Nerūdijančio plieno lydymo procesas ir plėtra
mano šalis tapo didele nerūdijančio plieno vartojimo ir gamybos šalimi, todėl nerūdijančio plieno gamybą reikia organizuoti pagal skirtingas žaliavų rūšis ir rūšis. Šiuo metu mano šalies nerūdijančio plieno gamybos plėtros kryptis yra gerinti kokybę, mažinti sąnaudas, taupyti energiją ir mažinti emisijas, o kartu ir toliau optimizuoti žaliavų ir techninės įrangos derinimą. Šiame darbe lyginami ir analizuojami keli tipiniai nerūdijančio plieno lydymo procesai.
Dėl puikaus atsparumo korozijai ir puikių visapusiškų savybių nerūdijantis plienas vis plačiau naudojamas įvairiose pramonės ir civilinėse srityse. mano šalies nerūdijančio plieno gamyba prasidėjo vėlai ir baigėsi 2000, kai ji ilgą laiką svyravo ties 300 000 tonų, o tai rodo šuoliuojančio ir spartaus vystymosi tendenciją. 2017 m. pasaulinė neapdoroto nerūdijančio plieno produkcija sudarė 48,08 mln. tonų, o Kinijos nerūdijančio plieno produkcija siekė 25,7737 mln. tonų, o tai sudaro 54 procentus pasaulinės produkcijos. Didėjant gamybiniams pajėgumams, neišvengiama, kaip pagerinti įmonių konkurencingumą rinkoje optimizuojant technologinį procesą ir mažinant žaliavų savikainą.
1. Nerūdijančio plieno lydymo plėtra
XX amžiaus pradžioje Šefilde (Anglija) sėkmingai lydomas ir liejamas pirmasis komercinės klasės nerūdijantis plienas, ir nuo tada nerūdijantis plienas patraukė žmonių dėmesį. Iki 1940-ųjų amerikietis Hilty (DCHilty), tirdamas Cr-C temperatūros balansą, pasiūlė dekarbonizacijos ir chromo sulaikymo aukštoje temperatūroje teoriją, kuri padėjo teorinį nerūdijančio plieno lydymo pagrindą ir toliau tuo remdamasis tyrinėjo. Suskystintos anglies dalinio slėgio sumažinimo poveikis fizikinei ir cheminei nerūdijančio plieno gamybos reakcijai paskatino nerūdijančio plieno lydymo technologijos pažangą. Iki septintojo dešimtmečio vidurio ir pabaigos Edel gamykla Witten Company Vokietijoje sėkmingai sukūrė vakuuminį metodą VOD, o JAV United Carbide Company atskiedimo metodą AOD, kuris labai sumažino nerūdijančio plieno lydymo išlaidas, pagerėjo. padidino nerūdijančio plieno gamybos efektyvumą ir įgalino didelio masto nerūdijančio plieno gamybą. tapti įmanoma.
2. Nerūdijančio plieno lydymo įranga
Nerūdijančio plieno lydymo proceso pasirinkimas yra susijęs su plieno rūšimis ir žaliavomis. Šios žaliavos daugiausia apima: plieno laužą, išlydytą geležį, chromo rūdą, nikelio rūdos lydinį ir kt.
Nerūdijančio plieno lydymui naudojama įranga skirstoma į dvi kategorijas: pirminio lydymo įrangą ir rafinavimo įrangą. Pirminę lydymo įrangą sudaro: elektrinė lankinė krosnis (EAF), nevakuuminė indukcinė krosnis (dažniausiai naudojama nedidelės apimties gamybai), panardinama lankinė krosnis, keitiklis. Rafinavimo įrangą daugiausia sudaro kaušinio tipo rafinavimo įranga (VOD, SS-VOD, VOD-PB ir kt.), keitiklio tipo rafinavimo įranga (AOD, VODC, VCR, CLU, KCB-S, KOBMS, K-BOP, MRP-L, GOR ir kt. ) ir RH funkcijų išplėtimo rafinavimo įranga (RH-OB, RH-KTB, RH-KPB ir kt.) trijų kategorijų.
Paprastai kalbant, kai lydymo žaliava yra plieno laužas, pirminė lydymo įranga naudoja trumpo srauto elektros lanko krosnies ir rafinavimo įrangos procesą;
Kai žaliava yra išlydyta geležis, pirminė rafinavimo įranga naudoja konverterio ir rafinavimo įrangos procesą;
Kai žaliava yra plieno laužas ir išlydyta geležis, pirminėje lydymo įrangoje naudojamas elektros lanko krosnis ir keitiklis bei rafinavimo įranga;
Kai žaliava yra chromo rūda, pirminėje rafinavimo įrangoje taikomas lydymosi redukcijos keitiklis, dekarbonizacijos keitiklis ir rafinavimo įranga (šiuo metu šį procesą pasirenka Japonijos Kawasaki Steel);
Kai kaip žaliava naudojama vietinė laterito nikelio rūda, pirminėje rafinavimo įrangoje naudojamas džiovinimo krosnis, sukamoji krosnis ir panardinta lankinė krosnis, konverteris ir rafinavimo įranga.
3. Nerūdijančio plieno lydymo proceso kelias
Šiuo metu nerūdijančio plieno lydymo procesas daugiausia skirstomas į vieno etapo metodą, dviejų pakopų metodą ir trijų pakopų metodą.
3.1 Vieno etapo lydymo procesas
Ankstyvas vieno etapo nerūdijančio plieno lydymo procesas reiškia laužo lydymo, dekarbonizavimo, redukcijos ir rafinavimo procesų užbaigimą elektrinėje krosnyje, o įkrova išlydoma į nerūdijantį plieną vienu žingsniu. Šis vieno etapo lydymo gamybos procesas, kuriame nerūdijančiam plienui lydyti naudojama tik elektrinė krosnis, palaipsniui panaikinamas dėl ilgo lydymo ciklo, mažo veikimo greičio ir didelių gamybos sąnaudų. Nuolat tobulinant ne krosnies rafinavimo procesą ir plačiai taikant AOD krosnis, daugelis nerūdijančio plieno gamybos įmonių šiuo metu naudoja kai kurias mažai fosforo turinčias arba defosforizuotas išlydytas geležis, kad pakeistų plieno laužą, o išlydytą geležį ir lydinius kaip žaliavą įvežimui. AOD krosnis, skirta nerūdijančio plieno lydymui. Naujas vieno žingsnio lydymo procesas.
Palyginti su ankstesniu vieno etapo lydymo procesu, naujasis vieno etapo lydymo procesas pašalina elektrinės krosnies lydymo grandį gamybos procese. Jo pranašumai: pirma, mažesnės investicijos; antra, mažesnės gamybos sąnaudos; sunaudojimas ir pagerinti išlydyto plieno grynumą; ketvirta, laužo santykis yra mažas, o tai tinka esamai laužo rinkai; penkta, jis ypač ekonomiškas lydyti 400 serijos nerūdijantį plieną.
Tačiau naujasis vienpakopis metodas kelia tam tikrus reikalavimus žaliavos sąlygoms ir produkto sprendimams: Pirma, fosforo kiekis AOD krosnyje išlydytoje geležyje turi būti mažesnis nei 0,03 proc., todėl defosforizacija. išlydytos geležies turi būti pridėta į lydymo procesą; antra, lydinys naudojamas kaip žaliava taikant naują vieno etapo metodą. Jis dedamas į AOD krosnį, o į AOD krosnį įpiltas per didelis anglies lydinio kiekis paveiks viso lydymo proceso šilumos balansą ir netinka nerūdijančio plieno rūšims su sudėtingais komponentais ir dideliu lydinio kiekiu.
Naujas vienpakopis nerūdijančio plieno gamybos procesas šiuo metu plačiai naudojamas 400 serijos nerūdijančio plieno gamyboje. Kinija, kaip besivystanti šalis, neturi plieno laužo išteklių ir joje itin skursta nikelio. Be to, 400 serijos nerūdijantis plienas yra plačiai naudojamas kasdieniame gyvenime ir pramoninėje gamyboje. Dėl šių objektyvių sąlygų naujasis vienpakopis nerūdijančio plieno lydymas tampa vis populiaresnis. Daugelis gamintojų jį naudoja.
3.2 Dviejų etapų lydymo procesas
Dviejų pakopų proceso maršrutas yra EAF→AOD, EAF→VOD (elektros lanko krosnis→VOD vakuuminio rafinavimo krosnis). EAF→AOD proceso gamybos pajėgumai sudaro apie 70 procentų pasaulio nerūdijančio plieno gamybos pajėgumų. EAF krosnis daugiausia naudojama plieno laužui ir legiruotoms žaliavoms lydyti, kad būtų pagamintas iš anksto išlydytas nerūdijantis plienas, kuris vėliau AOD krosnyje išlydomas į kvalifikuotą nerūdijančio plieno išlydytą plieną. .
Dviejų etapų procese, jei į elektrinę krosnį patenkančiose žaliavose fosforo kiekis yra gana didelis, tarp elektrinės krosnies ir AOD krosnies reikia pridėti nerūdijančio plieno iš anksto išlydomo defosforizacijos ryšį. Dažniausiai naudojami priešlydymosi defosforizacijos procesai yra keitiklio defosforacija ir karšto metalo rezervuaro viršaus purškimo defosforacija. Kai taikant dviejų pakopų metodą aukštakrosnių išlydyta geležis naudojama kaip pagrindinė žaliava nerūdijančio plieno lydymui, jei aukštakrosnės fosforo kiekis yra didelis, taip pat būtina pridėti defosforizacijos grandį.
Dviejų pakopų nerūdijančio plieno lydymo procesas plačiai naudojamas įvairių nerūdijančio plieno serijų gamyboje. 95 procentų nerūdijančio plieno veislė.
Tačiau taikant dviejų etapų metodą, atsižvelgiant į vidutinį suvartojimą ir veislės planą, vis tiek reikia atkreipti dėmesį į šiuos tris punktus: Pirma, dėl lydymo proceso pažangos ir pastarųjų metų veiklos lygio gerėjimo, argono suvartojimas. ir kitos terpės dviejų pakopų lydymo procese buvo žymiai sumažintos. Tačiau, palyginti su vieno ir trijų pakopų metodu, argono ir kitų terpių suvartojimas vis tiek yra šiek tiek didesnis; antra, kai AOD krosnis dekarbonizuojama iki galo, deguonies kiekis išlydytame pliene yra gana didelis, todėl reikia pridėti ferosilicio, kad sumažėtų deguonies kiekis išlydytame pliene, taigi ferosilicio suvartojimas. Trečia, jo negalima naudoti gaminant. Šiuo metu labai mažai anglies ir azoto turintis nerūdijantis plienas, o dujų kiekis pliene yra gana didelis.
3.3 Trijų etapų lydymo procesas
Pagrindinis trijų pakopų metodo proceso srautas yra: pirminė lydymo krosnis → dvigubo pūtimo konverteris / AOD krosnis → vakuuminio rafinavimo įrenginys. Trijų pakopų metodas yra pažangus nerūdijančio plieno lydymo metodas, o produkto kokybė yra gera, tinka profesionaliems gamintojams ir nerūdijančio plieno gamybai bendrose geležies ir plieno įmonėse.
Trijų etapų nerūdijančio plieno metodas prideda gilaus dekarbonizavimo žingsnį, remiantis dviejų pakopų metodu. Jo lydymo proceso privalumai: pirma, aiškus darbo pasidalijimas kiekvienoje grandyje, greitas gamybos ritmas, optimizuota operacija; Deguonies ir inkliuzų kiekis mažas, o gaminamų produktų asortimentas platus; trečia – lydymui gali būti naudojama išlydyta geležis, reikalavimai žaliavoms nėra aukšti, o žaliavų pasirinkimas lankstus.
Tačiau trijų pakopų nerūdijančio plieno lydymo procesas žingsnis po žingsnio įgyvendina metalurginę funkciją, o tai turės tokį poveikį investicijoms į gamybą: pirma, proceso jungtys padidinamos, o investicijos ir gamybos sąnaudos yra gana didelės; antra, vakuuminės įrangos sistema yra sudėtinga, o priežiūros suma yra didelė.
Šiuo metu nerūdijančio plieno lydymo procesas pasaulyje daugiausia taikomas dviejų ir trijų pakopų metodu. Tarp jų dviejų pakopų metodas EAF ir AOD arba EAF plius VOD yra plačiausiai naudojamas, sudarantis apie 70 proc., o trijų pakopų metodas – apie 20 proc. Kadangi nerūdijančio plieno gamyboje plačiai naudojama mažai fosforo turinti išlydyta geležis, vis daugiau nerūdijančio plieno gamybos įmonių taip pat priima naują vieno etapo nerūdijančio plieno lydymo procesą. Siekdamos prisitaikyti prie aršios konkurencijos nerūdijančio plieno rinkoje, pagerinti gaminių kokybę ir sumažinti gamybos sąnaudas, įvairios mano šalies įmonės pagal savo faktines sąlygas pasirenka tinkamus nerūdijančio plieno lydymo procesus.
4. Lydymo proceso maršruto parinkimas buitinėms nerūdijančio plieno gamybos įmonėms
Nustatant nerūdijančio plieno lydymo proceso maršrutą, pirmiausia reikėtų pradėti nuo gaminio kontūro ir pasirinkti tinkamą nerūdijančio plieno lydymo proceso maršrutą, pagrįstą nerūdijančio plieno lydymo žaliavos sudėtimi ir nerūdijančio plieno rafinavimo mechanizmu. Tokie veiksniai kaip žaliavų sąlygos, gamybos mastas, gaminių planai, veiklos sąnaudos ir nerūdijančio plieno gamybos įmonių darbuotojų veiklos įpročiai turės įtakos nerūdijančio plieno lydymo gamybos proceso pasirinkimui. Kadangi tokiems veiksniams kaip žaliavos, veiklos sąnaudos ir gaminių planai labai priklauso nuo rinkos svyravimų, gamybos procesų pasirinkimas šiuolaikiniuose nerūdijančio plieno lydymo cechuose turėtų būti lankstus, o gamybos procesus ir gaminių planus galima koreguoti pagal rinkos sąlygas.
Dauguma Kinijos didelio masto nerūdijančio plieno gamybos įmonių yra integruotos plieno įmonės, tokios kaip Taiyuan Iron and Steel Co., Ltd., Jiuzhou Iron and Steel Co., Ltd., kurios gamina ir nerūdijantį, ir anglinį plieną. Šioms kombinuotoms geležies ir plieno įmonėms proceso įrangos konfigūracija gali atitikti įvairių proceso maršrutų ir skirtingų žaliavų santykio reikalavimus. Žaliavų asortimentas gana platus. Yra pakankamai išlydytos geležies ir plieno laužo, kuris gali patenkinti poreikius. Galima pasirinkti geriausias žaliavas. Derinimo planas. Šios įmonės turi didesnį lankstumą pasirinkdamos nerūdijančio plieno lydymo proceso maršrutus.
Dėl to, kad Kinijoje trūksta nerūdijančio plieno laužo išteklių, nerūdijančio plieno lydymo procese, kai pagrindinė žaliava naudojamas laužas, yra brangios sudedamosios dalys, sunaudojama daug energijos lydant visą laužą ir dėl prastos laužo kokybės. į išlydytą plieną įneša daug kenksmingų elementų, vis daugiau nerūdijančio plieno gamybos Kinijoje Įmonės nerūdijančiam plienui lydyti dažniausiai naudoja defosforuotą aukštakrosnių lydytą geležį. Ypač geležies ir plieno kompleksų įmonėse anglinio plieno sistemos aukštakrosnės naudojimas daliai išlydytos geležies tiekti į nerūdijančio plieno lydymo sistemą gali veiksmingai sumažinti žaliavų kainą už toną plieno. Tuo pačiu metu nerūdijančio plieno gamybos procesuose plačiai naudojami defosforizacijos apdorojimo įrenginiai. Defosforizacijos apdorojimo įrenginiai gali ne tik sumažinti žaliavų reikalavimus nerūdijančio plieno gamyboje, bet ir sumažinti gamybos sąnaudas, kad aukštakrosnėse išlydyta geležis, paprastas plieno laužas, didelio fosforo ketus ir didelio fosforo lydiniai galėtų būti naudojami dideliuose. kiekius nerūdijančio plieno gamyboje.
