Nerūsējošā tērauda kausēšanas process un izstrāde
mana valsts ir kļuvusi par lielu valsti nerūsējošā tērauda patēriņā un ražošanā, un nerūsējošā tērauda ražošana ir jāorganizē atbilstoši dažādām izejvielu šķirnēm un veidiem. Pašlaik manas valsts nerūsējošā tērauda ražošanas attīstības virziens ir uzlabot kvalitāti, samazināt izmaksas, ietaupīt enerģiju un samazināt emisijas, un tajā pašā laikā turpināt optimizēt izejvielu un tehniskā aprīkojuma saskaņošanu. Šajā rakstā tiek salīdzināti un analizēti vairāki tipiski nerūsējošā tērauda kausēšanas procesi.
Pateicoties lieliskajai izturībai pret koroziju un lieliskajām visaptverošajām īpašībām, nerūsējošais tērauds arvien plašāk tiek izmantots dažādās rūpniecības un civilās jomās. manas valsts nerūsējošā tērauda ražošana sākās vēlu un beidzās 2000. gadā, kad tā ilgu laiku svārstījās pie 300 000 tonnām, parādot straujas attīstības un lēciena tendenci. 2017. gadā neapstrādāta nerūsējošā tērauda izlaide pasaulē bija 48,08 miljoni tonnu, un Ķīnas nerūsējošā tērauda produkcija sasniedza 25,7737 miljonus tonnu, kas ir 54% no pasaules produkcijas. Palielinoties ražošanas jaudai, ir nenovēršami, kā uzlabot uzņēmumu tirgus konkurētspēju, optimizējot tehnoloģisko procesu un samazinot izejvielu izmaksas.
1. Nerūsējošā tērauda kausēšanas attīstība
20. gadsimta sākumā Šefīlda, Anglija, veiksmīgi kausēja un meta pirmo komerciālo nerūsējošā tērauda kategoriju, un kopš tā laika cilvēku uzmanības lokā nonāca nerūsējošais tērauds. Līdz 1940. gadiem American Hilty (D.C.Hilty), pētot Cr-C temperatūras līdzsvaru, ierosināja dekarbūras un hroma aiztures teoriju augstas temperatūras apstākļos, kas lika teorētisko pamatu nerūsējošā tērauda kausēšanai, un tālāk pētīja, pamatojoties uz to. Sašķidrinātā oglekļa daļējā spiediena samazināšanas ietekme uz nerūsējošā tērauda ražošanas fizikāli ķīmisko reakciju ir novedusi pie nerūsējošā tērauda kausēšanas tehnoloģijas attīstības. Līdz 1960. gadu vidum līdz beigām Witten Company Edel rūpnīca Vācijā veiksmīgi izstrādāja vakuuma metodi VOD un Amerikas Savienoto Valstu Apvienotās karbīda kompānijas AOD atšķaidīšanas metodi, kas ievērojami samazināja nerūsējošā tērauda kausēšanas izmaksas, uzlaboja nerūsējošā tērauda ražošanas efektivitāti un ļāva liela mēroga nerūsējošā tērauda ražošanai. kļūst iespējams.
2. Nerūsējošā tērauda kausēšanas iekārtas
Nerūsējošā tērauda kausēšanas procesa izvēle ir saistīta ar tērauda kategorijām un izejvielām. Šīs izejvielas galvenokārt ietver: metāllūžņu tēraudu, izkausētu dzelzi, hroma rūdu, niķeļa rūdas sakausējumu utt.
Nerūsējošā tērauda kausēšanā izmantotās iekārtas ir sadalītas divās kategorijās: primārās kausēšanas iekārtas un rafinēšanas iekārtas. Primārās kausēšanas iekārtas ietver: elektriskā loka krāsni (EAF), bez vakuuma indukcijas krāsni (parasti izmanto maza mēroga ražošanai), iegremdētu loka krāsni, pārveidotāju. Rafinēšanas iekārtas galvenokārt ietver kausa tipa rafinēšanas iekārtas (VOD, SS-VOD, VOD-PB utt.), pārveidotāja tipa attīrīšanas iekārtas (AOD, VODC, VCR, CLU, KCB-S, KOBMS, K-BOP, MRP-L, GOR utt.) un RH funkciju paplašināšanas attīrīšanas iekārtas (RH-OB, RH-KTB, RH-KPB utt.) trīs kategorijas.
Vispārīgi runājot, ja kausēšanas izejviela ir metāllūžņi, primārā kausēšanas iekārta pieņem elektriskā loka krāsns + rafinēšanas iekārtu īsās plūsmas procesu;
Ja izejviela ir izkausēta dzelzs, primārā rafinēšanas iekārta pieņem pārstrādes procesu + pārstrādes iekārtas;
Ja izejviela ir tērauda lūžņi + izkausēta dzelzs, primārā kausēšanas iekārta pieņem elektriskā loka krāsns + pārveidotāja + rafinēšanas iekārtas procesu;
Ja izejviela ir hroma rūda, primārā rafinēšanas iekārta pieņem kausēšanas samazināšanas pārveidotāju + dekarburizācijas pārveidotāju + rafinēšanas iekārtas (pašlaik šo procesu izvēlas Kawasaki Steel Japānā);
Ja kā izejvielu izmanto mājas laterīta niķeļa rūdu, primārās rafinēšanas iekārtas pieņem krāsns žāvēšanas procesu + rotācijas krāsns + iegremdēta loka krāsns + pārveidotājs + rafinēšanas iekārtas.
3. Nerūsējošā tērauda kausēšanas procesa ceļš
Pašlaik nerūsējošā tērauda ražošanas kausēšanas process galvenokārt ir sadalīts vienpakāpes metodē, divpakāpju metodē un trīspakāpju metodē.
3.1 Vienpakāpes kausēšanas process
Agrīnais vienpakāpes nerūsējošā tērauda kausēšanas process attiecas uz metāllūžņu kausēšanas, dekarbonizācijas, samazināšanas un rafinēšanas procesu pabeigšanu elektriskajā krāsnī, un lādiņš vienā solī tiek kausēts nerūsējošajā tēraudā. Šis vienpakāpes kausēšanas ražošanas process, kurā nerūsējošā tērauda smalcināšanai izmanto tikai elektrisko krāsni, pakāpeniski tiek likvidēts ilga kausēšanas cikla, zema darbības ātruma un augstu ražošanas izmaksu dēļ. Nepārtraukti attīstoties ārpuskrāsu rafinēšanas procesam un plaši izmantojot AOD krāsnis, daudzi nerūsējošā tērauda ražošanas uzņēmumi pašlaik izmanto zemu fosfora vai defosforētu izkausētu dzelzi, lai aizstātu tērauda lūžņus, un izmanto izkausētu dzelzi un sakausējumus kā izejvielas, lai iekļūtu AOD krāsnī nerūsējošā tērauda kausēšanai. Jauns vienpakāpes kausēšanas process.
Salīdzinot ar iepriekšējo vienpakāpes kausēšanas procesu, jaunais vienpakāpes kausēšanas process novērš elektriskās krāsns kausēšanas savienojumu ražošanas procesā. Tās priekšrocības ir: pirmkārt, zemāki ieguldījumi; otrkārt, zemākas ražošanas izmaksas; patēriņš un uzlabot izkausēta tērauda tīrību; ceturtkārt, metāllūžņu attiecība ir zema, kas ir piemērota esošajam metāllūžņu tirgum; piektkārt, tas ir īpaši ekonomisks 400. sērijas nerūsējošā tērauda kausēšanai.
Tomēr jaunajai vienpakāpes metodei ir noteiktas prasības izejvielu apstākļiem un produktu šķīdumiem: Pirmkārt, izkausētā dzelzs fosfora saturam AOD krāsnī jābūt mazākam par 0,03%, tāpēc kausēšanas procesam jāpievieno izkausētā dzelzs defosforizācija; otrkārt, sakausējums tiek izmantots kā izejviela jaunajā vienpakāpes metodē. To pievieno AOD krāsnij, un pārmērīgs augsta oglekļa sakausējuma daudzums, kas pievienots AOD krāsnij, ietekmēs visa kausēšanas procesa siltuma līdzsvaru un nav piemērots nerūsējošā tērauda šķirnēm ar sarežģītām sastāvdaļām un augstu sakausējuma saturu.
Jaunais vienpakāpes nerūsējošā tērauda ražošanas process pašlaik tiek plaši izmantots 400. sērijas nerūsējošā tērauda ražošanā. Ķīnai kā jaunattīstības valstij trūkst metāllūžņu tērauda resursu, un tā ir ārkārtīgi nabadzīga pret niķeli. Turklāt 400 sērijas nerūsējošais tērauds tiek plaši izmantots ikdienas dzīvē un rūpnieciskajā ražošanā. Šie objektīvie apstākļi padara jauno vienpakāpes nerūsējošā tērauda kausēšanu arvien populārāku. Daudzi ražotāji to izmanto.
3.2 Divpakāpju kausēšanas process
Divpakāpju procesa ceļš ir EAF→AOD, EAF→VOD (elektriskā loka krāsns→VOD vakuuma attīrīšanas krāsns). ELFLA→AOD procesa ražošanas jauda veido aptuveni 70 % no pasaules nerūsējošā tērauda ražošanas jaudas. ELFLA krāsni galvenokārt izmanto tērauda un leģēto izejvielu kausēšanai, lai ražotu nerūsējošā tērauda pirmskausējumu, ko pēc tam AOD krāsnī kausē kvalificētā nerūsējošā tērauda izkausētā tēraudā. .
Divpakāpju procesā, ja fosfora saturs izejvielās, kas nonāk elektriskajā krāsnī, ir salīdzinoši augsts, starp elektrisko krāsni un AOD krāsni jāpievieno nerūsējošā tērauda pirmskausējuma defosforizācijas saikne. Visbiežāk izmantotie pirmskausēšanas defosforizācijas procesi ir pārveidotāja defosforizācija un karstā metāla tvertnes augšējā aerosola defosforizācija. Ja divpakāpju metode izmanto domnas izkausētu dzelzi kā galveno izejvielu nerūsējošā tērauda kausēšanai, ja domnas fosfora saturs ir augsts, ir jāpievieno arī defosforizācijas saite.
Divpakāpju nerūsējošā tērauda kausēšanas process tiek plaši izmantots dažādu nerūsējošā tērauda sēriju ražošanā. 95% nerūsējošā tērauda šķirne.
Tomēr divpakāpju metodei joprojām jāpievērš uzmanība šādiem trim punktiem vidēja patēriņa un šķirņu plāna ziņā: Pirmkārt, ar kausēšanas procesa progresu un darbības līmeņa uzlabošanos pēdējos gados argona un citu plašsaziņas līdzekļu patēriņš divpakāpju kausēšanas procesā ir ievērojami samazināts. Tomēr, salīdzinot ar vienpakāpes metodi un trīspakāpju metodi, argona un citu datu nesēju patēriņš joprojām ir nedaudz lielāks; otrkārt, kad AOD krāsns dekarburējas līdz galam, skābekļa saturs izkausētajā tēraudā ir salīdzinoši augsts, un jāpievieno ferosilīcijs, lai samazinātu skābekli izkausētajā tēraudā, tāpēc ferosilīcija patēriņš Trešais ir tas, ka to pašlaik nevar izmantot, lai ražotu īpaši zemu oglekļa un slāpekļa nerūsējošo tēraudu, un gāzes saturs tēraudā ir salīdzinoši augsts.
3.3 Trīspakāpju kausēšanas process
Trīspakāpju metodes pamatprocesa plūsma ir: primārā kausēšanas krāsns → dubultās pūšanas pārveidotājs/AOD krāsns → vakuuma attīrīšanas ierīce. Trīspakāpju metode ir uzlabota nerūsējošā tērauda kausēšanas metode, un produkta kvalitāte ir laba, kas ir piemērota profesionāliem ražotājiem un nerūsējošā tērauda ražošanai kopīgos dzelzs un tērauda uzņēmumos.
Nerūsējošā tērauda trīspakāpju metode pievieno dziļas dekarbonizācijas soli, pamatojoties uz divpakāpju metodi. Tās kausēšanas procesa priekšrocības ir: pirmkārt, darba dalīšana katrā saitē ir skaidra, ražošanas ritms ir ātrs, un darbība ir optimizēta; Skābekļa un ieslēgumu saturs ir zems, un ražojamo produktu klāsts ir plašs; trešais ir tas, ka kausēšanai var izmantot izkausētu dzelzi, prasības izejvielām nav augstas, un izejvielu izvēle ir elastīga.
Tomēr trīspakāpju nerūsējošā tērauda kausēšanas process soli pa solim realizē metalurģijas funkciju, kurai būs šāda ietekme uz ieguldījumiem ražošanā: pirmkārt, tiek palielinātas procesa saites, un ieguldījumu un ražošanas izmaksas ir salīdzinoši augstas; otrkārt, vakuuma iekārtu sistēma ir sarežģīta un uzturēšanas apjoms ir liels.
Pašlaik kausēšanas process nerūsējošā tērauda ražošanai pasaulē galvenokārt pieņem divpakāpju metodi un trīspakāpju metodi. Starp tiem visplašāk izmantotā EAF+AOD vai EAF+VOD divpakāpju metode, kas veido aptuveni 70%, un trīspakāpju metode veido aptuveni 20%. Tā kā nerūsējošā tērauda ražošanā plaši izmanto izkausētu dzelzi ar zemu fosfora saturu, jauno vienpakāpes nerūsējošā tērauda kausēšanas procesu pieņem arī arvien vairāk nerūsējošā tērauda ražošanas uzņēmumu. Lai pielāgotos sīvai konkurencei nerūsējošā tērauda tirgū, uzlabotu produktu kvalitāti un samazinātu ražošanas izmaksas, dažādi uzņēmumi manā valstī izvēlas piemērotus nerūsējošā tērauda kausēšanas procesus atbilstoši to faktiskajiem apstākļiem.
4. Kausēšanas procesa maršruta izvēle vietējiem nerūsējošā tērauda ražošanas uzņēmumiem
Nosakot nerūsējošā tērauda kausēšanas procesa ceļu, vispirms par sākumpunktu jāizvirza ražojuma kontūra un jāizvēlas atbilstošs nerūsējošā tērauda kausēšanas procesa ceļš, pamatojoties uz nerūsējošā tērauda kausēšanas izejvielu sastāvu un nerūsējošā tērauda rafinēšanas mehānismu. Nerūsējošā tērauda kausēšanas ražošanas procesa izvēli ietekmēs tādi faktori kā izejvielu apstākļi, ražošanas apjoms, produktu plāni, darbības izmaksas un darbinieku darbības paradumi. Tā kā tirgus svārstības lielā mērā ietekmē tādus faktorus kā izejvielas, darbības izmaksas un produktu plāni, ražošanas procesu izvēlei mūsdienu nerūsējošā tērauda kausēšanas darbnīcās vajadzētu būt zināmai elastībai, un ražošanas procesus un produktu plānus var pielāgot atbilstoši tirgus apstākļiem.
Lielākā daļa Ķīnas liela mēroga nerūsējošā tērauda ražošanas uzņēmumu ir integrēti tērauda ražošanas uzņēmumi, piemēram, Taiyuan Iron and Steel Co., Ltd., Jiuzhou Iron and Steel Co., Ltd., kas ražo gan nerūsējošo tēraudu, gan oglekļa tēraudu. Šiem apvienotajiem dzelzs un tērauda uzņēmumiem procesa iekārtu konfigurācija var atbilst diversificētu procesu ceļu prasībām un dažādām izejvielu attiecībām. Izejvielu klāsts ir salīdzinoši plašs. Ir pietiekami daudz izkausēta dzelzs un metāllūžņu tērauda, kas var apmierināt vajadzības. Var izvēlēties labākās izejvielas. Saskaņošanas plāns. Šiem uzņēmumiem ir lielāka elastība nerūsējošā tērauda kausēšanas procesa maršrutu izvēlē.
Sakarā ar nerūsējošā tērauda lūžņu resursu trūkumu Ķīnā, augstajām sastāvdaļu izmaksām nerūsējošā tērauda kausēšanas procesā, kas izmanto lūžņus kā galveno izejvielu, apvienojumā ar visu metāllūžņu kausēšanas lielo enerģijas patēriņu, un slikto lūžņu kvalitāti, kas izkausētā tēraudā rada daudzus kaitīgus elementus, arvien vairāk nerūsējošā tērauda ražošanas Ķīnā Uzņēmumi mēdz izmantot defosforētu domnas izkausētu dzelzi nerūsējošā tērauda salakai. Īpaši dzelzs un tērauda kompleksu uzņēmumos oglekļa tērauda sistēmas domnas izmantošana, lai piegādātu daļu izkausētā dzelzs nerūsējošā tērauda kausēšanas sistēmai, var efektīvi samazināt izejvielu izmaksas par tonnu tērauda. Tajā pašā laikā defosforizācijas apstrādes iekārtas tiek plaši izmantotas nerūsējošā tērauda ražošanas procesos. Defosforizācijas apstrādes iekārtu izmantošana var ne tikai samazināt prasības izejvielām nerūsējošā tērauda ražošanā, bet arī samazināt ražošanas izmaksas, lai domnas izkausēto dzelzi, parasto metāllūžņu tēraudu, augstu fosfora cūku dzelzi un augstu fosfora sakausējumus lielos daudzumos varētu izmantot nerūsējošā tērauda ražošanā.
