Proses dan pembangunan peleburan keluli tahan karat
negara saya telah menjadi sebuah negara besar dalam penggunaan dan pengeluaran keluli tahan karat, dan pengeluaran keluli tahan karat perlu diatur mengikut jenis dan jenis bahan mentah yang berbeza. Pada masa ini, hala tuju pembangunan pengeluaran keluli tahan karat negara saya adalah untuk meningkatkan kualiti, mengurangkan kos, menjimatkan tenaga dan mengurangkan pelepasan, dan pada masa yang sama, terus mengoptimumkan pemadanan bahan mentah dan peralatan teknikal. Dalam kertas ini, beberapa proses peleburan tipikal keluli tahan karat dibandingkan dan dianalisis.
Oleh kerana rintangan kakisan yang sangat baik dan sifat komprehensif yang sangat baik, keluli tahan karat semakin banyak digunakan dalam pelbagai bidang perindustrian dan awam. pengeluaran keluli tahan karat negara saya bermula lewat, dan berakhir pada 2000 apabila ia berlegar pada 300,000 tan untuk masa yang lama, menunjukkan trend pembangunan pesat yang melonjak dan melonjak. Pada 2017, pengeluaran global keluli tahan karat mentah ialah 48.08 juta tan, dan pengeluaran keluli tahan karat China mencapai 25.7737 juta tan, menyumbang 54 peratus daripada keluaran global. Dengan peningkatan kapasiti pengeluaran, cara untuk meningkatkan daya saing pasaran perusahaan dengan mengoptimumkan proses teknologi dan mengurangkan kos bahan mentah akan berlaku.
1. Pembangunan peleburan keluli tahan karat
Pada awal abad ke-20, Sheffield, England, berjaya melebur dan menuang keluli tahan karat gred komersial pertama, dan keluli tahan karat telah menjadi perhatian orang sejak itu. Menjelang tahun 1940-an, American Hilty (DCHilty), melalui kajian keseimbangan suhu Cr-C, mencadangkan teori penyahkarburan dan pengekalan kromium di bawah keadaan suhu tinggi, yang meletakkan asas teori peleburan keluli tahan karat, dan dikaji lebih lanjut berdasarkan asas ini. Kesan mengurangkan tekanan separa karbon cecair pada tindak balas fizikokimia pengeluaran keluli tahan karat telah membawa kepada kemajuan teknologi peleburan keluli tahan karat. Menjelang pertengahan hingga akhir 1960-an, kilang Edel Witten Company di Jerman berjaya membangunkan kaedah vakum VOD, dan kaedah pencairan AOD Syarikat United Carbide di Amerika Syarikat, yang telah mengurangkan kos peleburan keluli tahan karat, bertambah baik. kecekapan pengeluaran keluli tahan karat, dan membolehkan pengeluaran keluli tahan karat berskala besar. menjadi mungkin.
2. Peralatan peleburan keluli tahan karat
Pilihan proses peleburan keluli tahan karat adalah berkaitan dengan gred keluli dan bahan mentah. Bahan mentah ini terutamanya termasuk: keluli sekerap, besi cair, bijih krom, aloi bijih nikel, dll.
Peralatan yang digunakan dalam peleburan keluli tahan karat dibahagikan kepada dua kategori: peralatan peleburan utama dan peralatan penapisan. Peralatan peleburan utama termasuk: relau arka elektrik (EAF), relau aruhan bukan vakum (biasanya digunakan untuk pengeluaran berskala kecil), relau arka tenggelam, penukar. Peralatan penapisan terutamanya termasuk peralatan penapisan jenis senduk (VOD, SS-VOD, VOD-PB, dll.), peralatan penapisan jenis penukar (AOD, VODC, VCR, CLU, KCB-S, KOBMS, K-BOP, MRP-L, GOR, dsb. ) dan peralatan penapisan pengembangan fungsi RH (RH-OB, RH-KTB, RH-KPB, dsb.) tiga kategori.
Secara umumnya, apabila bahan mentah peleburan adalah keluli sekerap, peralatan peleburan utama menggunakan proses aliran pendek relau arka elektrik serta peralatan penapisan;
Apabila bahan mentah adalah besi cair, peralatan penapisan utama menggunakan proses penukar ditambah peralatan penapisan;
Apabila bahan mentah adalah keluli sekerap ditambah besi cair, peralatan peleburan utama mengamalkan proses relau arka elektrik ditambah penukar serta peralatan penapisan;
Apabila bahan mentah adalah bijih krom, peralatan penapisan utama mengamalkan proses penukar pengurangan peleburan ditambah penukar penyahkarbonan serta peralatan penapisan (pada masa ini proses ini dipilih oleh Kawasaki Steel di Jepun);
Apabila bijih nikel laterit domestik digunakan sebagai bahan mentah, peralatan penapisan utama mengguna pakai proses pengeringan tanur ditambah tanur berputar ditambah relau arka tenggelam ditambah penukar serta peralatan penapisan.
3. Laluan proses peleburan keluli tahan karat
Pada masa ini, proses peleburan untuk menghasilkan keluli tahan karat terutamanya dibahagikan kepada kaedah satu langkah, kaedah dua langkah dan kaedah tiga langkah.
3.1 Proses peleburan satu langkah
Proses peleburan keluli tahan karat satu langkah awal merujuk kepada penyiapan proses pencairan sekerap, penyahkarburan, pengurangan dan penapisan dalam relau elektrik, dan caj dileburkan menjadi keluli tahan karat dalam satu langkah. Proses pengeluaran peleburan satu langkah yang hanya menggunakan relau elektrik untuk melebur keluli tahan karat ini dihapuskan secara beransur-ansur disebabkan oleh kitaran peleburan yang panjang, kadar operasi yang rendah dan kos pengeluaran yang tinggi. Dengan pembangunan berterusan proses penapisan luar relau dan aplikasi luas relau AOD, banyak perusahaan pengeluaran keluli tahan karat pada masa ini menggunakan beberapa besi cair fosforus rendah atau nyahfosforus untuk menggantikan keluli sekerap, dan menggunakan besi cair dan aloi sebagai bahan mentah untuk masuk. relau AOD untuk peleburan keluli tahan karat. Proses peleburan satu langkah baharu.
Berbanding dengan proses peleburan satu langkah yang lebih awal, proses peleburan satu langkah yang baharu menghilangkan pautan peleburan relau elektrik dalam proses pengeluaran. Kelebihannya termasuk: pertama, pelaburan yang lebih rendah; kedua, kos pengeluaran yang lebih rendah; penggunaan, dan meningkatkan ketulenan keluli cair; keempat, nisbah sekerap adalah rendah, yang sesuai untuk pasaran sekerap sedia ada; kelima, ia amat menjimatkan untuk peleburan keluli tahan karat siri 400.
Walau bagaimanapun, kaedah satu langkah baharu mempunyai keperluan tertentu untuk keadaan bahan mentah dan penyelesaian produk: Pertama, kandungan fosforus besi cair dalam relau AOD diperlukan kurang daripada 0.03 peratus , jadi penyahfosforan daripada besi cair mesti ditambah kepada proses peleburan; kedua, aloi digunakan sebagai bahan mentah dalam kaedah satu langkah baharu. Ia ditambah pada relau AOD, dan jumlah aloi karbon tinggi yang berlebihan yang ditambahkan pada relau AOD akan menjejaskan keseimbangan haba keseluruhan proses peleburan, dan tidak sesuai untuk jenis keluli tahan karat dengan komponen kompleks dan kandungan aloi yang tinggi.
Proses pengeluaran keluli tahan karat satu langkah yang baharu kini digunakan secara meluas dalam pengeluaran keluli tahan karat siri 400. Sebagai sebuah negara membangun, China kekurangan sumber keluli sekerap dan sangat miskin nikel. Di samping itu, keluli tahan karat siri 400 digunakan secara meluas dalam kehidupan harian dan pengeluaran perindustrian. Keadaan objektif ini menjadikan peleburan keluli tahan karat satu langkah baharu semakin popular. Banyak pengeluar menggunakannya.
3.2 Proses peleburan dua langkah
Laluan proses dua langkah ialah EAF→AOD, EAF→VOD (relau arka elektrik→Relau penapisan vakum VOD). Kapasiti pengeluaran proses EAF→AOD menyumbang kira-kira 70 peratus daripada kapasiti pengeluaran keluli tahan karat dunia. Relau EAF digunakan terutamanya untuk mencairkan keluli sekerap dan bahan mentah aloi untuk menghasilkan pra-cairan keluli tahan karat, yang kemudiannya dileburkan menjadi keluli cair keluli tahan karat yang layak dalam relau AOD. .
Dalam proses dua langkah, jika kandungan fosforus bahan mentah yang memasuki relau elektrik adalah agak tinggi, pautan defosforisasi pra-cairan keluli tahan karat perlu ditambah antara relau elektrik dan relau AOD. Proses penyahfosforan pra-cairan yang paling biasa digunakan ialah penyahfosforan penukar dan penyahfosforan semburan atas tangki logam panas. Apabila kaedah dua langkah menggunakan besi cair relau letupan sebagai bahan mentah utama untuk peleburan keluli tahan karat, jika kandungan fosforus relau letupan adalah tinggi, ia juga perlu untuk menambah pautan nyahfosforisasi.
Proses peleburan keluli tahan karat dua langkah digunakan secara meluas dalam pengeluaran pelbagai siri keluli tahan karat. 95 peratus jenis keluli tahan karat.
Walau bagaimanapun, kaedah dua langkah masih perlu memberi perhatian kepada tiga perkara berikut dari segi penggunaan sederhana dan pelan varieti: Pertama, dengan kemajuan proses peleburan dan peningkatan tahap operasi dalam beberapa tahun kebelakangan ini, penggunaan argon dan media lain dalam proses peleburan dua langkah telah dikurangkan dengan ketara. Walau bagaimanapun, berbanding dengan kaedah satu langkah dan kaedah tiga langkah, penggunaan argon dan media lain masih lebih besar sedikit; kedua, apabila relau AOD menyahkarburkan hingga akhir, kandungan oksigen dalam keluli cair agak tinggi, dan ferrosilikon mesti ditambah untuk mengurangkan oksigen dalam keluli cair, jadi penggunaan ferrosilikon Yang ketiga ialah ia tidak boleh digunakan untuk menghasilkan karbon ultra rendah dan keluli tahan karat nitrogen pada masa ini, dan kandungan gas dalam keluli adalah agak tinggi.
3.3 Proses peleburan tiga langkah
Aliran proses asas kaedah tiga langkah ialah: relau peleburan primer → penukar tiupan berganda/relau AOD → peranti penapisan vakum. Kaedah tiga langkah adalah kaedah lanjutan untuk peleburan keluli tahan karat, dan kualiti produk adalah baik, yang sesuai untuk pengilang profesional dan pengeluaran keluli tahan karat dalam perusahaan besi dan keluli bersama.
Kaedah tiga langkah keluli tahan karat menambah satu langkah penyahkarburan dalam berdasarkan kaedah dua langkah. Kelebihan proses peleburannya ialah: pertama, pembahagian kerja dalam setiap pautan adalah jelas, irama pengeluaran adalah pantas, dan operasi dioptimumkan; Kandungan oksigen dan kemasukan adalah rendah, dan rangkaian produk yang boleh dihasilkan adalah luas; yang ketiga ialah besi cair boleh digunakan untuk peleburan, keperluan untuk bahan mentah tidak tinggi, dan pemilihan bahan mentah adalah fleksibel.
Walau bagaimanapun, proses peleburan keluli tahan karat tiga langkah merealisasikan fungsi metalurgi langkah demi langkah, yang akan mempunyai kesan berikut ke atas pelaburan pengeluaran: pertama, pautan proses meningkat, dan kos pelaburan dan pengeluaran agak tinggi; kedua, sistem peralatan vakum adalah kompleks dan jumlah penyelenggaraan adalah besar.
Pada masa ini, proses peleburan untuk menghasilkan keluli tahan karat di dunia terutamanya menggunakan kaedah dua langkah dan kaedah tiga langkah. Antaranya, kaedah dua langkah EAF tambah AOD atau EAF tambah VOD adalah yang paling banyak digunakan, menyumbang kira-kira 70 peratus , dan kaedah tiga langkah menyumbang kira-kira 20 peratus . Memandangkan besi lebur fosforus rendah digunakan secara meluas dalam pengeluaran keluli tahan karat, proses peleburan keluli tahan karat satu langkah yang baharu juga diterima pakai oleh semakin banyak perusahaan pengeluaran keluli tahan karat. Untuk menyesuaikan diri dengan persaingan sengit dalam pasaran keluli tahan karat, meningkatkan kualiti produk dan mengurangkan kos pengeluaran, pelbagai perusahaan di negara saya memilih proses peleburan keluli tahan karat yang sesuai mengikut keadaan sebenar mereka.
4. Pemilihan laluan proses peleburan untuk perusahaan pengeluaran keluli tahan karat domestik
Penentuan laluan proses peleburan keluli tahan karat harus terlebih dahulu mengambil garis besar produk sebagai titik permulaan, dan pilih laluan proses peleburan keluli tahan karat yang sesuai berdasarkan komposisi bahan mentah peleburan keluli tahan karat dan mekanisme penapisan keluli tahan karat. Faktor-faktor seperti keadaan bahan mentah, skala pengeluaran, rancangan produk, kos operasi dan tabiat operasi pekerja perusahaan pengeluaran keluli tahan karat akan mempengaruhi pilihan proses pengeluaran peleburan keluli tahan karat. Memandangkan faktor seperti bahan mentah, kos operasi dan rancangan produk banyak dipengaruhi oleh turun naik pasaran, pemilihan proses pengeluaran dalam bengkel peleburan keluli tahan karat moden harus mempunyai fleksibiliti tertentu, dan proses pengeluaran dan rancangan produk boleh diselaraskan mengikut keadaan pasaran.
Kebanyakan perusahaan pengeluaran keluli tahan karat berskala besar China ialah perusahaan keluli bersepadu, seperti Taiyuan Iron and Steel Co., Ltd., Jiuzhou Iron and Steel Co., Ltd., yang menghasilkan kedua-dua keluli tahan karat dan keluli karbon. Bagi perusahaan gabungan besi dan keluli ini, konfigurasi peralatan proses boleh memenuhi keperluan laluan proses yang pelbagai dan nisbah bahan mentah yang berbeza. Julat bahan mentah agak luas. Terdapat bekalan besi cair dan keluli sekerap yang mencukupi yang boleh memenuhi keperluan. Bahan mentah terbaik boleh dipilih. Pelan yang sepadan. Perusahaan ini mempunyai fleksibiliti yang lebih besar dalam pemilihan laluan proses peleburan keluli tahan karat.
Disebabkan kekurangan sumber sekerap keluli tahan karat di China, kos bahan yang tinggi dalam proses peleburan keluli tahan karat yang menggunakan sekerap sebagai bahan mentah utama, ditambah pula dengan penggunaan tenaga yang tinggi bagi semua peleburan sekerap, dan kualiti sekerap yang kurang baik yang membawa banyak unsur berbahaya ke dalam keluli cair, semakin banyak pengeluaran keluli tahan karat di Perusahaan China cenderung menggunakan besi cair relau letupan nyahfosfori untuk melebur keluli tahan karat. Terutamanya dalam perusahaan kompleks besi dan keluli, penggunaan relau letupan sistem keluli karbon untuk membekalkan sebahagian daripada besi cair kepada sistem peleburan keluli tahan karat dengan berkesan boleh mengurangkan kos bahan mentah bagi setiap tan keluli. Pada masa yang sama, kemudahan rawatan defosforisasi digunakan secara meluas dalam proses pengeluaran keluli tahan karat. Penggunaan kemudahan rawatan dephosphorization bukan sahaja dapat mengurangkan keperluan untuk bahan mentah dalam pengeluaran keluli tahan karat, tetapi juga mengurangkan kos pengeluaran, supaya relau letupan besi cair, keluli sekerap biasa, besi babi fosforus tinggi dan aloi fosforus tinggi boleh digunakan dalam besar. kuantiti dalam pengeluaran keluli tahan karat.
