Processo e sviluppo di fusione dell'acciaio inossidabile
il mio paese è diventato un grande paese nel consumo e nella produzione di acciaio inossidabile e la produzione di acciaio inossidabile deve essere organizzata in base a diverse varietà e tipi di materie prime. Attualmente, la direzione dello sviluppo della produzione di acciaio inossidabile nel mio paese è di migliorare la qualità, ridurre i costi, risparmiare energia e ridurre le emissioni e, allo stesso tempo, continuare a ottimizzare l'abbinamento di materie prime e attrezzature tecniche. In questo documento vengono confrontati e analizzati diversi processi di fusione tipici dell'acciaio inossidabile.
Grazie alla sua eccellente resistenza alla corrosione e alle eccellenti proprietà globali, l'acciaio inossidabile è sempre più ampiamente utilizzato in vari settori industriali e civili. la produzione di acciaio inossidabile nel mio paese è iniziata tardi e si è conclusa nel 2000 quando si è attestata a 300.000 tonnellate per lungo tempo, mostrando una tendenza al salto e al rapido sviluppo. Nel 2017, la produzione globale di acciaio inossidabile grezzo è stata di 48,08 milioni di tonnellate e la produzione cinese di acciaio inossidabile ha raggiunto 25,7737 milioni di tonnellate, rappresentando il 54% della produzione globale. Con l'aumento della capacità produttiva, è imminente come migliorare la competitività sul mercato delle imprese ottimizzando il processo tecnologico e riducendo il costo delle materie prime.
1. Sviluppo della fusione dell'acciaio inossidabile
All'inizio del 20° secolo, Sheffield, in Inghilterra, ha fuso e fuso con successo il primo acciaio inossidabile di qualità commerciale e da allora l'acciaio inossidabile ha attirato l'attenzione della gente. Negli anni '40, l'americana Hilty (DCHilty), attraverso lo studio del bilancio termico Cr-C, propose la teoria della decarburazione e della ritenzione del cromo in condizioni di alta temperatura, che pose le basi teoriche della fusione dell'acciaio inossidabile, e studiò ulteriormente su questa base. L'effetto della riduzione della pressione parziale del carbonio liquefatto sulla reazione fisico-chimica della produzione di acciaio inossidabile ha portato al progresso della tecnologia di fusione dell'acciaio inossidabile. Dalla metà alla fine degli anni '60, la fabbrica Edel della Witten Company in Germania sviluppò con successo il metodo sottovuoto VOD e il metodo di diluizione AOD della United Carbide Company negli Stati Uniti, che ridussero notevolmente il costo della fusione dell'acciaio inossidabile, migliorarono l'efficienza produttiva dell'acciaio inossidabile e ha consentito la produzione su larga scala di acciaio inossidabile. diventa possibile.
2. Attrezzatura per la fusione dell'acciaio inossidabile
La scelta del processo di fusione dell'acciaio inossidabile è correlata ai gradi di acciaio e alle materie prime. Queste materie prime includono principalmente: rottami di acciaio, ferro fuso, minerale di cromo, lega di minerale di nichel, ecc.
Le apparecchiature utilizzate nella fusione dell'acciaio inossidabile sono divise in due categorie: apparecchiature per la fusione primaria e apparecchiature per la raffinazione. L'attrezzatura primaria di fusione comprende: forno elettrico ad arco (EAF), forno a induzione senza vuoto (generalmente utilizzato per la produzione su piccola scala), forno ad arco sommerso, convertitore. Le apparecchiature di raffinazione includono principalmente apparecchiature di raffinazione di tipo siviera (VOD, SS-VOD, VOD-PB, ecc.), apparecchiature di raffinazione di tipo convertitore (AOD, VODC, VCR, CLU, KCB-S, KOBMS, K-BOP, MRP-L, GOR, ecc.) e apparecchiature di raffinazione dell'espansione della funzione RH (RH-OB, RH-KTB, RH-KPB, ecc.) tre categorie.
In generale, quando la materia prima di fusione è rottami di acciaio, l'attrezzatura di fusione primaria adotta il processo a flusso corto del forno ad arco elettrico più l'attrezzatura di raffinazione;
Quando la materia prima è ferro fuso, l'attrezzatura di raffinazione primaria adotta il processo del convertitore più l'attrezzatura di raffinazione;
Quando la materia prima è rottami di acciaio più ferro fuso, l'attrezzatura di fusione primaria adotta il processo del forno ad arco elettrico più convertitore più attrezzatura di raffinazione;
Quando la materia prima è il minerale di cromo, l'attrezzatura di raffinazione primaria adotta il processo di fusione del convertitore di riduzione più convertitore di decarburazione più attrezzatura di raffinazione (attualmente questo processo è selezionato da Kawasaki Steel in Giappone);
Quando il minerale di nichel di laterite domestico viene utilizzato come materia prima, l'attrezzatura di raffinazione primaria adotta il processo di essiccazione del forno più il forno rotante più il forno ad arco sommerso più il convertitore più l'attrezzatura di raffinazione.
3. Percorso del processo di fusione dell'acciaio inossidabile
Allo stato attuale, il processo di fusione per la produzione di acciaio inossidabile è principalmente suddiviso in metodo a una fase, metodo a due fasi e metodo a tre fasi.
3.1 Processo di fusione in una fase
Il primo processo di fusione dell'acciaio inossidabile in una fase si riferisce al completamento dei processi di fusione, decarburazione, riduzione e raffinazione dei rottami in un forno elettrico e la carica viene fusa in acciaio inossidabile in una fase. Questo processo di produzione di fusione in una fase che utilizza solo un forno elettrico per fondere l'acciaio inossidabile viene gradualmente eliminato a causa del lungo ciclo di fusione, del basso tasso di funzionamento e degli elevati costi di produzione. Con il continuo sviluppo del processo di raffinazione fuori forno e l'ampia applicazione dei forni AOD, molte imprese di produzione di acciaio inossidabile attualmente utilizzano del ferro fuso a basso contenuto di fosforo o defosforato per sostituire i rottami di acciaio e utilizzano ferro fuso e leghe come materie prime per entrare il forno AOD per la fusione dell'acciaio inossidabile. Nuovo processo di fusione in un'unica fase.
Rispetto al precedente processo di fusione a una fase, il nuovo processo di fusione a una fase elimina il collegamento di fusione del forno elettrico nel processo di produzione. I suoi vantaggi includono: primo, investimento inferiore; secondo, minori costi di produzione; consumo e migliorare la purezza dell'acciaio fuso; quarto, il rapporto di scarto è basso, il che è adatto al mercato degli scarti esistente; quinto, è particolarmente economico per la fusione dell'acciaio inossidabile della serie 400.
Tuttavia, il nuovo metodo a una fase ha determinati requisiti per le condizioni delle materie prime e le soluzioni del prodotto: in primo luogo, il contenuto di fosforo del ferro fuso nel forno AOD deve essere inferiore a 0,03 percento, quindi la defosforizzazione del ferro fuso deve essere aggiunto al processo di fusione; in secondo luogo, la lega viene utilizzata come materia prima nel nuovo metodo one-step. Viene aggiunto al forno AOD e la quantità eccessiva di lega ad alto tenore di carbonio aggiunta al forno AOD influenzerà il bilancio termico dell'intero processo di fusione e non è adatto per varietà di acciaio inossidabile con componenti complessi e alto contenuto di leghe.
Il nuovo processo di produzione dell'acciaio inossidabile a una fase è attualmente ampiamente utilizzato nella produzione dell'acciaio inossidabile della serie 400. In quanto paese in via di sviluppo, la Cina non ha risorse per rottami di acciaio ed è estremamente povera di nichel. Inoltre, l'acciaio inossidabile della serie 400 è ampiamente utilizzato nella vita quotidiana e nella produzione industriale. Queste condizioni oggettive rendono sempre più popolare la nuova fusione dell'acciaio inossidabile in un solo passaggio. Molti produttori lo usano.
3.2 Processo di fusione in due fasi
Il percorso del processo in due fasi è EAF→AOD, EAF→VOD (forno ad arco elettrico→forni di raffinazione sotto vuoto VOD). La capacità di produzione del processo EAF→AOD rappresenta circa il 70% della capacità di produzione mondiale di acciaio inossidabile. Il forno EAF viene utilizzato principalmente per fondere rottami di acciaio e materie prime legate per produrre acciaio inossidabile prefuso, che viene quindi fuso in acciaio fuso qualificato in acciaio inossidabile nel forno AOD. .
Nel processo in due fasi, se il contenuto di fosforo delle materie prime che entrano nel forno elettrico è relativamente alto, è necessario aggiungere un collegamento di defosforizzazione pre-fusione dell'acciaio inossidabile tra il forno elettrico e il forno AOD. I processi di defosforizzazione pre-melt più comunemente utilizzati sono la defosforizzazione del convertitore e la defosforizzazione a spruzzo del serbatoio di metallo caldo. Quando il metodo in due fasi utilizza il ferro fuso dell'altoforno come materia prima principale per la fusione dell'acciaio inossidabile, se il contenuto di fosforo dell'altoforno è elevato, è anche necessario aggiungere un collegamento di defosforizzazione.
Il processo di fusione dell'acciaio inossidabile in due fasi è ampiamente utilizzato nella produzione di varie serie di acciaio inossidabile. Varietà al 95% in acciaio inossidabile.
Tuttavia, il metodo in due fasi deve ancora prestare attenzione ai seguenti tre punti in termini di consumo medio e piano varietale: in primo luogo, con l'avanzamento del processo di fusione e il miglioramento del livello operativo negli ultimi anni, il consumo di argon e altri mezzi nel processo di fusione in due fasi è stato significativamente ridotto. Tuttavia, rispetto al metodo a una fase e al metodo a tre fasi, il consumo di argon e di altri mezzi è ancora leggermente maggiore; secondo, quando il forno AOD si decarbura fino alla fine, il contenuto di ossigeno nell'acciaio fuso è relativamente alto e il ferrosilicio deve essere aggiunto per ridurre l'ossigeno nell'acciaio fuso, quindi il consumo di ferrosilicio Il terzo è che non può essere utilizzato per produrre acciaio inossidabile a bassissimo tenore di carbonio e azoto attualmente e il contenuto di gas nell'acciaio è relativamente alto.
3.3 Processo di fusione in tre fasi
Il flusso di processo di base del metodo a tre fasi è: forno di fusione primario → convertitore a doppio soffiaggio/forno AOD → dispositivo di raffinazione sotto vuoto. Il metodo in tre fasi è un metodo avanzato per la fusione dell'acciaio inossidabile e la qualità del prodotto è buona, adatta a produttori professionisti e produzione di acciaio inossidabile in imprese siderurgiche congiunte.
Il metodo in tre fasi dell'acciaio inossidabile aggiunge una fase di decarburazione profonda sulla base del metodo in due fasi. I vantaggi del suo processo di fusione sono: primo, la divisione del lavoro in ogni anello è chiara, il ritmo di produzione è veloce e l'operazione è ottimizzata; Il contenuto di ossigeno e inclusioni è basso e la gamma di prodotti realizzabili è ampia; il terzo è che il ferro fuso può essere utilizzato per la fusione, i requisiti per le materie prime non sono elevati e la selezione delle materie prime è flessibile.
Tuttavia, il processo di fusione dell'acciaio inossidabile in tre fasi realizza passo dopo passo la funzione metallurgica, che avrà i seguenti impatti sull'investimento di produzione: in primo luogo, i collegamenti del processo vengono aumentati e i costi di investimento e di produzione sono relativamente elevati; in secondo luogo, il sistema di apparecchiature per il vuoto è complesso e la quantità di manutenzione è elevata.
Allo stato attuale, il processo di fusione per la produzione di acciaio inossidabile nel mondo adotta principalmente il metodo in due fasi e il metodo in tre fasi. Tra questi, il metodo in due fasi di EAF più AOD o EAF più VOD è il più utilizzato, rappresentando circa il 70 percento, e il metodo in tre fasi rappresenta circa il 20 percento. Poiché il ferro fuso a basso contenuto di fosforo è ampiamente utilizzato nella produzione di acciaio inossidabile, il nuovo processo di fusione dell'acciaio inossidabile in una fase viene adottato anche da un numero sempre maggiore di imprese di produzione di acciaio inossidabile. Al fine di adattarsi alla forte concorrenza nel mercato dell'acciaio inossidabile, migliorare la qualità del prodotto e ridurre i costi di produzione, varie imprese nel mio paese scelgono processi di fusione dell'acciaio inossidabile appropriati in base alle loro condizioni effettive.
4. Selezione del percorso del processo di fusione per le imprese nazionali di produzione di acciaio inossidabile
La determinazione del percorso del processo di fusione dell'acciaio inossidabile dovrebbe innanzitutto prendere il profilo del prodotto come punto di partenza e selezionare il percorso del processo di fusione dell'acciaio inossidabile appropriato in base alla composizione della materia prima della fusione dell'acciaio inossidabile e al meccanismo di raffinazione dell'acciaio inossidabile. Fattori come le condizioni delle materie prime, la scala di produzione, i piani di prodotto, i costi operativi e le abitudini operative dei lavoratori delle imprese di produzione di acciaio inossidabile influenzeranno la scelta del processo di fusione dell'acciaio inossidabile. Poiché fattori come materie prime, costi operativi e piani di prodotto sono fortemente influenzati dalle fluttuazioni del mercato, la selezione dei processi di produzione nelle moderne officine di fusione dell'acciaio inossidabile dovrebbe avere una certa flessibilità e i processi di produzione e i piani di prodotto possono essere adattati alle condizioni del mercato.
La maggior parte delle imprese cinesi di produzione di acciaio inossidabile su larga scala sono imprese siderurgiche integrate, come Taiyuan Iron and Steel Co., Ltd., Jiuzhou Iron and Steel Co., Ltd., che producono acciaio inossidabile e acciaio al carbonio. Per queste imprese siderurgiche combinate, la configurazione delle apparecchiature di processo può soddisfare i requisiti di percorsi di processo diversificati e diversi rapporti di materie prime. La gamma di materie prime è relativamente ampia. Ci sono sufficienti forniture di ferro fuso e rottami di acciaio in grado di soddisfare le esigenze. Le migliori materie prime possono essere selezionate. Piano di corrispondenza. Queste imprese hanno una maggiore flessibilità nella selezione dei percorsi del processo di fusione dell'acciaio inossidabile.
A causa della mancanza di risorse di rottami di acciaio inossidabile in Cina, dell'alto costo degli ingredienti nel processo di fusione dell'acciaio inossidabile che utilizza rottami come materia prima principale, insieme all'elevato consumo energetico di tutti i rottami di fusione e alla scarsa qualità dei rottami che porta molti elementi nocivi nell'acciaio fuso, sempre più produzione di acciaio inossidabile in Cina Le aziende tendono a utilizzare il ferro fuso defosforato dell'altoforno per fondere l'acciaio inossidabile. Soprattutto nelle imprese del complesso siderurgico, l'uso dell'altoforno del sistema in acciaio al carbonio per fornire parte del ferro fuso al sistema di fusione dell'acciaio inossidabile può ridurre efficacemente il costo delle materie prime per tonnellata di acciaio. Allo stesso tempo, gli impianti di trattamento di defosforizzazione sono ampiamente utilizzati nei processi di produzione dell'acciaio inossidabile. L'applicazione di impianti di trattamento di defosforizzazione può non solo ridurre i requisiti per le materie prime nella produzione di acciaio inossidabile, ma anche ridurre i costi di produzione, in modo che il ferro fuso dell'altoforno, l'acciaio di scarto ordinario, la ghisa ad alto contenuto di fosforo e le leghe ad alto contenuto di fosforo possano essere utilizzati in grandi quantità nella produzione di acciaio inossidabile.
