Smelteproces og udvikling i rustfrit stål
mit land er blevet et stort land i forbrug og produktion af rustfrit stål, og produktionen af rustfrit stål skal organiseres efter forskellige sorter og typer råvarer. På nuværende tidspunkt er udviklingsretningen for mit lands produktion af rustfrit stål at forbedre kvaliteten, reducere omkostningerne, spare energi og reducere emissionerne og samtidig fortsætte med at optimere matchningen af råmaterialer og teknisk udstyr. I dette papir sammenlignes og analyseres flere typiske smelteprocesser af rustfrit stål.
På grund af sin fremragende korrosionsbestandighed og fremragende omfattende egenskaber anvendes rustfrit stål i stigende grad i vid udstrækning på forskellige industrielle og civile områder. mit lands produktion af rustfrit stål startede sent og sluttede i 2000, da den svævede på 300.000 tons i lang tid, hvilket viser en tendens til at springe og springe hurtig udvikling. I 2017 var den globale produktion af rå rustfrit stål 48,08 millioner tons, og Kinas produktion i rustfrit stål nåede 25,7737 millioner tons, hvilket tegner sig for 54% af den globale produktion. Med stigningen i produktionskapaciteten er det nært forestående, hvordan man forbedrer virksomhedernes markedskonkurrenceevne ved at optimere den teknologiske proces og reducere omkostningerne ved råvarer.
1. Udvikling af smeltning i rustfrit stål
I begyndelsen af det 20. århundrede smeltede Sheffield, England, med succes og støbte det første rustfrit stål af kommerciel kvalitet, og rustfrit stål kom ind i folks opmærksomhed siden da. I 1940'erne foreslog amerikanske Hilty (D.C.Hilty) gennem undersøgelsen af Cr-C temperaturbalance teorien om decarburisering og kromretention under høje temperaturforhold, som lagde det teoretiske grundlag for smeltning af rustfrit stål og yderligere studerede på dette grundlag. Effekten af at reducere partialtrykket af flydende kulstof på den fysisk-kemiske reaktion af rustfrit stålproduktion har ført til fremskridt inden for smelteteknologi i rustfrit stål. I midten til slutningen af 1960'erne udviklede Edel-fabrikken i Witten Company i Tyskland med succes vakuummetoden VOD og fortyndingsmetoden AOD fra United Carbide Company i USA, hvilket i høj grad reducerede omkostningerne ved smeltning af rustfrit stål, forbedrede produktionseffektiviteten af rustfrit stål og muliggjorde storstilet produktion af rustfrit stål. blive mulig.
2. Smelteudstyr i rustfrit stål
Valget af smelteproces i rustfrit stål er relateret til stålkvaliteter og råmaterialer. Disse råmaterialer omfatter hovedsageligt: skrotstål, smeltet jern, krommarm, nikkelmarmelegering osv.
Det udstyr, der anvendes til smeltning i rustfrit stål, er opdelt i to kategorier: primært smelteudstyr og raffineringsudstyr. Det primære smelteudstyr omfatter: elektrisk lysbueovn (EAF), ikke-vakuuminduktionsovn (generelt anvendt til produktion i mindre skala), nedsænket lysbueovn, konverter. Raffineringsudstyr omfatter hovedsageligt raffineringsudstyr af øsetypen (VOD, SS-VOD, VOD-PB osv.), Raffineringsudstyr af konvertertype (AOD, VODC, VCR, CLU, KCB-S, KOBMS, K-BOP, MRP-L, GOR osv.) og RH-funktionsudvidelsesraffineringsudstyr (RH-OB, RH-KTB, RH-KPB osv.) tre kategorier.
Generelt, når smelteråmaterialet er skrotstål, vedtager det primære smelteudstyr kortstrømsprocessen for elektrisk lysbueovn + raffineringsudstyr;
Når råmaterialet er smeltet jern, vedtager det primære raffineringsudstyr processen med konverter + raffineringsudstyr;
Når råmaterialet er skrotstål + smeltet jern, vedtager det primære smelteudstyr processen med elektrisk lysbueovn + konverter + raffineringsudstyr;
Når råmaterialet er krommarm, vedtager det primære raffineringsudstyr processen med smeltning af reduktionsomformer + decarburiseringsomformer + raffineringsudstyr (i øjeblikket vælges denne proces af Kawasaki Steel i Japan);
Når indenlandsk lateritnikkelmalm anvendes som råmateriale, vedtager det primære raffineringsudstyr processen med tørring af ovn + roterende ovn + nedsænket lysbueovn + konverter + raffineringsudstyr.
3. Smelteprocessti i rustfrit stål
På nuværende tidspunkt er smelteprocessen til fremstilling af rustfrit stål hovedsageligt opdelt i et-trins metode, to-trins metode og tre-trins metode.
3.1 Smelteproces i ét trin
Den tidlige et-trins smelteproces i rustfrit stål refererer til færdiggørelsen af skrotsmeltning, decarburisering, reduktion og raffineringsprocesser i en elektrisk ovn, og ladningen smeltes til rustfrit stål i et trin. Denne et-trins smelteproduktionsproces, der kun bruger elektrisk ovn til at smelte rustfrit stål, elimineres gradvist på grund af lang smeltecyklus, lav driftshastighed og høje produktionsomkostninger. Med den kontinuerlige udvikling af raffineringsprocessen for off-furnace og den brede anvendelse af AOD-ovne bruger mange produktionsvirksomheder i rustfrit stål i øjeblikket noget lavt fosfor eller dephosphoriseret smeltet jern til at erstatte skrotstål og bruge smeltet jern og legeringer som råmaterialer til at komme ind i AOD-ovnen til smeltning af rustfrit stål. Ny et-trins smelteproces.
Sammenlignet med den tidligere et-trins smelteproces eliminerer den nye et-trins smelteproces smelteforbindelsen i den elektriske ovn i produktionsprocessen. Dens fordele omfatter: for det første lavere investeringer; for det andet lavere produktionsomkostninger; forbrug og forbedre renheden af smeltet stål; for det fjerde er skrotforholdet lavt, hvilket er egnet til det eksisterende skrotmarked; For det femte er det især økonomisk til smeltning af 400-serien rustfrit stål.
Den nye ettrinsmetode har dog visse krav til råmaterialebetingelser og produktløsninger: For det første skal fosforindholdet i smeltejernet i AOD-ovnen være mindre end 0,03%, så dephosphoriseringen af smeltejernet skal tilsættes til smelteprocessen; For det andet anvendes legeringen som råmateriale i den nye ettrinsmetode. Det tilsættes til AOD-ovnen, og den store mængde kulstoflegering, der tilsættes til AOD-ovnen, vil påvirke varmebalancen i hele smelteprocessen og er ikke egnet til sorter i rustfrit stål med komplekse komponenter og højt legeringsindhold.
Den nye et-trins produktionsproces i rustfrit stål anvendes i øjeblikket i vid udstrækning i produktionen af 400-serien rustfrit stål. Som udviklingsland mangler Kina skrotstålressourcer og er ekstremt nikkelfattig. Derudover anvendes 400-serien rustfrit stål i vid udstrækning i dagligdagen og industriel produktion. Disse objektive forhold gør den nye et-trins smeltning i rustfrit stål mere og mere populær. Mange producenter bruger det.
3.2 To-trins smelteproces
Totrinsprocesruten er EAF→AOD, EAF→VOD (elektrisk lysbueovn→VOD vakuumraffineringsovn). Produktionskapaciteten i EAF→AOD-processen tegner sig for ca. 70% af verdens produktionskapacitet i rustfrit stål. EAF-ovnen bruges hovedsageligt til at smelte skrotstål og legerede råmaterialer til fremstilling af forsmeltning af rustfrit stål, som derefter smeltes til kvalificeret smeltet stål i rustfrit stål i AOD-ovnen. .
I totrinsprocessen, hvis fosforindholdet i råmaterialerne, der kommer ind i den elektriske ovn, er relativt højt, skal der tilsættes et link af rustfrit stål forsmelte dephosphorisering mellem den elektriske ovn og AOD-ovnen. De mest almindeligt anvendte præ-smelte dephosphoriseringsprocesser er konverter dephosphorisering og hot metal tank top spray dephosphorization. Når totrinsmetoden bruger højovnsmeltet jern som det vigtigste råmateriale til smeltning af rustfrit stål, hvis højovnens fosforindhold er højt, er det også nødvendigt at tilføje et dephosphoriseringslink.
Den to-trins smelteproces i rustfrit stål anvendes i vid udstrækning til fremstilling af forskellige serier af rustfrit stål. 95% rustfrit stål sort.
Totrinsmetoden skal dog stadig være opmærksom på følgende tre punkter med hensyn til medium forbrug og sortsplan: For det første er forbruget af argon og andre medier i totrinssmelteprocessen blevet reduceret betydeligt med udviklingen i smelteprocessen og forbedringen af driftsniveauet i de senere år. Sammenlignet med ettrinsmetoden og tretrinsmetoden er forbruget af argon og andre medier dog stadig lidt større; For det andet, når AOD-ovnen decarburerer til enden, er iltindholdet i det smeltede stål relativt højt, og ferrosilicium skal tilsættes for at reducere iltet i det smeltede stål, så ferrosiliciumforbruget Det tredje er, at det ikke kan bruges til at producere ultra-lavt kulstof- og nitrogen rustfrit stål på nuværende tidspunkt, og gasindholdet i stålet er relativt højt.
3.3 Tre-trins smelteproces
Den grundlæggende processtrøm for tretrinsmetoden er: primær smelteovn → dobbeltblæsekonverter / AOD-ovn → vakuumraffineringsanordning. Tretrinsmetoden er en avanceret metode til smeltning af rustfrit stål, og produktkvaliteten er god, hvilket er velegnet til professionelle producenter og produktion af rustfrit stål i fugejern og stålvirksomheder.
Tretrinsmetoden i rustfrit stål tilføjer et trin med dyb decarburisering på basis af totrinsmetoden. Fordelene ved dens smelteproces er: For det første er arbejdsdelingen i hvert led klar, produktionsrytmen er hurtig, og operationen er optimeret; Indholdet af ilt og indeslutninger er lavt, og udvalget af produkter, der kan produceres, er bredt; den tredje er, at smeltet jern kan bruges til smeltning, kravene til råmaterialer er ikke høje, og udvælgelsen af råmaterialer er fleksibel.
Imidlertid realiserer tretrins smelteprocessen i rustfrit stål den metallurgiske funktion trin for trin, hvilket vil have følgende indvirkning på produktionsinvesteringen: For det første øges procesforbindelserne, og investerings- og produktionsomkostningerne er relativt høje; For det andet er vakuumudstyrssystemet komplekst, og vedligeholdelsesmængden er stor.
På nuværende tidspunkt anvender smelteprocessen til fremstilling af rustfrit stål i verden hovedsageligt totrinsmetoden og tretrinsmetoden. Blandt dem er totrinsmetoden EAF + AOD eller EAF + VOD den mest anvendte og tegner sig for ca. 70%, og tretrinsmetoden tegner sig for ca. 20%. Da smeltet jern med lavt fosforindhold i vid udstrækning anvendes i produktion af rustfrit stål, er den nye et-trins smelteproces i rustfrit stål også vedtaget af flere og flere produktionsvirksomheder i rustfrit stål. For at tilpasse sig den hårde konkurrence på markedet for rustfrit stål, forbedre produktkvaliteten og reducere produktionsomkostningerne vælger forskellige virksomheder i mit land passende smelteprocesser i rustfrit stål i henhold til deres faktiske forhold.
4. Valg af smelteprocesrute for indenlandske produktionsvirksomheder i rustfrit stål
Bestemmelsen af smelteprocesruten i rustfrit stål bør først tage udgangspunkt i produktoversigten og vælge den passende smelteprocesvej i rustfrit stål baseret på råmaterialesammensætningen af smeltning i rustfrit stål og raffineringsmekanismen i rustfrit stål. Faktorer som råmaterialeforhold, produktionsskala, produktplaner, driftsomkostninger og arbejdstagernes driftsvaner for produktionsvirksomheder i rustfrit stål vil påvirke valget af smelteproduktionsproces i rustfrit stål. Da faktorer som råvarer, driftsomkostninger og produktplaner i høj grad påvirkes af markedsudsving, bør udvælgelsen af produktionsprocesser i moderne smelteværksteder i rustfrit stål have en vis fleksibilitet, og produktionsprocesserne og produktplanerne kan justeres efter markedsforholdene.
De fleste af Kinas store produktionsvirksomheder i rustfrit stål er integrerede stålvirksomheder, såsom Taiyuan Iron and Steel Co., Ltd., Jiuzhou Iron and Steel Co., Ltd., der producerer både rustfrit stål og kulstofstål. For disse kombinerede jern- og stålvirksomheder kan konfigurationen af procesudstyr opfylde kravene til diversificerede procesruter og forskellige forhold mellem råmaterialer. Sortimentet af råvarer er relativt bredt. Der er tilstrækkelig forsyning af smeltet jern og skrotstål, der kan imødekomme behovene. De bedste råvarer kan vælges. Matchende plan. Disse virksomheder har større fleksibilitet i udvælgelsen af smelteprocesruter i rustfrit stål.
På grund af manglen på rustfrit stålskrotressourcer i Kina, de høje omkostninger ved ingredienser i smelteprocessen i rustfrit stål, der bruger skrot som det vigtigste råmateriale kombineret med det høje energiforbrug af al skrotsmeltning og den dårlige kvalitet af skrot, der bringer mange skadelige elementer ind i smeltet stål, har mere og mere produktion af rustfrit stål i Kina Virksomheder har en tendens til at bruge dephosphoriseret højovn smeltet jern til at smelte rustfrit stål. Især i jern- og stålkompleksvirksomhederne kan brugen af højovnen i kulstofstålsystemet til at levere en del af det smeltede jern til smeltesystemet i rustfrit stål effektivt reducere omkostningerne ved råmaterialer pr. Ton stål. Samtidig anvendes dephosphoriseringsbehandlingsfaciliteter i vid udstrækning i produktionsprocesser i rustfrit stål. Anvendelsen af dephosphoriseringsbehandlingsfaciliteter kan ikke kun reducere kravene til råmaterialer i rustfrit stålproduktion, men også reducere produktionsomkostningerne, således at højovn smeltet jern, almindeligt skrotstål, råjern med højt fosforindhold og højt fosforlegeringer kan anvendes i store mængder til fremstilling af rustfrit stål.
