Postopek in razvoj taljenja nerjavnega jekla
moja država je postala velika država v porabi in proizvodnji nerjavnega jekla, proizvodnja nerjavnega jekla pa je treba organizirati glede na različne sorte in vrste surovin. Trenutno je razvojna smer proizvodnje nerjavnega jekla v moji državi izboljšati kakovost, znižati stroške, prihraniti energijo in zmanjšati emisije, hkrati pa še naprej optimizirati ujemanje surovin in tehnične opreme. V tem prispevku je primerjanih in analiziranih več tipičnih postopkov taljenja nerjavnega jekla.
Zaradi odlične odpornosti proti koroziji in odličnih celovitih lastnosti se nerjavno jeklo vse bolj uporablja na različnih industrijskih in civilnih področjih. proizvodnja nerjavnega jekla v moji državi se je začela pozno in končala v 2000, ko je dolgo časa lebdela pri 300.000 ton, kar kaže na trend skoka in hitrega razvoja. Leta 2017 je bila svetovna proizvodnja surovega nerjavnega jekla 48,08 milijona ton, proizvodnja nerjavnega jekla na Kitajskem pa je dosegla 25,7737 milijona ton, kar predstavlja 54 odstotkov svetovne proizvodnje. S povečanjem proizvodnih zmogljivosti je neizbežno, kako izboljšati tržno konkurenčnost podjetij z optimizacijo tehnološkega procesa in znižanjem stroškov surovin.
1. Razvoj taljenja nerjavnega jekla
Na začetku 20. stoletja je Sheffield v Angliji uspešno iztalil in ulil prvo nerjaveče jeklo komercialne kakovosti in od takrat je nerjaveče jeklo pritegnilo pozornost ljudi. Do štiridesetih let prejšnjega stoletja je ameriški Hilty (DCHilty) s preučevanjem temperaturnega ravnovesja Cr-C predlagal teorijo razogljičenja in zadrževanja kroma pri visokotemperaturnih pogojih, ki je postavila teoretično osnovo taljenja nerjavnega jekla in na tej podlagi nadalje proučevala. Učinek zmanjšanja parcialnega tlaka utekočinjenega ogljika na fizikalno-kemijsko reakcijo proizvodnje nerjavnega jekla je pripeljal do napredka tehnologije taljenja nerjavnega jekla. Do sredine do konca šestdesetih let prejšnjega stoletja je tovarna Edel podjetja Witten v Nemčiji uspešno razvila vakuumsko metodo VOD in metodo redčenja AOD podjetja United Carbide Company v Združenih državah, ki je močno znižala stroške taljenja nerjavnega jekla, izboljšala. učinkovitost proizvodnje nerjavnega jekla in omogočila obsežno proizvodnjo nerjavnega jekla. postane mogoče.
2. Oprema za taljenje nerjavnega jekla
Izbira postopka taljenja nerjavnega jekla je povezana z razredi jekla in surovinami. Te surovine vključujejo predvsem: odpadno jeklo, staljeno železo, kromovo rudo, zlitine nikljeve rude itd.
Oprema, ki se uporablja pri taljenju nerjavnega jekla, je razdeljena v dve kategoriji: oprema za primarno taljenje in oprema za rafiniranje. Primarna talilna oprema vključuje: električno obločno peč (EAF), nevakuumsko indukcijsko peč (običajno se uporablja za manjšo proizvodnjo), potopljeno obločno peč, pretvornik. Oprema za rafiniranje večinoma vključuje opremo za rafiniranje z loncem (VOD, SS-VOD, VOD-PB itd.), opremo za rafiniranje (AOD, VODC, VCR, CLU, KCB-S, KOBMS, K-BOP, MRP-L, GOR itd. ) in oprema za rafiniranje funkcije RH (RH-OB, RH-KTB, RH-KPB itd.) tri kategorije.
Na splošno, ko je surovina za taljenje odpadno jeklo, oprema za primarno taljenje sprejme kratkotočni postopek električne obločne peči in opreme za rafiniranje;
Ko je surovina staljeno železo, oprema za primarno rafiniranje sprejme postopek pretvornika in opreme za rafiniranje;
Kadar je surovina odpadno jeklo in staljeno železo, oprema za primarno taljenje sprejme postopek električne obločne peči plus pretvornik plus rafinerska oprema;
Kadar je surovina kromova ruda, oprema za primarno rafiniranje sprejme postopek redukcijskega pretvornika taljenja plus pretvornika za razogljičenje plus rafinersko opremo (trenutno ta postopek izbere Kawasaki Steel na Japonskem);
Ko se kot surovina uporablja domača lateritna nikljeva ruda, oprema za primarno rafiniranje sprejme postopek sušilne peči plus rotacijske peči plus potopljena obločna peč plus pretvornik in oprema za rafiniranje.
3. Proces taljenja nerjavnega jekla
Trenutno je postopek taljenja za proizvodnjo nerjavnega jekla v glavnem razdeljen na enostopenjsko metodo, dvostopenjsko metodo in tristopenjsko metodo.
3.1 Postopek taljenja v enem koraku
Zgodnji enostopenjski postopek taljenja nerjavnega jekla se nanaša na dokončanje procesov taljenja ostankov, razogljičenja, redukcije in rafiniranja v električni peči, naboj pa se v enem koraku tali v nerjavno jeklo. Ta proizvodni proces taljenja v enem koraku, ki uporablja samo električno peč za taljenje nerjavnega jekla, se postopoma odpravi zaradi dolgega cikla taljenja, nizke hitrosti delovanja in visokih proizvodnih stroškov. Z nenehnim razvojem postopka rafiniranja izven peči in široko uporabo AOD peči številna podjetja za proizvodnjo nerjavnega jekla trenutno uporabljajo nekaj staljenega železa z nizko vsebnostjo fosforja ali defosforiziranega staljenega železa za zamenjavo odpadnega jekla in uporabljajo staljeno železo in zlitine kot surovine za vstop peč AOD za taljenje nerjavnega jekla. Nov postopek taljenja v enem koraku.
V primerjavi s prejšnjim enostopenjskim postopkom taljenja novi enostopenjski postopek taljenja odpravlja talilni člen električne peči v proizvodnem procesu. Njegove prednosti vključujejo: prvič, nižje naložbe; drugič, nižji proizvodni stroški; porabo in izboljšanje čistosti staljenega jekla; četrtič, delež odpadkov je nizek, kar je primerno za obstoječi trg ostankov; petič, je še posebej ekonomičen za taljenje nerjavnega jekla serije 400.
Vendar pa ima nova enostopenjska metoda določene zahteve glede pogojev surovin in rešitev izdelka: Prvič, vsebnost fosforja v staljenem železu v AOD peči mora biti manjša od 0,03 odstotka, zato defosforizacija staljenega železa je treba dodati postopku taljenja; drugič, zlitina se uporablja kot surovina v novi enostopenjski metodi. Doda se v peč AOD, prekomerna količina visokoogljične zlitine, dodane v peč AOD, pa bo vplivala na toplotno bilanco celotnega procesa taljenja in ni primerna za sorte nerjavnega jekla s kompleksnimi komponentami in visoko vsebnostjo zlitin.
Nov enostopenjski proizvodni proces iz nerjavnega jekla se trenutno pogosto uporablja pri proizvodnji nerjavnega jekla serije 400. Kot država v razvoju Kitajska nima virov odpadnega jekla in je izjemno revna z nikljem. Poleg tega se nerjaveče jeklo serije 400 pogosto uporablja v vsakdanjem življenju in industrijski proizvodnji. Zaradi teh objektivnih pogojev je nova enostopenjska taljenje nerjavnega jekla vse bolj priljubljena. Uporabljajo ga številni proizvajalci.
3.2 Dvostopenjski postopek taljenja
Dvostopenjska procesna pot je EAF→AOD, EAF→VOD (električna obločna peč→Vakumska rafinirna peč). Proizvodna zmogljivost postopka EAF→AOD predstavlja približno 70 odstotkov svetovne proizvodne zmogljivosti nerjavnega jekla. Peč EAF se večinoma uporablja za taljenje odpadnega jekla in zlitin za proizvodnjo predtaljenega nerjavnega jekla, ki se nato tali v kvalificirano staljeno jeklo iz nerjavnega jekla v peči AOD. .
V dvostopenjskem procesu, če je vsebnost fosforja v surovinah, ki vstopajo v električno peč, sorazmerno visoka, je treba med električno peč in AOD pečjo dodati povezavo defosforizacije pred taljenjem iz nerjavnega jekla. Najpogosteje uporabljena postopka defosforizacije pred taljenjem sta defosforizacija pretvornika in razprševanje z vročo kovino. Kadar dvostopenjska metoda uporablja staljeno železo iz plavža kot glavno surovino za taljenje nerjavnega jekla, je treba dodati tudi defosforizacijsko povezavo, če je vsebnost fosforja v plavžu visoka.
Dvostopenjski postopek taljenja nerjavnega jekla se pogosto uporablja pri proizvodnji različnih serij nerjavnega jekla. 95-odstotna sorta iz nerjavečega jekla.
Vendar pa mora dvostopenjska metoda še vedno biti pozorna na naslednje tri točke v smislu srednje porabe in sortnega načrta: Prvič, z napredkom procesa taljenja in izboljšanjem stopnje delovanja v zadnjih letih, poraba argona in drugih medijev v dvostopenjskem procesu taljenja se je znatno zmanjšalo. Vendar je v primerjavi z enostopenjsko in tristopenjsko metodo poraba argona in drugih medijev še vedno nekoliko večja; drugič, ko se AOD peč razogljiči do konca, je vsebnost kisika v staljenem jeklu relativno visoka, zato je treba dodati ferosilicij, da zmanjšamo kisik v staljenem jeklu, zato poraba ferosilicija. Tretjič je, da ga ni mogoče uporabiti za proizvodnjo trenutno nerjavno jeklo z ultra nizko vsebnostjo ogljika in dušika, vsebnost plina v jeklu pa je relativno visoka.
3.3 Postopek taljenja v treh korakih
Osnovni procesni tok tristopenjske metode je: primarna talilna peč → pretvornik z dvojnim pihanjem/AOD peč → naprava za vakuumsko rafiniranje. Metoda v treh korakih je napredna metoda za taljenje nerjavnega jekla, kakovost izdelka pa je dobra, kar je primerno za profesionalne proizvajalce in proizvodnjo nerjavnega jekla v skupnih železarskih in jeklarskih podjetjih.
Tristopenjska metoda iz nerjavnega jekla dodaja korak globokega razogljičenja na podlagi dvostopenjske metode. Prednosti njegovega procesa taljenja so: prvič, delitev dela v vsaki povezavi je jasna, proizvodni ritem je hiter in delovanje je optimizirano; Vsebnost kisika in vključkov je nizka, nabor izdelkov, ki jih je mogoče izdelati, pa je širok; tretji je, da se staljeno železo lahko uporablja za taljenje, zahteve po surovinah niso visoke, izbor surovin pa je fleksibilen.
Vendar pa tristopenjski postopek taljenja nerjavnega jekla korak za korakom uresničuje metalurško funkcijo, kar bo imelo naslednje vplive na proizvodne naložbe: prvič, povečajo se procesne povezave, naložbeni in proizvodni stroški pa so relativno visoki; drugič, sistem vakuumske opreme je zapleten in količina vzdrževanja je velika.
Trenutno postopek taljenja za proizvodnjo nerjavnega jekla na svetu večinoma sprejema dvostopenjsko metodo in tristopenjsko metodo. Med njimi je najbolj razširjena dvostopenjska metoda EAF plus AOD ali EAF plus VOD, ki predstavlja približno 70 odstotkov, tristopenjska metoda pa približno 20 odstotkov. Ker se staljeno železo z nizko vsebnostjo fosforja pogosto uporablja v proizvodnji nerjavnega jekla, nov postopek taljenja nerjavnega jekla v enem koraku sprejema tudi vse več podjetij za proizvodnjo nerjavnega jekla. Da bi se prilagodili hudi konkurenci na trgu nerjavnega jekla, izboljšali kakovost izdelkov in zmanjšali proizvodne stroške, različna podjetja v moji državi izbirajo ustrezne postopke taljenja nerjavnega jekla glede na njihove dejanske razmere.
4. Izbira poti procesa taljenja za domača podjetja za proizvodnjo nerjavnega jekla
Pri določanju poti procesa taljenja nerjavnega jekla je treba najprej vzeti oris izdelka kot izhodišče in izbrati ustrezno pot postopka taljenja nerjavnega jekla, ki temelji na sestavi surovin pri taljenju nerjavnega jekla in mehanizmu za rafiniranje nerjavnega jekla. Na izbiro proizvodnega procesa taljenja nerjavnega jekla bodo vplivali dejavniki, kot so pogoji surovin, obseg proizvodnje, načrti izdelkov, operativni stroški in delovne navade delavcev v podjetjih za proizvodnjo nerjavnega jekla. Ker na dejavnike, kot so surovine, obratovalni stroški in načrti izdelkov, močno vplivajo tržna nihanja, bi morala imeti izbira proizvodnih procesov v sodobnih talilnicah nerjavnega jekla določeno fleksibilnost, proizvodne procese in načrte izdelkov pa je mogoče prilagajati razmeram na trgu.
Večina kitajskih velikih podjetij za proizvodnjo nerjavnega jekla so integrirana jeklarska podjetja, kot so Taiyuan Iron and Steel Co., Ltd., Jiuzhou Iron and Steel Co., Ltd., ki proizvajajo tako nerjaveče jeklo kot ogljikovo jeklo. Za ta kombinirana železarska in jeklarska podjetja lahko konfiguracija procesne opreme izpolni zahteve raznolikih procesnih poti in različnih razmerij surovin. Paleta surovin je razmeroma široka. Obstaja dovolj zalog staljenega železa in jeklenih odpadkov, ki lahko zadostijo potrebam. Izberete lahko najboljše surovine. Načrt ujemanja. Ta podjetja imajo večjo fleksibilnost pri izbiri procesnih poti taljenja nerjavnega jekla.
Zaradi pomanjkanja virov odpadkov iz nerjavnega jekla na Kitajskem, visokih stroškov sestavin v postopku taljenja nerjavnega jekla, ki uporablja ostanke kot glavno surovino, skupaj z visoko porabo energije pri taljenju vseh odpadkov in slabo kakovostjo odpadkov, ki prinaša številne škodljive elemente v staljeno jeklo, vse več proizvodnje nerjavnega jekla na Kitajskem. Podjetja za taljenje nerjavnega jekla običajno uporabljajo defosforizirano staljeno železo iz plavžev. Zlasti v podjetjih kompleksa železa in jekla lahko uporaba plavžev sistema ogljikovega jekla za dobavo dela staljenega železa v sistem za taljenje nerjavnega jekla učinkovito zmanjša stroške surovin na tono jekla. Hkrati se naprave za obdelavo z defosforizacijo pogosto uporabljajo v proizvodnih procesih iz nerjavnega jekla. Uporaba čistilnih naprav za defosforizacijo lahko ne le zmanjša zahteve po surovinah v proizvodnji nerjavnega jekla, temveč tudi zmanjša proizvodne stroške, tako da se lahko v velikih pečih uporabljajo staljeno železo, navadno odpadno jeklo, surovo železo z visoko vsebnostjo fosforja in zlitine z visoko vsebnostjo fosforja. količine pri proizvodnji nerjavnega jekla.
