Proces tavení a vývoj nerezové oceli
moje země se stala velkou zemí ve spotřebě a výrobě nerezové oceli a výroba nerezové oceli musí být organizována podle různých odrůd a typů surovin. V současné době je vývojovým směrem výroby nerezové oceli v mé zemi zlepšování kvality, snižování nákladů, úspora energie a snižování emisí a současně i nadále optimalizace sladění surovin a technického vybavení. V tomto článku je porovnáno a analyzováno několik typických procesů tavení nerezové oceli.
Pro svou vynikající odolnost proti korozi a vynikající komplexní vlastnosti je nerezová ocel stále více používána v různých průmyslových a civilních oblastech. výroba nerezové oceli v mé zemi začala pozdě a skončila ve 2000, když se dlouhou dobu pohybovala na 300 000 tunách, což ukazuje trend skokového a skokového rychlého rozvoje. V roce 2017 byla celosvětová produkce surové nerezové oceli 48,08 milionů tun a čínská produkce nerezové oceli dosáhla 25,7737 milionů tun, což představuje 54 procent celosvětové produkce. S nárůstem výrobní kapacity je na spadnutí, jak zlepšit tržní konkurenceschopnost podniků optimalizací technologického procesu a snižováním nákladů na suroviny.
1. Vývoj tavení nerezové oceli
Na začátku 20. století se v anglickém Sheffieldu úspěšně tavil a odléval nerezová ocel první komerční jakosti a od té doby se nerezová ocel dostala do povědomí lidí. Ve 40. letech 20. století navrhl American Hilty (DCHilty) prostřednictvím studia teplotní bilance Cr-C teorii oduhličení a retence chrómu za vysokých teplot, což položilo teoretický základ tavení nerezové oceli, a na tomto základě dále studoval. Vliv snížení parciálního tlaku zkapalněného uhlíku na fyzikálně-chemickou reakci výroby nerezové oceli vedl k pokroku v technologii tavení nerezové oceli. Od poloviny do konce 60. let 20. století továrna Edel společnosti Witten Company v Německu úspěšně vyvinula vakuovou metodu VOD a metodu ředění AOD společnosti United Carbide Company ve Spojených státech, která výrazně snížila náklady na tavení nerezové oceli. efektivnost výroby nerezové oceli a umožnila velkosériovou výrobu nerezové oceli. stát možným.
2. Zařízení na tavení nerezové oceli
Volba procesu tavení nerezové oceli souvisí s třídami oceli a surovinami. Mezi tyto suroviny patří především: ocelový šrot, roztavené železo, chromová ruda, slitina niklové rudy atd.
Zařízení používaná při tavení nerezové oceli se dělí do dvou kategorií: primární tavicí zařízení a rafinační zařízení. Mezi primární tavicí zařízení patří: elektrická oblouková pec (EAF), bezvakuová indukční pec (obecně používaná pro malosériovou výrobu), oblouková pec, konvertor. Mezi rafinační zařízení patří především rafinační zařízení typu pánvička (VOD, SS-VOD, VOD-PB atd.), rafinační zařízení typu konvertoru (AOD, VODC, VCR, CLU, KCB-S, KOBMS, K-BOP, MRP-L, GOR, atd.) a rafinační zařízení pro rozšíření funkce RH (RH-OB, RH-KTB, RH-KPB atd.) tři kategorie.
Obecně řečeno, když je surovinou pro tavení ocelový šrot, primární tavicí zařízení přijímá proces s krátkým průtokem elektrické obloukové pece plus rafinační zařízení;
Když je surovinou roztavené železo, primární rafinační zařízení přijímá proces konvertoru a rafinačního zařízení;
Když je surovinou ocelový šrot plus roztavené železo, primární tavicí zařízení přijímá proces elektrické obloukové pece plus konvertor plus rafinační zařízení;
Když je surovinou chromová ruda, primární rafinační zařízení používá proces tavícího redukčního konvertoru plus dekarbonizačního konvertoru plus rafinační zařízení (v současnosti tento proces vybírá společnost Kawasaki Steel v Japonsku);
Když se jako surovina používá domácí lateritová niklová ruda, primární rafinační zařízení přijímá proces sušicí pece plus rotační pec plus oblouková pec plus konvertor plus rafinační zařízení.
3. Cesta procesu tavení nerezové oceli
V současné době se tavicí proces pro výrobu nerezové oceli dělí hlavně na jednokrokovou metodu, dvoustupňovou metodu a třístupňovou metodu.
3.1 Jednokrokový proces tavení
Raný jednostupňový proces tavení nerezové oceli se týká dokončení procesů tavení šrotu, oduhličení, redukce a rafinace v elektrické peci a vsázka je roztavena na nerezovou ocel v jednom kroku. Tento jednokrokový výrobní proces tavení, který k tavení nerezové oceli používá pouze elektrickou pec, je postupně eliminován kvůli dlouhému cyklu tavení, nízké provozní rychlosti a vysokým výrobním nákladům. S nepřetržitým rozvojem procesu rafinace mimo pec a širokým používáním pecí AOD v současné době mnoho podniků vyrábějících nerezovou ocel používá některé roztavené železo s nízkým obsahem fosforu nebo defosforizované roztavené železo, které nahrazuje ocelový šrot, a jako suroviny pro vstup používají roztavené železo a slitiny. pec AOD pro tavení nerezové oceli. Nový jednokrokový proces tavení.
Ve srovnání s dřívějším jednokrokovým tavicím procesem nový jednokrokový tavicí proces eliminuje tavicí spojení elektrické pece ve výrobním procesu. Mezi jeho výhody patří: za prvé, nižší investice; za druhé, nižší výrobní náklady; spotřebu a zlepšit čistotu roztavené oceli; za čtvrté, poměr šrotu je nízký, což je vhodné pro stávající trh šrotu; za páté, je zvláště hospodárný pro tavení nerezové oceli řady 400.
Nová jednokroková metoda však má určité požadavky na podmínky surovin a řešení produktu: Za prvé, obsah fosforu v roztaveném železe v peci AOD musí být nižší než 0,03 procenta, takže defosforizace roztaveného železa musí být přidáno do procesu tavení; za druhé, slitina se používá jako surovina v nové jednokrokové metodě. Přidává se do pece AOD a nadměrné množství slitiny s vysokým obsahem uhlíku přidávané do pece AOD ovlivní tepelnou bilanci celého procesu tavení a není vhodné pro odrůdy nerezové oceli se složitými komponenty a vysokým obsahem slitin.
Nový jednostupňový proces výroby nerezové oceli je v současné době široce používán při výrobě nerezové oceli řady 400. Čína jako rozvojová země postrádá zdroje ocelového šrotu a je extrémně chudá na nikl. Kromě toho je nerezová ocel řady 400 široce používána v každodenním životě a průmyslové výrobě. Tyto objektivní podmínky činí nové jednostupňové tavení nerezové oceli stále populárnější. Mnoho výrobců to používá.
3.2 Dvoustupňový proces tavení
Dvoustupňový proces je EAF→AOD, EAF→VOD (elektrická oblouková pec→VOD vakuová rafinační pec). Výrobní kapacita procesu EAF→AOD představuje asi 70 procent světové výrobní kapacity nerezové oceli. Pec EAF se používá hlavně k tavení ocelového šrotu a slitinových surovin k výrobě předtavení nerezové oceli, která se pak taví na kvalifikovanou roztavenou nerezovou ocel v peci AOD. .
Ve dvoustupňovém procesu, pokud je obsah fosforu v surovinách vstupujících do elektrické pece relativně vysoký, je třeba mezi elektrickou pec a AOD pec přidat článek předtavení nerezové oceli. Nejběžněji používanými procesy defosforizace před roztavením jsou defosforizace v konvertoru a defosforizace rozprašováním horkého kovu. Když dvoustupňová metoda používá vysokopecní roztavené železo jako hlavní surovinu pro tavení nerezové oceli, je-li obsah vysokopecního fosforu vysoký, je také nutné přidat defosforizační článek.
Dvoustupňový proces tavení nerezové oceli je široce používán při výrobě různých sérií nerezové oceli. Odrůda z 95 procent nerezové oceli.
Dvoustupňová metoda však stále musí věnovat pozornost následujícím třem bodům z hlediska střední spotřeby a odrůdového plánu: Za prvé, s postupem tavby a zlepšováním provozní úrovně v posledních letech se spotřeba argonu a dalších médií ve dvoustupňovém tavicím procesu byla výrazně snížena. Ve srovnání s jednokrokovou metodou a tříkrokovou metodou je však spotřeba argonu a dalších médií stále o něco větší; za druhé, když se pec AOD oduhličí až do konce, obsah kyslíku v roztavené oceli je relativně vysoký a ke snížení kyslíku v roztavené oceli je třeba přidat ferosilicium, takže spotřeba ferosilicia Třetí je, že jej nelze použít k výrobě v současnosti nerezová ocel s ultra nízkým obsahem uhlíku a dusíku a obsah plynu v oceli je relativně vysoký.
3.3 Tříkrokový proces tavení
Základní procesní tok třístupňové metody je: primární tavicí pec → dvojfoukací konvertor/pec AOD → vakuové rafinační zařízení. Třístupňová metoda je pokročilá metoda pro tavení nerezové oceli a kvalita produktu je dobrá, což je vhodné pro profesionální výrobce a výrobu nerezové oceli ve společných železářských a ocelářských podnicích.
Tříkroková metoda nerezové oceli přidává krok hlubokého oduhličení na základě dvoukrokové metody. Výhody jeho procesu tavení jsou: za prvé, dělba práce v každém článku je jasná, výrobní rytmus je rychlý a provoz je optimalizován; Obsah kyslíku a inkluzí je nízký a rozsah produktů, které lze vyrábět, je široký; třetí je, že roztavené železo lze použít k tavení, požadavky na suroviny nejsou vysoké a výběr surovin je flexibilní.
Třístupňový proces tavení nerezové oceli však krok za krokem realizuje metalurgickou funkci, což bude mít následující dopady na výrobní investice: zaprvé se zvýší procesní vazby a investiční a výrobní náklady jsou relativně vysoké; za druhé, systém vakuového zařízení je složitý a množství údržby je velké.
V současné době proces tavení pro výrobu nerezové oceli ve světě využívá především dvoustupňovou metodu a třístupňovou metodu. Mezi nimi je nejrozšířenější dvoustupňová metoda EAF plus AOD nebo EAF plus VOD, která představuje asi 70 procent, a třístupňová metoda představuje asi 20 procent. Protože roztavené železo s nízkým obsahem fosforu je široce používáno při výrobě nerezové oceli, nový jednostupňový proces tavení nerezové oceli je také přijímán stále více podniky vyrábějícími nerezovou ocel. Aby se různé podniky v mé zemi přizpůsobily tvrdé konkurenci na trhu s nerezovou ocelí, zlepšily kvalitu výrobků a snížily výrobní náklady, volí vhodné procesy tavení nerezové oceli podle jejich skutečných podmínek.
4. Výběr postupu tavení pro tuzemské podniky výroby nerezové oceli
Určení cesty procesu tavení nerezové oceli by mělo nejprve vycházet z obrysu produktu a zvolit vhodnou cestu procesu tavení nerezové oceli na základě složení surovin tavení nerezové oceli a mechanismu rafinace nerezové oceli. Faktory, jako jsou podmínky surovin, rozsah výroby, produktové plány, provozní náklady a pracovní návyky pracovníků podniků vyrábějících nerezovou ocel, ovlivní volbu výrobního procesu tavení nerezové oceli. Vzhledem k tomu, že faktory, jako jsou suroviny, provozní náklady a produktové plány, jsou značně ovlivněny výkyvy trhu, měl by mít výběr výrobních procesů v moderních nerezových tavírnách určitou flexibilitu a výrobní procesy a produktové plány lze upravit podle podmínek na trhu.
Většina velkých čínských podniků na výrobu nerezové oceli jsou integrované ocelářské podniky, jako jsou Taiyuan Iron and Steel Co., Ltd., Jiuzhou Iron and Steel Co., Ltd., které vyrábějí jak nerezovou, tak uhlíkovou ocel. Pro tyto kombinované železářské a ocelářské podniky může konfigurace procesního zařízení splňovat požadavky diverzifikovaných procesních tras a různých poměrů surovin. Spektrum surovin je poměrně široké. K dispozici jsou dostatečné zásoby roztaveného železa a ocelového šrotu, které mohou uspokojit potřeby. Lze vybrat nejlepší suroviny. Srovnávací plán. Tyto podniky mají větší flexibilitu při výběru procesů tavení nerezové oceli.
Kvůli nedostatku zdrojů šrotu z nerezové oceli v Číně, vysokým nákladům na přísady v procesu tavení nerezové oceli, který používá šrot jako hlavní surovinu, spolu s vysokou spotřebou energie při veškerém tavení šrotu a nízkou kvalitou šrotu, který přináší mnoho škodlivých prvků do roztavené oceli, stále více výroby nerezové oceli v Číně Podniky mají tendenci používat k tavení nerezové oceli defosforizované roztavené železo z vysokých pecí. Zejména v podnicích s komplexem železa a oceli může použití vysoké pece systému uhlíkové oceli k dodávání části roztaveného železa do systému tavení nerezové oceli účinně snížit náklady na suroviny na tunu oceli. Zařízení pro odfosfoření jsou zároveň široce používána v procesech výroby nerezové oceli. Aplikace zařízení na defosforizační úpravu může nejen snížit požadavky na suroviny při výrobě nerezové oceli, ale také snížit výrobní náklady, takže vysokopecní roztavené železo, běžný ocelový šrot, surové železo s vysokým obsahem fosforu a slitiny s vysokým obsahem fosforu mohou být použity ve velkém množství při výrobě nerezové oceli.
