Smeltproces en ontwikkeling van roestvrij staal:
mijn land is een groot land geworden in de consumptie en productie van roestvrij staal, en de productie van roestvrij staal moet worden georganiseerd volgens verschillende variëteiten en soorten grondstoffen. Op dit moment is de ontwikkelingsrichting van de productie van roestvrij staal in mijn land het verbeteren van de kwaliteit, het verlagen van de kosten, het besparen van energie en het verminderen van emissies, en tegelijkertijd het optimaliseren van de afstemming van grondstoffen en technische apparatuur. In dit artikel worden verschillende typische smeltprocessen van roestvrij staal vergeleken en geanalyseerd.
Vanwege de uitstekende corrosieweerstand en uitstekende uitgebreide eigenschappen wordt roestvrij staal steeds vaker gebruikt in verschillende industriële en civiele gebieden. De productie van roestvrij staal in mijn land begon laat en eindigde in 2000 toen het lange tijd op 300.000 ton schommelde, wat een trend van springende en springende snelle ontwikkeling liet zien. In 2017 bedroeg de wereldwijde productie van ruw roestvrij staal 48,08 miljoen ton, en de Chinese productie van roestvrij staal bereikte 25,7737 miljoen ton, goed voor 54 procent van de wereldwijde productie. Met de toename van de productiecapaciteit is het aanstaande hoe het concurrentievermogen van ondernemingen op de markt kan worden verbeterd door het technologische proces te optimaliseren en de kosten van grondstoffen te verlagen.
1. Ontwikkeling van het smelten van roestvrij staal
Aan het begin van de 20e eeuw heeft Sheffield, Engeland, met succes het eerste roestvrij staal van commerciële kwaliteit gesmolten en gegoten, en sindsdien trok roestvrij staal de aandacht van de mensen. Tegen de jaren veertig stelde American Hilty (DCHilty), door middel van de studie van Cr-C-temperatuurbalans, de theorie van ontkoling en chroomretentie onder hoge temperatuuromstandigheden voor, die de theoretische basis legde voor het smelten van roestvrij staal, en op deze basis verder bestudeerd. Het effect van het verminderen van de partiële druk van vloeibaar gemaakte koolstof op de fysisch-chemische reactie van de productie van roestvrij staal heeft geleid tot de vooruitgang van de technologie voor het smelten van roestvrij staal. Tegen het midden van de late jaren zestig ontwikkelde de Edel-fabriek van Witten Company in Duitsland met succes de vacuümmethode VOD en de verdunningsmethode AOD van de United Carbide Company in de Verenigde Staten, die de kosten van het smelten van roestvrij staal aanzienlijk verlaagden, verbeterde de productie-efficiëntie van roestvrij staal, en maakte de grootschalige productie van roestvrij staal mogelijk. mogelijk worden.
2. Apparatuur voor het smelten van roestvrij staal
De keuze voor het smeltproces van roestvrij staal is gerelateerd aan staalsoorten en grondstoffen. Deze grondstoffen omvatten voornamelijk: staalschroot, gesmolten ijzer, chroomerts, nikkelertslegering, enz.
De apparatuur die wordt gebruikt bij het smelten van roestvrij staal is onderverdeeld in twee categorieën: primaire smeltapparatuur en raffinageapparatuur. De primaire smeltapparatuur omvat: elektrische boogoven (EAF), niet-vacuüm inductieoven (meestal gebruikt voor kleinschalige productie), ondergedompelde boogoven, converter. Raffinageapparatuur omvat voornamelijk raffinageapparatuur van het pollepeltype (VOD, SS-VOD, VOD-PB, enz.), raffinageapparatuur van het convertertype (AOD, VODC, VCR, CLU, KCB-S, KOBMS, K-BOP, MRP-L, GOR, enz.) en RH-functie-uitbreidingsapparatuur voor raffinage (RH-OB, RH-KTB, RH-KPB, enz.) drie categorieën.
Over het algemeen, wanneer de smeltgrondstof schrootstaal is, gebruikt de primaire smeltapparatuur het korte-stroomproces van een elektrische boogoven plus raffinageapparatuur;
Wanneer de grondstof gesmolten ijzer is, keurt de primaire raffinageapparatuur het proces van converter plus raffinageapparatuur goed;
Wanneer de grondstof schrootstaal plus gesmolten ijzer is, keurt de primaire smeltapparatuur het proces van elektrische boogoven plus convertor plus raffinagemateriaal goed;
Wanneer de grondstof chroomerts is, gebruikt de primaire raffinageapparatuur het proces van smeltreductieconverter plus ontkolingsconverter plus raffinageapparatuur (momenteel wordt dit proces geselecteerd door Kawasaki Steel in Japan);
Wanneer huishoudelijk lateriet-nikkelerts als grondstof wordt gebruikt, gebruikt de primaire raffinageapparatuur het proces van droogoven plus roterende oven plus ondergedompelde boogoven plus converter plus raffinageapparatuur.
3. Procespad voor het smelten van roestvrij staal:
Op dit moment is het smeltproces voor het produceren van roestvrij staal voornamelijk verdeeld in eenstapsmethode, tweestapsmethode en driestapsmethode.
3.1 Eenstaps smeltproces
Het vroege eenstaps smeltproces van roestvrij staal verwijst naar de voltooiing van het smelten, ontkolen, verminderen en raffineren van schroot in een elektrische oven, en de lading wordt in één stap tot roestvrij staal gesmolten. Dit smeltproductieproces in één stap, waarbij alleen een elektrische oven wordt gebruikt om roestvrij staal te smelten, wordt geleidelijk geëlimineerd vanwege de lange smeltcyclus, de lage bedrijfssnelheid en de hoge productiekosten. Met de voortdurende ontwikkeling van het raffinageproces buiten de oven en de brede toepassing van AOD-ovens, gebruiken veel roestvrijstalen productiebedrijven momenteel een aantal fosforarme of gedefosforiseerde gesmolten ijzer om schrootstaal te vervangen, en gebruiken gesmolten ijzer en legeringen als grondstoffen om binnen te komen de AOD-oven voor het smelten van roestvrij staal. Nieuw smeltproces in één stap.
Vergeleken met het eerdere eenstaps-smeltproces, elimineert het nieuwe eenstaps-smeltproces de smeltkoppeling van de elektrische oven in het productieproces. De voordelen zijn onder meer: ten eerste, lagere investering; ten tweede, lagere productiekosten; consumptie, en verbetering van de zuiverheid van gesmolten staal; ten vierde is de schrootverhouding laag, wat geschikt is voor de bestaande schrootmarkt; ten vijfde is het bijzonder economisch voor het smelten van roestvrij staal uit de 400-serie.
De nieuwe eenstapsmethode heeft echter bepaalde vereisten voor grondstofomstandigheden en productoplossingen: ten eerste moet het fosforgehalte van het gesmolten ijzer in de AOD-oven minder dan 0,03% zijn, dus de defosforisatie van het gesmolten ijzer moet worden toegevoegd aan het smeltproces; ten tweede wordt de legering gebruikt als grondstof in de nieuwe eenstapsmethode. Het wordt toegevoegd aan de AOD-oven en de overmatige hoeveelheid koolstofrijke legering die aan de AOD-oven wordt toegevoegd, zal de warmtebalans van het hele smeltproces beïnvloeden en is niet geschikt voor roestvrijstalen variëteiten met complexe componenten en een hoog legeringsgehalte.
Het nieuwe roestvrijstalen productieproces in één stap wordt momenteel veel gebruikt bij de productie van roestvrij staal uit de 400-serie. Als ontwikkelingsland heeft China geen schrootbronnen en is het extreem nikkelarm. Bovendien wordt roestvrij staal uit de 400-serie veel gebruikt in het dagelijks leven en de industriële productie. Deze objectieve omstandigheden maken het nieuwe eenstaps roestvrij staal smelten steeds populairder. Veel fabrikanten gebruiken het.
3.2 Smeltproces in twee stappen
De procesroute in twee stappen is EAF → AOD, EAF → VOD (elektrische boogoven → VOD vacuümraffinageoven). De productiecapaciteit van het EAF→AOD-proces is goed voor ongeveer 70 procent van de wereldproductiecapaciteit voor roestvrij staal. De EAF-oven wordt voornamelijk gebruikt om schrootstaal en legeringsgrondstoffen te smelten om roestvrijstalen pre-melt te produceren, die vervolgens wordt gesmolten tot gekwalificeerd roestvrij staal gesmolten staal in de AOD-oven. .
In het tweestapsproces, als het fosforgehalte van de grondstoffen die de elektrische oven binnenkomen relatief hoog is, moet een link van roestvrijstalen voorsmeltdefosforisatie worden toegevoegd tussen de elektrische oven en de AOD-oven. De meest gebruikte pre-melt defosforiseringsprocessen zijn defosforisering van de convertor en defosforisering van hete metalen tanktopspray. Wanneer de tweestapsmethode hoogovensmeltijzer gebruikt als de belangrijkste grondstof voor het smelten van roestvrij staal en als het fosforgehalte in de hoogoven hoog is, is het ook noodzakelijk om een defosforisatielink toe te voegen.
Het tweestaps smeltproces van roestvrij staal wordt veel gebruikt bij de productie van verschillende series roestvrij staal. 95 procent roestvrijstalen variëteit.
De tweestapsmethode moet echter nog steeds aandacht besteden aan de volgende drie punten in termen van mediumverbruik en variëteitsplan: Ten eerste, met de voortgang van het smeltproces en de verbetering van het bedrijfsniveau in de afgelopen jaren, zal het verbruik van argon en andere media in het smeltproces in twee stappen is aanzienlijk verminderd. Vergeleken met de eenstapsmethode en de driestapsmethode is het verbruik van argon en andere media echter nog iets groter; ten tweede, wanneer de AOD-oven tot het einde ontkolt, is het zuurstofgehalte in het gesmolten staal relatief hoog en moet ferrosilicium worden toegevoegd om de zuurstof in het gesmolten staal te verminderen, dus het ferrosiliciumverbruik. De derde is dat het niet kan worden gebruikt om te produceren ultra-lage koolstof en stikstof roestvrij staal op dit moment, en het gasgehalte in het staal is relatief hoog.
3.3 Smeltproces in drie stappen
De basisprocesstroom van de driestapsmethode is: primaire smeltoven → dubbelblazende converter / AOD-oven → vacuümraffinage-apparaat. De driestapsmethode is een geavanceerde methode voor het smelten van roestvrij staal en de productkwaliteit is goed, wat geschikt is voor professionele fabrikanten en roestvrij staalproductie in gezamenlijke ijzer- en staalbedrijven.
De driestapsmethode van roestvrij staal voegt een stap van diepe ontkoling toe op basis van de tweestapsmethode. De voordelen van het smeltproces zijn: ten eerste is de arbeidsverdeling in elke schakel duidelijk, het productieritme is snel en de werking is geoptimaliseerd; Het gehalte aan zuurstof en insluitsels is laag en het assortiment producten dat kan worden geproduceerd is breed; de derde is dat gesmolten ijzer kan worden gebruikt voor het smelten, de vereisten voor grondstoffen niet hoog zijn en de selectie van grondstoffen flexibel is.
Het driestaps-smeltproces van roestvrij staal realiseert echter stap voor stap de metallurgische functie, wat de volgende gevolgen zal hebben voor de productie-investering: ten eerste worden de proceskoppelingen verhoogd en zijn de investerings- en productiekosten relatief hoog; ten tweede is het vacuümapparatuursysteem complex en is het onderhoudsbedrag groot.
Momenteel gebruikt het smeltproces voor het produceren van roestvrij staal in de wereld voornamelijk de tweestapsmethode en de driestapsmethode. Onder hen is de tweestapsmethode van EAF plus AOD of EAF plus VOD het meest gebruikt, goed voor ongeveer 70 procent, en de driestapsmethode is goed voor ongeveer 20 procent. Omdat gesmolten ijzer met een laag fosforgehalte veel wordt gebruikt bij de productie van roestvrij staal, wordt het nieuwe eenstaps smeltproces voor roestvrij staal ook door steeds meer bedrijven in de productie van roestvrij staal overgenomen. Om zich aan te passen aan de felle concurrentie op de roestvrijstalen markt, de productkwaliteit te verbeteren en de productiekosten te verlagen, kiezen verschillende ondernemingen in mijn land geschikte roestvrijstalen smeltprocessen op basis van hun werkelijke omstandigheden.
4. Selectie van smeltprocesroute voor binnenlandse roestvrijstalen productiebedrijven;
Bij het bepalen van de route voor het smeltproces van roestvrij staal moet eerst het productoverzicht als uitgangspunt worden genomen en moet de juiste route voor het smeltproces van roestvrij staal worden geselecteerd op basis van de grondstofsamenstelling van het smelten van roestvrij staal en het raffinagemechanisme van roestvrij staal. Factoren zoals grondstofomstandigheden, productieschaal, productplannen, bedrijfskosten en werkgewoonten van werknemers van roestvrijstalen productiebedrijven zullen van invloed zijn op de keuze van het productieproces voor het smelten van roestvrij staal. Aangezien factoren zoals grondstoffen, bedrijfskosten en productplannen sterk worden beïnvloed door marktschommelingen, moet de selectie van productieprocessen in moderne roestvrijstalen smelterijen een zekere flexibiliteit hebben en kunnen de productieprocessen en productplannen worden aangepast aan de marktomstandigheden.
De meeste grootschalige roestvrijstalen productiebedrijven in China zijn geïntegreerde staalbedrijven, zoals Taiyuan Iron and Steel Co., Ltd., Jiuzhou Iron and Steel Co., Ltd., die zowel roestvrij staal als koolstofstaal produceren. Voor deze gecombineerde ijzer- en staalbedrijven kan de configuratie van procesapparatuur voldoen aan de vereisten van gediversifieerde procesroutes en verschillende verhoudingen van grondstoffen. Het aanbod aan grondstoffen is relatief breed. Er is voldoende gesmolten ijzervoorraad en schrootstaal dat aan de behoeften kan voldoen. De beste grondstoffen kunnen worden geselecteerd. Bijpassend plan. Deze ondernemingen hebben meer flexibiliteit bij het selecteren van routes voor het smelten van roestvrij staal.
Vanwege het gebrek aan hulpbronnen voor roestvrij staal in China, de hoge kosten van ingrediënten in het smeltproces van roestvrij staal, waarbij schroot de belangrijkste grondstof is, in combinatie met het hoge energieverbruik van alle schrootsmelterijen en de slechte kwaliteit van het schroot dat brengt veel schadelijke elementen in gesmolten staal, meer en meer productie van roestvrij staal in China Ondernemingen hebben de neiging om gedefosforiseerd hoogovensmeltijzer te gebruiken om roestvrij staal te smelten. Vooral in de ijzer- en staalcomplexbedrijven kan het gebruik van de hoogoven van het koolstofstaalsysteem om een deel van het gesmolten ijzer aan het roestvrijstalen smeltsysteem te leveren de kosten van grondstoffen per ton staal effectief verlagen. Tegelijkertijd worden defosforisatiebehandelingsfaciliteiten veel gebruikt in roestvrijstalen productieprocessen. De toepassing van defosforisatiebehandelingsfaciliteiten kan niet alleen de vereisten voor grondstoffen bij de productie van roestvrij staal verminderen, maar ook de productiekosten verlagen, zodat gesmolten hoogoven-ijzer, gewoon schrootstaal, ruwijzer met een hoog fosforgehalte en legeringen met een hoog fosforgehalte in grote hoeveelheden kunnen worden gebruikt. hoeveelheden bij de productie van roestvrij staal.
