Proces i razvoj taljenja nehrđajućeg čelika
moja zemlja je postala velika zemlja u potrošnji i proizvodnji nehrđajućeg čelika, a proizvodnju nehrđajućeg čelika potrebno je organizirati prema različitim vrstama i vrstama sirovina. Trenutačno je razvojni smjer proizvodnje nehrđajućeg čelika u mojoj zemlji poboljšanje kvalitete, smanjenje troškova, ušteda energije i smanjenje emisija, a u isto vrijeme, nastavak optimizacije usklađenosti sirovina i tehničke opreme. U ovom radu uspoređuje se i analizira nekoliko tipičnih procesa taljenja nehrđajućeg čelika.
Zbog svoje izvrsne otpornosti na koroziju i izvrsnih sveobuhvatnih svojstava, nehrđajući čelik se sve više koristi u raznim industrijskim i civilnim područjima. proizvodnja nehrđajućeg čelika u mojoj zemlji počela je kasno, a završila je u 2000 kada je dugo stajala na 300.000 tona, pokazujući trend skoka i brzog razvoja. U 2017. globalna proizvodnja sirovog nehrđajućeg čelika iznosila je 48,08 milijuna tona, a kineska proizvodnja nehrđajućeg čelika dosegla je 25,7737 milijuna tona, što čini 54 posto svjetske proizvodnje. S povećanjem proizvodnih kapaciteta predstoji kako poboljšati tržišnu konkurentnost poduzeća optimizacijom tehnološkog procesa i smanjenjem cijene sirovina.
1. Razvoj taljenja nehrđajućeg čelika
Početkom 20. stoljeća, Sheffield, Engleska, uspješno je istopio i izlio prvi nehrđajući čelik komercijalne kvalitete i od tada je nehrđajući čelik privukao pažnju ljudi. Do 1940-ih, američki Hilty (DCHilty), kroz proučavanje Cr-C temperaturne ravnoteže, predložio je teoriju razugljičenja i zadržavanja kroma u uvjetima visoke temperature, što je postavilo teorijske temelje taljenja nehrđajućeg čelika i dalje proučavalo na toj osnovi. Učinak smanjenja parcijalnog tlaka ukapljenog ugljika na fizikalno-kemijske reakcije proizvodnje nehrđajućeg čelika doveo je do napretka tehnologije taljenja nehrđajućeg čelika. Sredinom do kasnih 1960-ih, tvornica Edel tvrtke Witten u Njemačkoj uspješno je razvila vakuumsku metodu VOD, a metodu razrjeđivanja AOD tvrtke United Carbide Company u Sjedinjenim Državama, koja je uvelike smanjila troškove taljenja nehrđajućeg čelika, poboljšala učinkovitost proizvodnje nehrđajućeg čelika, te omogućila masovnu proizvodnju nehrđajućeg čelika. postati moguće.
2. Oprema za taljenje nehrđajućeg čelika
Izbor procesa taljenja nehrđajućeg čelika vezan je za vrste čelika i sirovine. Ove sirovine uglavnom uključuju: otpadni čelični otpad, rastaljeno željezo, rudu kroma, leguru rude nikla, itd.
Oprema koja se koristi u taljenju nehrđajućeg čelika podijeljena je u dvije kategorije: oprema za primarno taljenje i oprema za rafiniranje. Primarna oprema za taljenje uključuje: elektrolučnu peć (EAF), nevakumsku indukcijsku peć (uglavnom se koristi za malu proizvodnju), peć s potopljenim lukom, pretvarač. Oprema za rafiniranje uglavnom uključuje opremu za rafiniranje tipa lopatica (VOD, SS-VOD, VOD-PB, itd.), opremu za rafinaciju tipa pretvarača (AOD, VODC, VCR, CLU, KCB-S, KOBMS, K-BOP, MRP-L, GOR, itd. ) i oprema za rafiniranje proširenja funkcije RH (RH-OB, RH-KTB, RH-KPB, itd.) tri kategorije.
Općenito govoreći, kada je sirovina za taljenje otpadni čelični otpad, oprema za primarnu taljenje usvaja proces kratkog protoka električne lučne peći plus oprema za rafiniranje;
Kada je sirovina rastaljeno željezo, oprema za primarnu rafinaciju usvaja proces konvertor plus oprema za rafiniranje;
Kada je sirovina otpadni čelik plus rastaljeno željezo, oprema za primarnu taljenje usvaja proces električne lučne peći plus pretvarač plus oprema za rafiniranje;
Kada je sirovina ruda kroma, oprema za primarnu rafinaciju usvaja proces pretvarača redukcije topljenja plus pretvarača za razugljičenje plus oprema za rafiniranje (trenutno ovaj proces odabire Kawasaki Steel u Japanu);
Kada se domaća lateritna ruda nikla koristi kao sirovina, oprema za primarnu rafinaciju usvaja proces peći za sušenje plus rotirajuća peć plus potopljena lučna peć plus konverter plus oprema za rafiniranje.
3. Proces taljenja nehrđajućeg čelika
Trenutno je proces taljenja za proizvodnju nehrđajućeg čelika uglavnom podijeljen na metodu u jednom koraku, metodu u dva koraka i metodu u tri koraka.
3.1 Proces taljenja u jednom koraku
Rani jednostupanjski proces taljenja nehrđajućeg čelika odnosi se na dovršetak procesa taljenja otpada, razugljičenja, redukcije i rafiniranja u električnoj peći, a punjenje se topi u nehrđajući čelik u jednom koraku. Ovaj proizvodni proces taljenja u jednom koraku koji koristi samo električnu peć za taljenje nehrđajućeg čelika postupno se eliminira zbog dugog ciklusa taljenja, niske brzine rada i visokih troškova proizvodnje. Uz kontinuirani razvoj procesa rafiniranja izvan peći i široku primjenu AOD peći, mnoga poduzeća za proizvodnju nehrđajućeg čelika trenutno koriste rastopljeno željezo s niskim udjelom fosfora ili defosforizirano za zamjenu otpadnog čelika i koriste rastaljeno željezo i legure kao sirovine za ulazak AOD peć za taljenje nehrđajućeg čelika. Novi proces taljenja u jednom koraku.
U usporedbi s ranijim postupkom taljenja u jednom koraku, novi proces taljenja u jednom koraku eliminira kariku taljenja električne peći u proizvodnom procesu. Njegove prednosti uključuju: prvo, niže investicije; drugo, niži troškovi proizvodnje; potrošnju, te poboljšati čistoću rastaljenog čelika; četvrto, omjer otpada je nizak, što je prikladno za postojeće tržište otpada; peto, posebno je ekonomičan za taljenje nehrđajućeg čelika serije 400.
Međutim, nova metoda u jednom koraku ima određene zahtjeve za uvjete sirovina i rješenja proizvoda: prvo, sadržaj fosfora u rastaljenom željezu u AOD peći mora biti manji od 0.03 posto, tako da defosforizacija rastaljenog željeza mora se dodati u proces taljenja; drugo, legura se koristi kao sirovina u novoj metodi u jednom koraku. Dodaje se u AOD peć, a prekomjerna količina legure s visokim udjelom ugljika koja se dodaje u AOD peći utječe na toplinsku ravnotežu cijelog procesa taljenja i nije prikladna za vrste nehrđajućeg čelika sa složenim komponentama i visokim udjelom legure.
Novi proizvodni proces od nehrđajućeg čelika u jednom koraku trenutno se široko koristi u proizvodnji nehrđajućeg čelika serije 400. Kao zemlja u razvoju, Kini nedostaju resursi čeličnog otpada i izrazito je siromašna niklom. Osim toga, nehrđajući čelik serije 400 naširoko se koristi u svakodnevnom životu i industrijskoj proizvodnji. Ovi objektivni uvjeti čine novo jednostepeno taljenje nehrđajućeg čelika sve popularnijim. Mnogi ga proizvođači koriste.
3.2 Postupak taljenja u dva koraka
Ruta procesa u dva koraka je EAF→AOD, EAF→VOD (električna lučna peć→VOD vakuumska rafinirajuća peć). Proizvodni kapacitet EAF→AOD procesa čini oko 70 posto svjetskog kapaciteta proizvodnje nehrđajućeg čelika. EAF peć se uglavnom koristi za taljenje otpadnog čelika i legiranih sirovina za proizvodnju prethodno taljenog nehrđajućeg čelika, koji se zatim topi u kvalificirani rastaljeni čelik od nehrđajućeg čelika u AOD peći. .
U procesu u dva koraka, ako je sadržaj fosfora u sirovinama koje ulaze u električnu peć relativno visok, između električne peći i AOD peći treba dodati vezu defosforizacije prije taljenja od nehrđajućeg čelika. Najčešće korišteni procesi defosforizacije prije taljenja su defosforizacija pretvarača i defosforizacija raspršivanjem na vrhu spremnika vrućim metalom. Kada dvostupanjska metoda koristi rastaljeno željezo iz visoke peći kao glavnu sirovinu za taljenje nehrđajućeg čelika, ako je sadržaj fosfora u visokoj peći visok, potrebno je dodati i vezu za defosforizaciju.
Dvostupanjski proces taljenja nehrđajućeg čelika naširoko se koristi u proizvodnji različitih serija nehrđajućeg čelika. Raznolikost od 95 posto nehrđajućeg čelika.
Međutim, metoda u dva koraka još uvijek treba obratiti pozornost na sljedeće tri točke u smislu srednje potrošnje i plana raznolikosti: Prvo, s napretkom procesa taljenja i poboljšanjem razine rada posljednjih godina, potrošnja argona i ostalih medija u dvostupanskom procesu taljenja značajno je smanjen. Međutim, u usporedbi s metodom u jednom koraku i metodom u tri koraka, potrošnja argona i drugih medija je još uvijek nešto veća; drugo, kada se AOD peć razugljiči do kraja, sadržaj kisika u rastaljenom čeliku je relativno visok, a ferosilicij se mora dodati kako bi se smanjio kisik u rastaljenom čeliku, pa je potrošnja ferosilicija Treće je da se ne može koristiti za proizvodnju nehrđajući čelik s ultra niskim udjelom ugljika i dušika, a sadržaj plina u čeliku je relativno visok.
3.3 Proces taljenja u tri koraka
Osnovni tijek procesa metode u tri koraka je: primarna peć za taljenje → konvertor s dvostrukim puhanjem/AOD peć → uređaj za vakuumsku rafinaciju. Metoda u tri koraka je napredna metoda za taljenje nehrđajućeg čelika, a kvaliteta proizvoda je dobra, što je pogodno za profesionalne proizvođače i proizvodnju nehrđajućeg čelika u zajedničkim poduzećima željeza i čelika.
Metoda od nehrđajućeg čelika u tri koraka dodaje korak duboke dekarbonizacije na temelju metode u dva koraka. Prednosti njegovog procesa taljenja su: prvo, podjela rada u svakoj karici je jasna, ritam proizvodnje je brz, a rad je optimiziran; Sadržaj kisika i inkluzija je nizak, a raspon proizvoda koji se mogu proizvesti je širok; treći je da se rastaljeno željezo može koristiti za taljenje, zahtjevi za sirovinama nisu visoki, a izbor sirovina je fleksibilan.
Međutim, proces taljenja nehrđajućeg čelika u tri koraka ostvaruje metaluršku funkciju korak po korak, što će imati sljedeće utjecaje na ulaganje u proizvodnju: prvo, procesne veze se povećavaju, a investicijski i proizvodni troškovi su relativno visoki; drugo, sustav vakuumske opreme je složen i količina održavanja je velika.
Trenutno, proces taljenja za proizvodnju nehrđajućeg čelika u svijetu uglavnom prihvaća metodu u dva koraka i metodu u tri koraka. Među njima se najviše koristi metoda u dva koraka EAF plus AOD ili EAF plus VOD, koja čini oko 70 posto, a metoda u tri koraka čini oko 20 posto. Kako se rastaljeno željezo s niskim sadržajem fosfora naširoko koristi u proizvodnji nehrđajućeg čelika, novi proces taljenja nehrđajućeg čelika u jednom koraku također prihvaća sve više poduzeća za proizvodnju nehrđajućeg čelika. Kako bi se prilagodili oštroj konkurenciji na tržištu nehrđajućeg čelika, poboljšali kvalitetu proizvoda i smanjili troškove proizvodnje, različita poduzeća u mojoj zemlji odabiru odgovarajuće procese taljenja nehrđajućeg čelika u skladu sa svojim stvarnim uvjetima.
4. Odabir pravca procesa taljenja za domaća poduzeća za proizvodnju nehrđajućeg čelika
Određivanje rute procesa taljenja nehrđajućeg čelika najprije treba uzeti nacrt proizvoda kao početnu točku i odabrati odgovarajući put procesa taljenja nehrđajućeg čelika na temelju sastava sirovine za taljenje nehrđajućeg čelika i mehanizma za rafiniranje nehrđajućeg čelika. Čimbenici kao što su uvjeti sirovina, opseg proizvodnje, planovi proizvoda, operativni troškovi i radne navike radnika u poduzećima za proizvodnju nehrđajućeg čelika utjecat će na izbor proizvodnog procesa taljenja nehrđajućeg čelika. Budući da na čimbenike kao što su sirovine, operativni troškovi i planovi proizvoda uvelike utječu tržišne fluktuacije, odabir proizvodnih procesa u suvremenim radionicama za taljenje nehrđajućeg čelika trebao bi imati određenu fleksibilnost, a proizvodni procesi i planovi proizvoda mogu se prilagoditi tržišnim uvjetima.
Većina kineskih velikih poduzeća za proizvodnju nehrđajućeg čelika integrirana su poduzeća čelika, kao što su Taiyuan Iron and Steel Co., Ltd., Jiuzhou Iron and Steel Co., Ltd., koja proizvode i nehrđajući i ugljični čelik. Za ova kombinirana poduzeća željeza i čelika, konfiguracija procesne opreme može zadovoljiti zahtjeve raznolikih procesnih ruta i različitih omjera sirovina. Raspon sirovina je relativno širok. Postoji dovoljno zaliha rastaljenog željeza i čeličnog otpada koji mogu zadovoljiti potrebe. Mogu se odabrati najbolje sirovine. Plan podudaranja. Ova poduzeća imaju veću fleksibilnost u odabiru puteva procesa taljenja nehrđajućeg čelika.
Zbog nedostatka resursa otpada od nehrđajućeg čelika u Kini, visoke cijene sastojaka u procesu taljenja nehrđajućeg čelika koji koristi otpad kao glavnu sirovinu, zajedno s velikom potrošnjom energije svih taljenja otpada i lošom kvalitetom otpada koji unosi mnoge štetne elemente u rastaljeni čelik, sve više proizvodnje nehrđajućeg čelika u Kini. Poduzeća imaju tendenciju da koriste defosforizirano rastaljeno željezo u visokim pećima za taljenje nehrđajućeg čelika. Pogotovo u poduzećima kompleksa željeza i čelika, korištenje visoke peći sustava od ugljičnog čelika za opskrbu dijela rastaljenog željeza u sustav za taljenje nehrđajućeg čelika može učinkovito smanjiti troškove sirovina po toni čelika. Istodobno, postrojenja za obradu defosforizacije imaju široku primjenu u procesima proizvodnje nehrđajućeg čelika. Primjena postrojenja za obradu defosforizacije ne može samo smanjiti zahtjeve za sirovinama u proizvodnji nehrđajućeg čelika, već i smanjiti troškove proizvodnje, tako da se rastaljeno željezo u visokim pećima, obični otpadni čelik, sirovo željezo s visokim sadržajem fosfora i legure s visokim sadržajem fosfora mogu koristiti u velikim pećima. količine u proizvodnji nehrđajućeg čelika.
