Процес та розробка виплавки нержавіючої сталі
моя країна стала великою країною у споживанні та виробництві нержавіючої сталі, і виробництво нержавіючої сталі необхідно організувати відповідно до різних сортів і видів сировини. Наразі напрямок розвитку виробництва нержавіючої сталі в моїй країні полягає в покращенні якості, зниженні витрат, економії енергії та скороченні викидів, і в той же час продовження оптимізації відповідності сировини та технічного обладнання. У цій роботі порівнюються та аналізуються декілька типових процесів виплавки нержавіючої сталі.
Завдяки відмінній корозійній стійкості та чудовим комплексним властивостям нержавіюча сталь все ширше використовується в різних промислових та цивільних сферах. Виробництво нержавіючої сталі в моїй країні почалося із запізненням і закінчилося через 2000, коли воно протягом тривалого часу коливалося на рівні 300 000 тонн, демонструючи тенденцію стрімкого та стрімкого розвитку. У 2017 році світове виробництво сирої нержавіючої сталі становило 48,08 мільйона тонн, а виробництво нержавіючої сталі в Китаї досягло 25,7737 мільйона тонн, що становить 54 відсотки світового виробництва. Зі збільшенням виробничих потужностей неминучими є шляхи підвищення ринкової конкурентоспроможності підприємств шляхом оптимізації технологічного процесу та зниження собівартості сировини.
1. Розвиток виплавки нержавіючої сталі
На початку 20-го століття в Шеффілді, Англія, успішно виплавили і відлили першу нержавіючу сталь комерційного класу, і з тих пір нержавіюча сталь привернула увагу людей. До 1940-х років американський Хілті (DCHilty) шляхом дослідження температурного балансу Cr-C запропонував теорію зневуглецювання та утримання хрому в умовах високих температур, що заклало теоретичні основи виплавки нержавіючої сталі, і подальше дослідження на цій основі. Вплив зниження парціального тиску зрідженого вуглецю на фізико-хімічну реакцію виробництва нержавіючої сталі привів до розвитку технології виплавки нержавіючої сталі. До середини-кінця 1960-х років фабрика Edel компанії Witten в Німеччині успішно розробила вакуумний метод VOD, а також метод розбавлення AOD United Carbide Company в США, що значно знизило витрати на виплавку нержавіючої сталі, покращило. ефективність виробництва нержавіючої сталі, а також уможливило масштабне виробництво нержавіючої сталі. стати можливим.
2. Обладнання для виплавки нержавіючої сталі
Вибір процесу виплавки нержавіючої сталі пов’язаний з маркою сталі та сировиною. До цієї сировини в основному належать: сталевий брухт, розплав заліза, хромова руда, нікелевий рудний сплав тощо.
Устаткування, що використовується при виплавці нержавіючої сталі, поділяється на дві категорії: обладнання для первинної плавки та обладнання для рафінування. До складу первинного плавильного обладнання входять: електродугова піч (ЕДП), безвакуумна індукційна піч (зазвичай використовується для дрібного виробництва), дугова піч під флюсом, конвертер. Нафтопереробне обладнання в основному включає обладнання ковшового типу (VOD, SS-VOD, VOD-PB тощо), обладнання для переробки конвертерного типу (AOD, VODC, VCR, CLU, KCB-S, KOBMS, K-BOP, MRP-L, GOR та ін. ) і RH функції розширення нафтопереробного обладнання (RH-OB, RH-KTB, RH-KPB тощо) трьох категорій.
Взагалі кажучи, коли сировиною для плавки є сталевий брухт, первинне плавильне обладнання використовує короткопотоковий процес електродугової печі та обладнання для рафінування;
Коли сировиною є розплавлене залізо, обладнання для первинної рафінації використовує процес конвертера плюс обладнання для рафінування;
Коли сировиною є сталевий брухт плюс розплавлене залізо, первинне плавильне обладнання використовує процес електричної дугової печі плюс конвертер плюс обладнання для рафінування;
Коли сировиною є хромова руда, обладнання первинного рафінування використовує процес конвертера відновлення плавки плюс конвертер зневуглецювання плюс обладнання для рафінування (наразі цей процес вибирається Kawasaki Steel в Японії);
Коли вітчизняна латеритна нікелева руда використовується як сировина, обладнання для первинної переробки використовує процес сушильної печі плюс обертова піч плюс дугова піч із зануреною дугою плюс конвертер і обладнання для рафінування.
3. Технологічний шлях виплавки нержавіючої сталі
В даний час процес виплавки для виробництва нержавіючої сталі в основному поділяється на одностадійний, двостадійний і тристадійний.
3.1 Одностадійний процес плавки
Ранній одностадійний процес виплавки нержавіючої сталі відноситься до завершення процесів плавлення брухту, зневуглецювання, відновлення та рафінування в електричній печі, а шихта виплавляється в нержавіючу сталь за один етап. Цей одноетапний виробничий процес виплавки, який використовує лише електричну піч для виплавки нержавіючої сталі, поступово усувається через тривалий цикл плавки, низьку швидкість роботи та високу вартість виробництва. У зв’язку з безперервним розвитком процесу позапечевого рафінування та широким застосуванням печей AOD, багато підприємств з виробництва нержавіючої сталі в даний час використовують розплав заліза з низьким вмістом фосфору або дефосфорізоване залізо для заміни сталевого брухту та використовують розплавлене залізо та сплави як сировину для надходження. піч AOD для виплавки нержавіючої сталі. Новий одноетапний процес плавки.
У порівнянні з попереднім одностадійним процесом плавки, новий одностадійний процес плавки усуває ланку плавки електричної печі в процесі виробництва. Його переваги включають: по-перше, менші інвестиції; по-друге, зниження собівартості виробництва; витрата, а також підвищення чистоти розплавленої сталі; по-четверте, коефіцієнт брухту низький, що підходить для існуючого ринку брухту; по-п'яте, він особливо економний для виплавки нержавіючої сталі серії 400.
Однак новий одноетапний метод має певні вимоги до умов сировини та розчинів продукту: по-перше, вміст фосфору в розплавленому залізі в печі AOD має бути менше 0,03 відсотка, тому дефосфоризація розплавленого заліза необхідно додати в процес плавки; по-друге, сплав використовується як сировина в новому одностадійному методі. Його додають до печі AOD, і надмірна кількість високовуглецевого сплаву, доданого до печі AOD, вплине на тепловий баланс усього процесу плавки, і не підходить для різновидів нержавіючої сталі зі складними компонентами та високим вмістом сплавів.
Новий одноетапний процес виробництва нержавіючої сталі в даний час широко використовується у виробництві нержавіючої сталі серії 400. Як країна, що розвивається, Китаю не вистачає ресурсів сталевого брухту та надзвичайно бідний на нікель. Крім того, нержавіюча сталь серії 400 широко використовується в повсякденному житті та промисловому виробництві. Ці об’єктивні умови роблять нову одностадійну виплавку нержавіючої сталі все більш популярною. Багато виробників використовують його.
3.2 Двоступінчастий процес плавки
Двоетапний технологічний маршрут: EAF→AOD, EAF→VOD (електрична дугова піч→Піч вакуумного рафінування VOD). Виробнича потужність процесу EAF→AOD становить близько 70 відсотків світових потужностей з виробництва нержавіючої сталі. Піч EAF в основному використовується для розплавлення сталевого брухту та легованої сировини для виробництва попереднього розплаву нержавіючої сталі, яка потім переплавляється в кваліфіковану розплавлену сталь з нержавіючої сталі в печі AOD. .
У двоетапному процесі, якщо вміст фосфору в сировині, що надходить в електропіч, є відносно високим, між електричною піччю та піччю AOD необхідно додати ланку дефосфорізації попереднього розплаву нержавіючої сталі. Найбільш часто використовуваними процесами дефосфоризації перед розплавом є дефосфоризація конвертера та розпилювальна дефосфоризація зверху на гарячому металі. Коли двоетапний метод використовує доменний розплав заліза як основну сировину для виплавки нержавіючої сталі, якщо вміст фосфору в доменній печі високий, необхідно також додати посилання дефосфоризації.
Двоступінчастий процес виплавки нержавіючої сталі широко використовується у виробництві різних серій нержавіючої сталі. Різновид з нержавіючої сталі на 95 відсотків.
Однак при двоетапному методі все ще потрібно звернути увагу на наступні три моменти з точки зору середнього споживання та плану різноманітності: По-перше, з прогресом процесу плавки та покращенням робочого рівня в останні роки споживання аргону та інших середовищ у двостадійному процесі плавки значно зменшено. Однак у порівнянні з одноетапним і триступінчастим методом витрата аргону та інших середовищ все ще дещо більший; по-друге, коли піч AOD обезвуглюється до кінця, вміст кисню в розплавленій сталі відносно високий, і феросиліцій необхідно додавати, щоб зменшити вміст кисню в розплавленій сталі, тому споживання феросиліцію. По-третє, його не можна використовувати для виробництва В даний час нержавіюча сталь з наднизьким вмістом вуглецю та азоту, а вміст газу в сталі відносно високий.
3.3 Триступінчастий процес плавки
Основний технологічний процес триступінчастого методу: піч первинної плавки → конвертер з подвійним обдувом/піч AOD → пристрій для вакуумного рафінування. Триступінчастий метод є передовим методом виплавки нержавіючої сталі, а якість продукції хороша, що підходить для професійних виробників та виробництва нержавіючої сталі на спільних металургійних підприємствах.
Триступінчастий метод нержавіючої сталі додає етап глибокого зневуглецювання на основі двоетапного методу. Переваги процесу його плавки: по-перше, чіткий розподіл праці в кожній ланці, швидкий ритм виробництва, оптимізація роботи; Вміст кисню і включень низький, а асортимент продукції, яку можна виробляти, широкий; третя — розплавлене залізо можна використовувати для плавки, вимоги до сировини невисокі, вибір сировини — гнучкий.
Однак триступінчастий процес виплавки нержавіючої сталі реалізує металургійну функцію крок за кроком, що матиме наступний вплив на виробничі інвестиції: по-перше, збільшуються зв’язки процесу, а інвестиційні та виробничі витрати є відносно високими; по-друге, система вакуумного обладнання є складною, а обсяги обслуговування є великими.
В даний час процес плавки для виробництва нержавіючої сталі в світі в основному використовує двоетапний і тристадійний метод. Серед них найбільш широко використовується двоетапний метод EAF плюс AOD або EAF плюс VOD, на який припадає близько 70 відсотків, а на триетапний метод припадає близько 20 відсотків. Оскільки розплав заліза з низьким вмістом фосфору широко використовується у виробництві нержавіючої сталі, новий одностадійний процес виплавки нержавіючої сталі також використовується все більшою кількістю підприємств з виробництва нержавіючої сталі. Щоб адаптуватися до жорсткої конкуренції на ринку нержавіючої сталі, покращити якість продукції та знизити витрати виробництва, різні підприємства в моїй країні вибирають відповідні процеси виплавки нержавіючої сталі відповідно до їх реальних умов.
4. Вибір технологічного маршруту виплавки для вітчизняних підприємств з виробництва нержавіючої сталі
Визначення технологічного маршруту виплавки нержавіючої сталі має спочатку брати план продукту як відправну точку та вибрати відповідний технологічний маршрут виплавки нержавіючої сталі на основі сировинного складу виплавки нержавіючої сталі та механізму рафінування нержавіючої сталі. На вибір виробничого процесу виплавки нержавіючої сталі впливатимуть такі фактори, як умови сировини, масштаб виробництва, плани продукції, експлуатаційні витрати та робочі звички працівників підприємств з виробництва нержавіючої сталі. Оскільки ринкові коливання сильно впливають на такі фактори, як сировина, експлуатаційні витрати та плани продукції, вибір виробничих процесів у сучасних цехах з виплавки нержавіючої сталі повинен мати певну гнучкість, а виробничі процеси та плани продукції можна коригувати відповідно до ринкових умов.
Більшість великих підприємств з виробництва нержавіючої сталі в Китаї є інтегрованими сталеливарними підприємствами, такими як Taiyuan Iron and Steel Co., Ltd., Jiuzhou Iron and Steel Co., Ltd., які виробляють як нержавіючу сталь, так і вуглецеву сталь. Для цих комбінованих металургійних підприємств конфігурація технологічного обладнання може відповідати вимогам різноманітних технологічних маршрутів і різного співвідношення сировини. Асортимент сировини відносно широкий. Є достатні запаси розплавленого заліза та сталевого брухту, які можуть задовольнити потреби. Можна вибрати найкращу сировину. План відповідності. Ці підприємства мають більшу гнучкість у виборі технологічних маршрутів виплавки нержавіючої сталі.
Через брак ресурсів брухту нержавіючої сталі в Китаї, високу вартість інгредієнтів у процесі виплавки нержавіючої сталі, який використовує брухт як основну сировину, у поєднанні з високим споживанням енергії при виплавці всього брухту та низькою якістю брухту. вносить багато шкідливих елементів у розплавлену сталь, все більше і більше виробництва нержавіючої сталі в Китаї Підприємства, як правило, використовують дефосфоризоване розплавлене залізо доменної печі для виплавки нержавіючої сталі. Особливо на підприємствах металургійного комплексу використання доменної печі системи вуглецевої сталі для подачі частини розплавленого чавуну в систему виплавки нержавіючої сталі може ефективно знизити вартість сировини на тонну сталі. У той же час в процесах виробництва нержавіючої сталі широко використовуються очисні споруди дефосфоризації. Застосування дефосфоризаційних очисних споруд може не тільки знизити вимоги до сировини у виробництві нержавіючої сталі, але й знизити витрати виробництва, завдяки чому у великих печах можна використовувати розплавлений чавун, звичайний сталевий брухт, чавун із високим вмістом фосфору та високофосфорні сплави. кількість у виробництві нержавіючої сталі.
