.
Datorită rezistenței sale excelente la coroziune și proprietăților excelente cuprinzătoare, oțelul inoxidabil este din ce în ce mai utilizat pe scară largă în diverse domenii industriale și civile. producția de oțel inoxidabil a țării mele a început târziu și s-a încheiat în 2000, când a plutit la 300.000 de tone pentru o lungă perioadă de timp, arătând o tendință de a sări și de a sări dezvoltarea rapidă. În 2017, producția globală de oțel inoxidabil brut a fost de 48,08 milioane de tone, iar producția de oțel inoxidabil a Chinei a ajuns la 25,7737 milioane de tone, reprezentând 54% din producția globală. Odată cu creșterea capacității de producție, modul de îmbunătățire a competitivității pe piață a întreprinderilor prin optimizarea procesului tehnologic și reducerea costului materiilor prime este iminent.
1. Dezvoltarea topirii oțelului inoxidabil
La începutul secolului 20, Sheffield, Anglia, a topit cu succes și a turnat primul oțel inoxidabil de calitate comercială, iar oțelul inoxidabil a intrat în atenția oamenilor de atunci. Până în anii 1940, americanul Hilty (D.C.Hilty), prin studiul echilibrului temperaturii Cr-C, a propus teoria decarburizării și retenției cromului în condiții de temperatură ridicată, care a pus bazele teoretice ale topirii oțelului inoxidabil și a studiat în continuare pe această bază. Efectul reducerii presiunii parțiale a carbonului lichefiat asupra reacției fizico-chimice a producției de oțel inoxidabil a dus la avansarea tehnologiei de topire a oțelului inoxidabil. Până la mijlocul anilor 1960, fabrica Edel a Companiei Witten din Germania a dezvoltat cu succes metoda de vid VOD și metoda de diluție AOD a Companiei Americane de Carburi din Statele Unite, care a redus foarte mult costul topirii oțelului inoxidabil, a îmbunătățit eficiența producției de oțel inoxidabil și a permis producția pe scară largă de oțel inoxidabil. devin posibile.
2. Echipamente de topire din oțel inoxidabil
Alegerea procesului de topire din oțel inoxidabil este legată de clasele de oțel și materiile prime. Aceste materii prime includ în principal: fier vechi, fier topit, minereu crom, aliaj de minereu de nichel etc.
Echipamentul utilizat în topirea oțelului inoxidabil este împărțit în două categorii: echipamente primare de topire și echipamente de rafinare. Echipamentul primar de topire include: cuptor cu arc electric (EAF), cuptor cu inducție fără vid (utilizat în general pentru producția la scară mică), cuptor cu arc scufundat, convertor. Echipamentele de rafinare includ în principal echipamente de rafinare de tip polonic (VOD, SS-VOD, VOD-PB etc.), echipamente de rafinare de tip convertor (AOD, VODC, VCR, CLU, KCB-S, KOBMS, K-BOP, MRP-L, GOR etc.) și echipamente de rafinare a expansiunii funcției RH (RH-OB, RH-KTB, RH-KPB etc.) trei categorii.
În general, atunci când materia primă de topire este fier vechi din oțel, echipamentul primar de topire adoptă procesul de curgere scurtă a cuptorului cu arc electric + echipamente de rafinare;
Când materia primă este fierul topit, echipamentul primar de rafinare adoptă procesul de convertizor + echipament de rafinare;
Când materia primă este fier vechi + fier topit, echipamentul primar de topire adoptă procesul cuptorului cu arc electric + convertor + echipament de rafinare;
Atunci când materia primă este minereul cromat, echipamentul primar de rafinare adoptă procesul de convertizor de reducere a topirii + convertor de decarburizare + echipament de rafinare (în prezent, acest proces este selectat de Kawasaki Steel în Japonia);
Atunci când minereul de nichel laterit intern este utilizat ca materie primă, echipamentul primar de rafinare adoptă procesul de uscare a cuptorului + cuptorului rotativ + cuptorului cu arc scufundat + convertor + echipament de rafinare.
3. Calea procesului de topire din oțel inoxidabil
În prezent, procesul de topire pentru producerea oțelului inoxidabil este împărțit în principal în metoda într-o singură etapă, metoda în două etape și metoda în trei pași.
3.1 Procesul de topire într-un singur pas
Procesul de topire timpurie a oțelului inoxidabil într-un singur pas se referă la finalizarea proceselor de topire, decarburizare, reducere și rafinare a deșeurilor într-un cuptor electric, iar sarcina este topită în oțel inoxidabil într-o singură etapă. Acest proces de producție de topire într-un singur pas care utilizează numai cuptorul electric pentru a topi oțelul inoxidabil este eliminat treptat datorită ciclului lung de topire, ratei scăzute de funcționare și costului ridicat de producție. Odată cu dezvoltarea continuă a procesului de rafinare în afara cuptorului și aplicarea pe scară largă a cuptoarelor AOD, multe întreprinderi de producție din oțel inoxidabil utilizează în prezent unele fier topit cu conținut scăzut de fosfor sau defosforizat pentru a înlocui resturile de oțel și utilizează fier topit și aliaje ca materii prime pentru a intra în cuptorul AOD pentru topirea oțelului inoxidabil. Un nou proces de topire într-un singur pas.
În comparație cu procesul anterior de topire într-un singur pas, noul proces de topire într-un singur pas elimină legătura de topire a cuptorului electric în procesul de producție. Avantajele sale includ: în primul rând, investiții mai mici; în al doilea rând, costuri de producție mai mici; consumul și îmbunătățirea purității oțelului topit; în al patrulea rând, rata deșeurilor este scăzută, ceea ce este adecvat pentru piața existentă a deșeurilor; în al cincilea rând, este deosebit de economic pentru topirea oțelului inoxidabil seria 400.
Cu toate acestea, noua metodă într-o singură etapă are anumite cerințe pentru condițiile de materii prime și soluțiile de produs: În primul rând, conținutul de fosfor al fierului topit din cuptorul AOD trebuie să fie mai mic de 0,03%, astfel încât defosforizarea fierului topit trebuie adăugată la procesul de topire; în al doilea rând, aliajul este utilizat ca materie primă în noua metodă într-un singur pas. Se adaugă la cuptorul AOD, iar cantitatea excesivă de aliaj cu conținut ridicat de carbon adăugată la cuptorul AOD va afecta echilibrul termic al întregului proces de topire și nu este potrivită pentru soiurile din oțel inoxidabil cu componente complexe și conținut ridicat de aliaj.
Noul proces de producție a oțelului inoxidabil într-un singur pas este utilizat în prezent pe scară largă în producția de oțel inoxidabil seria 400. Ca țară în curs de dezvoltare, China nu dispune de resurse de oțel vechi și este extrem de săracă în nichel. În plus, oțelul inoxidabil seria 400 este utilizat pe scară largă în viața de zi cu zi și în producția industrială. Aceste condiții obiective fac din ce în ce mai populară noua topire a oțelului inoxidabil într-un singur pas. Mulți producători îl folosesc.
3.2 Procesul de topire în două etape
Traseul procesului în două etape este EAF→AOD, EAF→VOD (cuptor cu arc electric→ cuptor de rafinare în vidVOD). Capacitatea de producție a procesului EAF→AOD reprezintă aproximativ 70 % din capacitatea mondială de producție a oțelului inoxidabil. Cuptorul EAF este utilizat în principal pentru a topi deșeurile de oțel și materii prime din aliaj pentru a produce pre-topirea oțelului inoxidabil, care este apoi topit în oțel inoxidabil topit calificat în cuptorul AOD. .
În procesul în două etape, dacă conținutul de fosfor al materiilor prime care intră în cuptorul electric este relativ ridicat, trebuie adăugată o legătură de defosforizare înainte de topirea oțelului inoxidabil între cuptorul electric și cuptorul AOD. Cele mai frecvent utilizate procese de defosforizare înainte de topire sunt defosforizarea convertorului și defosforizarea prin pulverizare cu rezervor de metal fierbinte. Atunci când metoda în două etape utilizează fierul topit de furnal ca materie primă principală pentru topirea oțelului inoxidabil, dacă conținutul de fosfor al furnalului este ridicat, este de asemenea necesar să se adauge o legătură de defosforizare.
Procesul de topire în două etape din oțel inoxidabil este utilizat pe scară largă în producția de diferite serii de oțel inoxidabil. 95% varietate din oțel inoxidabil.
Cu toate acestea, metoda în două etape trebuie să acorde atenție următoarelor trei puncte în ceea ce privește consumul mediu și planul de soi: În primul rând, odată cu progresul procesului de topire și îmbunătățirea nivelului de funcționare în ultimii ani, consumul de argon și alte medii în procesul de topire în două etape a fost redus semnificativ. Cu toate acestea, în comparație cu metoda într-un singur pas și metoda în trei pași, consumul de argon și alte medii este încă puțin mai mare; în al doilea rând, atunci când cuptorul AOD decarburizează până la capăt, conținutul de oxigen din oțelul topit este relativ ridicat, iar ferosiliconul trebuie adăugat pentru a reduce oxigenul din oțelul topit, astfel încât consumul de ferosilicon Al treilea este că nu poate fi utilizat pentru a produce oțel inoxidabil cu emisii foarte scăzute de carbon și azot în prezent, iar conținutul de gaz din oțel este relativ ridicat.
3.3 Procesul de topire în trei etape
Fluxul de proces de bază al metodei în trei etape este: cuptorul primar de topire → convertorul dublu de suflare / cuptorul AOD → dispozitiv de rafinare în vid. Metoda în trei pași este o metodă avansată pentru topirea oțelului inoxidabil, iar calitatea produsului este bună, care este potrivită pentru producătorii profesioniști și producția de oțel inoxidabil în întreprinderile comune din fier și oțel.
Metoda în trei pași a oțelului inoxidabil adaugă un pas de decarburizare profundă pe baza metodei în doi pași. Avantajele procesului său de topire sunt: în primul rând, diviziunea muncii în fiecare legătură este clară, ritmul de producție este rapid, iar operațiunea este optimizată; Conținutul de oxigen și incluziuni este scăzut, iar gama de produse care pot fi produse este largă; al treilea este că fierul topit poate fi utilizat pentru topire, cerințele pentru materiile prime nu sunt ridicate, iar selecția materiilor prime este flexibilă.
Cu toate acestea, procesul de topire în trei etape din oțel inoxidabil realizează funcția metalurgică pas cu pas, care va avea următorul impact asupra investiției de producție: în primul rând, legăturile de proces sunt crescute, iar costurile de investiții și de producție sunt relativ ridicate; în al doilea rând, sistemul de echipamente de vid este complex, iar cantitatea de întreținere este mare.
În prezent, procesul de topire pentru producerea oțelului inoxidabil în lume adoptă în principal metoda în două etape și metoda în trei pași. Printre acestea, metoda în doi pași a EAF + AOD sau EAF + VOD este cea mai utilizată pe scară largă, reprezentând aproximativ 70%, iar metoda în trei pași reprezintă aproximativ 20%. Deoarece fierul topit cu conținut scăzut de fosfor este utilizat pe scară largă în producția de oțel inoxidabil, noul proces de topire a oțelului inoxidabil într-o singură etapă este, de asemenea, adoptat de tot mai multe întreprinderi producătoare de oțel inoxidabil. Pentru a se adapta la concurența acerbă de pe piața oțelului inoxidabil, pentru a îmbunătăți calitatea produselor și pentru a reduce costurile de producție, diverse întreprinderi din țara mea aleg procese adecvate de topire a oțelului inoxidabil în funcție de condițiile lor reale.
4. Selectarea rutei procesului de topire pentru întreprinderile interne de producție a oțelului inoxidabil
Determinarea traseului procesului de topire din oțel inoxidabil ar trebui să ia mai întâi conturul produsului ca punct de plecare și să selecteze calea corespunzătoare a procesului de topire din oțel inoxidabil pe baza compoziției materiilor prime de topire din oțel inoxidabil și a mecanismului de rafinare din oțel inoxidabil. Factori precum condițiile materiilor prime, scara de producție, planurile de produse, costurile de exploatare și obiceiurile de funcționare ale lucrătorilor din întreprinderile de producție a oțelului inoxidabil vor afecta alegerea procesului de producție de topire a oțelului inoxidabil. Deoarece factori precum materiile prime, costurile de exploatare și planurile de produse sunt puternic afectați de fluctuațiile pieței, selectarea proceselor de producție în atelierele moderne de topire din oțel inoxidabil ar trebui să aibă o anumită flexibilitate, iar procesele de producție și planurile de produse pot fi ajustate în funcție de condițiile pieței.
Cele mai multe dintre întreprinderile de producție din oțel inoxidabil la scară largă din China sunt întreprinderi integrate din oțel, cum ar fi Taiyuan Fier și Oțel Co, Ltd., Jiuzhou fier și oțel Co, Ltd., care produc atât oțel inoxidabil și oțel carbon. Pentru aceste întreprinderi combinate din fier și oțel, configurația echipamentelor de proces poate îndeplini cerințele unor rute de proces diversificate și diferite raporturi de materii prime. Gama de materii prime este relativ largă. Există suficiente surse de fier topit și resturi de oțel care pot satisface nevoile. Cele mai bune materii prime pot fi selectate. Planul de potrivire. Aceste întreprinderi au o mai mare flexibilitate în selectarea rutelor de proces de topire din oțel inoxidabil.
Din cauza lipsei de resurse de resturi din oțel inoxidabil în China, costul ridicat al ingredientelor în procesul de topire din oțel inoxidabil care utilizează deșeurile ca materie primă principală, împreună cu consumul ridicat de energie al tuturor topirii deșeurilor și calitatea slabă a deșeurilor care aduce multe elemente dăunătoare în oțelul topit, din ce în ce mai multă producție de oțel inoxidabil în China Întreprinderile tind să utilizeze fier topit de furnal defosforizat pentru a topi oțelul inoxidabil. În special în întreprinderile complexe de fier și oțel, utilizarea furnalului sistemului de oțel carbon pentru a furniza o parte din fierul topit sistemului de topire din oțel inoxidabil poate reduce în mod eficient costul materiilor prime pe tona de oțel. În același timp, instalațiile de tratare a defosforizării sunt utilizate pe scară largă în procesele de producție din oțel inoxidabil. Aplicarea instalațiilor de tratare a defosforizării poate nu numai să reducă cerințele pentru materiile prime în producția de oțel inoxidabil, ci și să reducă costurile de producție, astfel încât fierul topit de furnal, oțelul uzat obișnuit, fierul de porc cu fosfor ridicat și aliajele cu fosfor ridicat să poată fi utilizate în cantități mari în producția de oțel inoxidabil.
