Paslanmaz çelik eritme süreci ve geliştirme
ülkem paslanmaz çelik tüketiminde ve üretiminde büyük bir ülke haline geldi ve paslanmaz çelik üretiminin farklı hammadde çeşitlerine ve çeşitlerine göre düzenlenmesi gerekiyor. Şu anda ülkemin paslanmaz çelik üretiminin gelişme yönü, kaliteyi iyileştirmek, maliyetleri azaltmak, enerji tasarrufu yapmak ve emisyonları azaltmak ve aynı zamanda hammadde ve teknik ekipman uyumunu optimize etmeye devam etmektir. Bu yazıda, paslanmaz çeliğin birkaç tipik eritme işlemi karşılaştırılmakta ve analiz edilmektedir.
Mükemmel korozyon direnci ve mükemmel kapsamlı özellikleri nedeniyle paslanmaz çelik, çeşitli endüstriyel ve sivil alanlarda giderek daha yaygın olarak kullanılmaktadır. ülkemin paslanmaz çelik üretimi geç başladı ve 2000'de uzun bir süre 300.000 tonda gezinip sıçrama ve hızlı bir gelişme trendi göstererek sona erdi. 2017 yılında, küresel ham paslanmaz çelik üretimi 48.08 milyon ton ve Çin'in paslanmaz çelik üretimi, küresel üretimin yüzde 54'ünü oluşturan 25.7737 milyon tona ulaştı. Üretim kapasitesinin artmasıyla, teknolojik süreci optimize ederek ve hammadde maliyetini azaltarak işletmelerin pazar rekabet gücünün nasıl artırılacağı yakın.
1. Paslanmaz çelik eritmenin geliştirilmesi
20. yüzyılın başında, Sheffield, İngiltere, ilk ticari kalite paslanmaz çeliği başarıyla eritti ve döktü ve o zamandan beri paslanmaz çelik insanların dikkatini çekti. 1940'larda American Hilty (DCHilty), Cr-C sıcaklık dengesi çalışması yoluyla, paslanmaz çelik eritmenin teorik temelini oluşturan yüksek sıcaklık koşulları altında dekarburizasyon ve krom tutma teorisini önerdi ve bu temelde daha fazla çalıştı. Paslanmaz çelik üretiminin fizikokimyasal reaksiyonu üzerindeki sıvılaştırılmış karbonun kısmi basıncını düşürmenin etkisi, paslanmaz çelik eritme teknolojisinin ilerlemesine yol açmıştır. 1960'ların ortalarından sonlarına kadar, Almanya'daki Witten Company'nin Edel fabrikası, vakum yöntemi VOD'yi ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki United Carbide Company'nin paslanmaz çelik eritme maliyetini büyük ölçüde azaltan seyreltme yöntemi AOD'yi başarıyla geliştirdi. paslanmaz çeliğin üretim verimliliğini artırdı ve büyük ölçekli paslanmaz çelik üretimini sağladı. mümkün hale gelir.
2. Paslanmaz çelik eritme ekipmanı
Paslanmaz çelik eritme işleminin seçimi, çelik kaliteleri ve hammaddelerle ilgilidir. Bu hammaddeler esas olarak şunları içerir: hurda çelik, erimiş demir, krom cevheri, nikel cevheri alaşımı vb.
Paslanmaz çelik eritmede kullanılan ekipman iki kategoriye ayrılır: birincil eritme ekipmanı ve arıtma ekipmanı. Birincil eritme ekipmanı şunları içerir: elektrik ark ocağı (EAF), vakumsuz endüksiyon ocağı (genellikle küçük ölçekli üretim için kullanılır), batık ark ocağı, dönüştürücü. Rafinaj ekipmanı temel olarak pota tipi rafinasyon ekipmanını (VOD, SS-VOD, VOD-PB, vb.), dönüştürücü tipi rafinaj ekipmanını (AOD, VODC, VCR, CLU, KCB-S, KOBMS, K-BOP, MRP-L, GOR, vb. ) ve RH fonksiyon genişletme arıtma ekipmanı (RH-OB, RH-KTB, RH-KPB, vb.) üç kategoridedir.
Genel olarak konuşursak, eritme hammaddesi hurda çelik olduğunda, birincil eritme ekipmanı, kısa akışlı elektrik ark fırını ve arıtma ekipmanı sürecini benimser;
Hammadde erimiş demir olduğunda, birincil arıtma ekipmanı, dönüştürücü artı arıtma ekipmanı sürecini benimser;
Hammadde hurda çelik artı erimiş demir olduğunda, birincil eritme ekipmanı, elektrik ark ocağı artı dönüştürücü artı arıtma ekipmanı sürecini benimser;
Hammadde krom cevheri olduğunda, birincil arıtma ekipmanı eritme indirgeme dönüştürücüsü artı dekarburizasyon dönüştürücüsü artı arıtma ekipmanı sürecini benimser (şu anda bu süreç Japonya'da Kawasaki Steel tarafından seçilmektedir);
Hammadde olarak yerli laterit nikel cevheri kullanıldığında, birincil arıtma ekipmanı, kurutma fırını artı döner fırın artı batık ark fırını artı dönüştürücü artı arıtma ekipmanı sürecini benimser.
3. Paslanmaz çelik eritme işlemi yolu
Şu anda, paslanmaz çelik üretimi için eritme işlemi esas olarak tek aşamalı yöntem, iki aşamalı yöntem ve üç aşamalı yönteme ayrılmıştır.
3.1 Tek adımlı eritme işlemi
Erken tek aşamalı paslanmaz çelik eritme işlemi, bir elektrikli fırında hurda eritme, dekarburizasyon, indirgeme ve rafine etme işlemlerinin tamamlanmasını ifade eder ve şarj, tek adımda paslanmaz çeliğe eritilir. Paslanmaz çeliği eritmek için yalnızca elektrikli fırın kullanan bu tek adımlı eritme üretim süreci, uzun eritme döngüsü, düşük işletme hızı ve yüksek üretim maliyeti nedeniyle kademeli olarak ortadan kaldırılır. Fırın dışı arıtma işleminin sürekli gelişimi ve AOD fırınlarının geniş uygulaması ile, birçok paslanmaz çelik üretim işletmesi şu anda hurda çeliği değiştirmek için düşük fosforlu veya fosforsuz erimiş demir kullanıyor ve giriş için hammadde olarak erimiş demir ve alaşımları kullanıyor. paslanmaz çelik eritme için AOD fırını. Yeni tek adımlı eritme süreci.
Daha önceki tek aşamalı ergitme işlemiyle karşılaştırıldığında, yeni tek aşamalı ergitme işlemi, üretim sürecinde elektrikli fırının ergitme bağlantısını ortadan kaldırır. Avantajları şunları içerir: ilk olarak, daha düşük yatırım; ikincisi, daha düşük üretim maliyetleri; tüketim ve erimiş çeliğin saflığını iyileştirmek; dördüncüsü, mevcut hurda piyasası için uygun olan hurda oranının düşük olması; beşincisi, özellikle 400 serisi paslanmaz çeliğin eritilmesi için ekonomiktir.
Bununla birlikte, yeni tek aşamalı yöntemin hammadde koşulları ve ürün çözümleri için belirli gereksinimleri vardır: İlk olarak, AOD fırınındaki erimiş demirin fosfor içeriğinin yüzde 0.03'ten az olması gerekir, bu nedenle fosforsuzlaştırma eritme işlemine erimiş demir eklenmelidir; ikincisi, alaşım yeni tek adımlı yöntemde hammadde olarak kullanılır. AOD fırınına eklenir ve AOD fırınına eklenen aşırı miktarda yüksek karbonlu alaşım, tüm eritme işleminin ısı dengesini etkiler ve karmaşık bileşenlere ve yüksek alaşım içeriğine sahip paslanmaz çelik çeşitleri için uygun değildir.
Yeni tek aşamalı paslanmaz çelik üretim süreci şu anda 400 serisi paslanmaz çelik üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Gelişmekte olan bir ülke olarak Çin, hurda çelik kaynaklarına sahip değil ve nikel açısından son derece fakir. Ayrıca 400 serisi paslanmaz çelik günlük hayatta ve endüstriyel üretimde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu nesnel koşullar, yeni tek adımlı paslanmaz çelik eritmeyi giderek daha popüler hale getiriyor. Birçok üretici bunu kullanır.
3.2 İki aşamalı eritme işlemi
İki aşamalı proses rotası EAF→AOD, EAF→VOD'dur (elektrik ark fırını→VOD vakum arıtma fırını). EAF→AOD sürecinin üretim kapasitesi, dünyanın paslanmaz çelik üretim kapasitesinin yaklaşık yüzde 70'ini oluşturmaktadır. EAF fırını esas olarak, paslanmaz çelik ön eriyik üretmek için hurda çelik ve alaşımlı hammaddeleri eritmek için kullanılır, bu daha sonra AOD fırınında kalifiye paslanmaz çelik erimiş çeliğe eritilir. .
İki aşamalı işlemde, elektrikli fırına giren hammaddelerin fosfor içeriği nispeten yüksekse, elektrikli fırın ile AOD fırını arasına paslanmaz çelik ön eritme fosforsuzlaştırma bağlantısının eklenmesi gerekir. En yaygın olarak kullanılan ön eritme fosforsuzlaştırma işlemleri, dönüştürücü fosfor giderme ve sıcak metal tank üstü sprey fosfor gidermedir. İki aşamalı yöntem, paslanmaz çelik eritme için ana hammadde olarak yüksek fırın erimiş demiri kullandığında, yüksek fırın fosfor içeriği yüksekse, bir fosfor giderme bağlantısı eklemek de gereklidir.
İki aşamalı paslanmaz çelik eritme işlemi, çeşitli paslanmaz çelik serilerinin üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Yüzde 95 paslanmaz çelik çeşidi.
Ancak, iki aşamalı yöntemin orta tüketim ve çeşit planı açısından yine de şu üç noktaya dikkat etmesi gerekmektedir: Birincisi, son yıllarda izabe sürecinin ilerlemesi ve işletme seviyesinin iyileştirilmesi ile argon tüketimi ve iki aşamalı eritme işlemindeki diğer ortamlar önemli ölçüde azaltılmıştır. Ancak, tek aşamalı yöntem ve üç aşamalı yöntem ile karşılaştırıldığında, argon ve diğer ortamların tüketimi hala biraz daha fazladır; ikincisi, AOD fırını sonuna kadar karbonsuzlaştığında, erimiş çelikteki oksijen içeriği nispeten yüksektir ve erimiş çelikteki oksijeni azaltmak için ferrosilikon eklenmelidir, bu nedenle ferrosilikon tüketimi Üçüncüsü üretmek için kullanılamaz şu anda ultra düşük karbonlu ve azotlu paslanmaz çelik ve çelikteki gaz içeriği nispeten yüksektir.
3.3 Üç aşamalı eritme işlemi
Üç aşamalı yöntemin temel işlem akışı şudur: birincil eritme fırını → çift üflemeli dönüştürücü/AOD fırını → vakum arıtma cihazı. Üç aşamalı yöntem, paslanmaz çeliğin eritilmesi için gelişmiş bir yöntemdir ve ürün kalitesi iyidir, bu da profesyonel üreticiler ve ortak demir ve çelik işletmelerinde paslanmaz çelik üretimi için uygundur.
Üç aşamalı paslanmaz çelik yöntemi, iki aşamalı yöntem temelinde bir derin karbonsuzlaştırma aşaması ekler. Eritme işleminin avantajları şunlardır: ilk olarak, her bağlantıdaki iş bölümü açıktır, üretim ritmi hızlıdır ve operasyon optimize edilmiştir; Oksijen ve inklüzyon içeriği düşük, üretilebilecek ürün yelpazesi geniş; üçüncüsü, erimiş demirin eritme için kullanılabilmesi, hammadde gereksinimlerinin yüksek olmaması ve hammadde seçiminin esnek olmasıdır.
Bununla birlikte, üç aşamalı paslanmaz çelik eritme işlemi, üretim yatırımı üzerinde aşağıdaki etkilere sahip olacak olan metalurjik işlevi adım adım gerçekleştirir: ilk olarak, işlem bağlantıları artar ve yatırım ve üretim maliyetleri nispeten yüksektir; ikincisi, vakum ekipman sistemi karmaşıktır ve bakım miktarı büyüktür.
Şu anda, dünyada paslanmaz çelik üretmek için eritme işlemi esas olarak iki aşamalı yöntemi ve üç aşamalı yöntemi benimsemektedir. Bunlar arasında, iki aşamalı EAF artı AOD veya EAF artı VOD yöntemi en yaygın kullanılanıdır, yaklaşık yüzde 70'i oluşturur ve üç aşamalı yöntem yaklaşık yüzde 20'yi oluşturur. Düşük fosforlu erimiş demir, paslanmaz çelik üretiminde yaygın olarak kullanıldığından, yeni tek aşamalı paslanmaz çelik eritme işlemi de giderek daha fazla paslanmaz çelik üretim işletmesi tarafından benimsenmektedir. Paslanmaz çelik pazarındaki şiddetli rekabete uyum sağlamak, ürün kalitesini artırmak ve üretim maliyetlerini düşürmek için ülkemdeki çeşitli işletmeler kendi gerçek koşullarına göre uygun paslanmaz çelik eritme proseslerini seçmektedir.
4. Yerli paslanmaz çelik üretim işletmeleri için izabe proses rotasının seçimi
Paslanmaz çelik eritme işlemi rotasının belirlenmesi, önce ürün ana hatlarını başlangıç noktası olarak almalı ve paslanmaz çelik eritme hammadde bileşimine ve paslanmaz çelik arıtma mekanizmasına dayalı olarak uygun paslanmaz çelik eritme işlemi rotasını seçmelidir. Paslanmaz çelik üreten işletmelerin hammadde koşulları, üretim ölçeği, ürün planları, işletme maliyetleri ve çalışanların çalışma alışkanlıkları gibi faktörler paslanmaz çelik ergitme üretim sürecinin seçimini etkileyecektir. Hammadde, işletme maliyetleri ve ürün planları gibi faktörler piyasa dalgalanmalarından büyük ölçüde etkilendiğinden, modern paslanmaz çelik eritme atölyelerinde üretim süreçlerinin seçimi belirli bir esnekliğe sahip olmalıdır ve üretim süreçleri ve ürün planları piyasa koşullarına göre ayarlanabilir.
Çin'in büyük ölçekli paslanmaz çelik üretim işletmelerinin çoğu, hem paslanmaz çelik hem de karbon çelik üreten Taiyuan Iron and Steel Co., Ltd., Jiuzhou Iron and Steel Co., Ltd. gibi entegre çelik işletmeleridir. Bu birleşik demir ve çelik işletmeleri için, proses ekipmanının konfigürasyonu, çeşitlendirilmiş proses rotalarının ve farklı hammadde oranlarının gereksinimlerini karşılayabilir. Hammadde yelpazesi nispeten geniştir. İhtiyaçları karşılayabilecek yeterli miktarda eriyik demir ve hurda çelik bulunmaktadır. En iyi hammaddeler seçilebilir. Eşleşen plan. Bu işletmeler, paslanmaz çelik eritme proses rotalarının seçiminde daha fazla esnekliğe sahiptir.
Çin'de paslanmaz çelik hurda kaynaklarının eksikliği nedeniyle, ana hammadde olarak hurda kullanılan paslanmaz çelik eritme işlemindeki bileşenlerin yüksek maliyeti, tüm hurda eritme işlemlerinin yüksek enerji tüketimi ve düşük kaliteli hurda ile birleştiğinde. Çin'de giderek daha fazla paslanmaz çelik üretimi, erimiş çeliğe birçok zararlı element getiriyor. Özellikle demir çelik kompleksi işletmelerinde, erimiş demirin bir kısmını paslanmaz çelik eritme sistemine tedarik etmek için karbon çelik sisteminin yüksek fırınının kullanılması, ton çelik başına hammadde maliyetini etkili bir şekilde azaltabilir. Aynı zamanda defosforizasyon arıtma tesisleri paslanmaz çelik üretim proseslerinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Defosforizasyon arıtma tesislerinin uygulanması, sadece paslanmaz çelik üretiminde hammadde gereksinimlerini azaltmakla kalmaz, aynı zamanda üretim maliyetlerini de düşürür, böylece yüksek fırın erimiş demir, sıradan hurda çelik, yüksek fosforlu pik demir ve yüksek fosforlu alaşımlar büyük çapta kullanılabilir. paslanmaz çelik üretimindeki miktarlar.
