Edelstahlschmelzprozess und Entwicklung
Mein Land hat sich zu einem großen Land im Verbrauch und in der Produktion von Edelstahl entwickelt, und die Produktion von Edelstahl muss nach verschiedenen Sorten und Arten von Rohstoffen organisiert werden. Derzeit geht die Entwicklungsrichtung der Edelstahlproduktion meines Landes dahin, Qualität zu verbessern, Kosten zu senken, Energie einzusparen und Emissionen zu reduzieren und gleichzeitig die Abstimmung von Rohstoffen und technischen Anlagen weiter zu optimieren. In diesem Beitrag werden mehrere typische Schmelzprozesse von Edelstahl verglichen und analysiert.
Aufgrund seiner hervorragenden Korrosionsbeständigkeit und hervorragenden umfassenden Eigenschaften wird Edelstahl in verschiedenen industriellen und zivilen Bereichen immer häufiger eingesetzt. Die Edelstahlproduktion meines Landes begann spät und endete in 2000, als sie lange Zeit bei 300.000 Tonnen schwankte, was einen Trend zu sprunghafter und rasanter Entwicklung zeigte. Im Jahr 2017 betrug die weltweite Rohedelstahlproduktion 48,08 Millionen Tonnen, und Chinas Edelstahlproduktion erreichte 25,7737 Millionen Tonnen, was 54 Prozent der weltweiten Produktion entspricht. Mit der Erhöhung der Produktionskapazität steht die Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit der Unternehmen auf dem Markt durch Optimierung des technologischen Prozesses und Senkung der Rohstoffkosten unmittelbar bevor.
1. Entwicklung der Edelstahlschmelze
Zu Beginn des 20. Jahrhunderts erschmolz und goss Sheffield, England, erfolgreich den ersten rostfreien Stahl in kommerzieller Qualität, und seitdem rückte rostfreier Stahl ins Blickfeld der Menschen. In den 1940er Jahren schlug American Hilty (DCHilty) durch die Untersuchung des Cr-C-Temperaturgleichgewichts die Theorie der Entkohlung und Chromretention unter Hochtemperaturbedingungen vor, die die theoretische Grundlage für das Schmelzen von Edelstahl legte, und auf dieser Grundlage weiter untersucht. Die Auswirkung der Verringerung des Partialdrucks von verflüssigtem Kohlenstoff auf die physikalisch-chemische Reaktion bei der Herstellung von rostfreiem Stahl hat zur Weiterentwicklung der Technologie des Schmelzens von rostfreiem Stahl geführt. Mitte bis Ende der 1960er Jahre entwickelte die Edel-Fabrik der Witten Company in Deutschland erfolgreich das Vakuumverfahren VOD, und das Verdünnungsverfahren AOD der United Carbide Company in den Vereinigten Staaten, das die Kosten des Schmelzens von Edelstahl erheblich senkte, verbesserte sich die Produktionseffizienz von Edelstahl und ermöglichte die Produktion von Edelstahl in großem Maßstab. möglich werden.
2. Edelstahlschmelzanlagen
Die Wahl des Edelstahlschmelzverfahrens hängt von Stahlsorten und Rohstoffen ab. Zu diesen Rohstoffen gehören hauptsächlich: Stahlschrott, geschmolzenes Eisen, Chromerz, Nickelerzlegierung usw.
Die beim Edelstahlschmelzen verwendete Ausrüstung ist in zwei Kategorien unterteilt: Primärschmelzausrüstung und Raffinationsausrüstung. Die primäre Schmelzausrüstung umfasst: Elektrolichtbogenofen (EAF), Nicht-Vakuum-Induktionsofen (im Allgemeinen für die Produktion in kleinem Maßstab verwendet), Elektroreduktionsofen, Konverter. Raffinationsausrüstung umfasst hauptsächlich Raffinationsausrüstung vom Pfannentyp (VOD, SS-VOD, VOD-PB usw.), Raffinationsausrüstung vom Konvertertyp (AOD, VODC, VCR, CLU, KCB-S, KOBMS, K-BOP, MRP-L, GOR usw. ) und RH-Funktionserweiterungs-Raffinationsausrüstung (RH-OB, RH-KTB, RH-KPB usw.) drei Kategorien.
Wenn der Schmelzrohstoff Stahlschrott ist, übernimmt die primäre Schmelzanlage im Allgemeinen den Kurzflussprozess des Elektrolichtbogenofens plus Raffinationsanlage;
Wenn das Rohmaterial geschmolzenes Eisen ist, übernimmt die primäre Raffinationsanlage den Prozess des Konverters plus Raffinationsanlage;
Wenn das Rohmaterial Stahlschrott plus geschmolzenes Eisen ist, übernimmt die primäre Schmelzausrüstung den Prozess des Elektrolichtbogenofens plus Konverter plus Raffinationsausrüstung;
Wenn das Rohmaterial Chromerz ist, übernimmt die primäre Raffinationsanlage den Prozess des Schmelzreduktionskonverters plus Entkohlungskonverter plus Raffinationsanlage (derzeit wird dieser Prozess von Kawasaki Steel in Japan ausgewählt);
Wenn inländisches Laterit-Nickelerz als Rohstoff verwendet wird, übernimmt die primäre Raffinationsanlage den Prozess des Trockenofens plus Drehrohrofen plus Tauchlichtbogenofen plus Konverter plus Raffinationsanlage.
3. Verfahrensweg zum Schmelzen von Edelstahl
Gegenwärtig wird das Schmelzverfahren zur Herstellung von rostfreiem Stahl hauptsächlich in ein einstufiges Verfahren, ein zweistufiges Verfahren und ein dreistufiges Verfahren unterteilt.
3.1 Einstufiger Schmelzprozess
Der frühe einstufige Edelstahlschmelzprozess bezieht sich auf den Abschluss von Schrottschmelz-, Entkohlungs-, Reduktions- und Raffinationsprozessen in einem Elektroofen, und die Charge wird in einem Schritt zu Edelstahl geschmolzen. Dieser einstufige Schmelzproduktionsprozess, bei dem nur Elektroöfen zum Schmelzen von Edelstahl verwendet werden, wird aufgrund des langen Schmelzzyklus, der niedrigen Betriebsrate und der hohen Produktionskosten allmählich eliminiert. Mit der kontinuierlichen Entwicklung des Off-Ofen-Raffinationsprozesses und der breiten Anwendung von AOD-Öfen verwenden viele Edelstahlproduktionsunternehmen derzeit etwas phosphorarmes oder entphosphorisiertes geschmolzenes Eisen, um Stahlschrott zu ersetzen, und verwenden geschmolzenes Eisen und Legierungen als Rohstoffe für die Eingabe der AOD-Ofen zum Schmelzen von Edelstahl. Neues einstufiges Schmelzverfahren.
Verglichen mit dem früheren einstufigen Schmelzverfahren eliminiert das neue einstufige Schmelzverfahren die Schmelzverbindung des Elektroofens im Produktionsprozess. Zu seinen Vorteilen gehören: erstens geringere Investition; zweitens niedrigere Produktionskosten; Verbrauch und Verbesserung der Reinheit von geschmolzenem Stahl; viertens ist die Schrottquote niedrig, was für den bestehenden Schrottmarkt geeignet ist; fünftens ist es besonders wirtschaftlich zum Schmelzen von Edelstahl der Serie 400.
Das neue einstufige Verfahren stellt jedoch bestimmte Anforderungen an Rohstoffbedingungen und Produktlösungen: Erstens muss der Phosphorgehalt des geschmolzenen Eisens im AOD-Ofen weniger als 0,03 Prozent betragen, also die Entphosphorung des geschmolzenen Eisens muss dem Schmelzprozess zugeführt werden; Zweitens wird die Legierung als Rohmaterial in dem neuen Ein-Schritt-Verfahren verwendet. Es wird dem AOD-Ofen hinzugefügt, und die übermäßige Menge an kohlenstoffreicher Legierung, die dem AOD-Ofen hinzugefügt wird, beeinflusst die Wärmebilanz des gesamten Schmelzprozesses und ist nicht für Edelstahlsorten mit komplexen Komponenten und hohem Legierungsgehalt geeignet.
Das neue einstufige Edelstahlproduktionsverfahren wird derzeit häufig bei der Herstellung von Edelstahl der Serie 400 eingesetzt. Als Entwicklungsland verfügt China über keine Schrottressourcen und ist extrem nickelarm. Darüber hinaus ist Edelstahl der Serie 400 im täglichen Leben und in der industriellen Produktion weit verbreitet. Diese objektiven Bedingungen machen das neue einstufige Edelstahlschmelzen immer beliebter. Viele Hersteller verwenden es.
3.2 Zweistufiger Schmelzprozess
Der zweistufige Prozessweg ist EAF → AOD, EAF → VOD (Elektrolichtbogenofen → VOD-Vakuumraffinationsofen). Die Produktionskapazität des EAF→AOD-Verfahrens macht etwa 70 Prozent der weltweiten Edelstahlproduktionskapazität aus. Der EAF-Ofen wird hauptsächlich zum Schmelzen von Stahlschrott und Legierungsrohstoffen verwendet, um Edelstahl-Vorschmelzen zu erzeugen, die dann im AOD-Ofen zu qualifiziertem Edelstahlschmelzenstahl geschmolzen werden. .
Wenn im zweistufigen Verfahren der Phosphorgehalt der in den Elektroofen eintretenden Rohmaterialien relativ hoch ist, muss zwischen dem Elektroofen und dem AOD-Ofen eine Verbindung zur Vorschmelzentphosphorung von Edelstahl hinzugefügt werden. Die am häufigsten verwendeten Entphosphorungsverfahren vor der Schmelze sind die Konverterentphosphorung und die Sprühentphosphorung von heißen Metalltanks. Wenn beim zweistufigen Verfahren geschmolzenes Hochofeneisen als Hauptrohstoff für das Schmelzen von Edelstahl verwendet wird und der Phosphorgehalt des Hochofens hoch ist, ist es auch erforderlich, eine Entphosphorungsverbindung hinzuzufügen.
Das zweistufige Edelstahlschmelzverfahren wird häufig bei der Herstellung verschiedener Edelstahlserien eingesetzt. 95 Prozent Edelstahlvielfalt.
Das zweistufige Verfahren muss jedoch noch die folgenden drei Punkte in Bezug auf den mittleren Verbrauch und den Sortenplan beachten: Erstens, mit dem Fortschritt des Schmelzprozesses und der Verbesserung des Betriebsniveaus in den letzten Jahren, dem Verbrauch von Argon und anderen Medien im zweistufigen Schmelzprozess deutlich reduziert. Allerdings ist der Verbrauch an Argon und anderen Medien im Vergleich zum Einstufenverfahren und zum Dreistufenverfahren noch etwas größer; Zweitens, wenn der AOD-Ofen bis zum Ende entkohlt, ist der Sauerstoffgehalt in der Stahlschmelze relativ hoch, und Ferrosilizium muss hinzugefügt werden, um den Sauerstoff in der Stahlschmelze zu reduzieren, sodass der Ferrosiliziumverbrauch sinkt. Drittens kann es nicht zur Herstellung verwendet werden Edelstahl mit extrem niedrigem Kohlenstoff- und Stickstoffgehalt, und der Gasgehalt im Stahl ist relativ hoch.
3.3 Dreistufiger Schmelzprozess
Der grundlegende Prozessablauf des dreistufigen Verfahrens ist: Primärschmelzofen → Doppelblaskonverter/AOD-Ofen → Vakuumraffinationsvorrichtung. Das dreistufige Verfahren ist ein fortschrittliches Verfahren zum Schmelzen von Edelstahl, und die Produktqualität ist gut, was für professionelle Hersteller und die Edelstahlproduktion in gemeinsamen Eisen- und Stahlunternehmen geeignet ist.
Das dreistufige Verfahren von rostfreiem Stahl fügt einen Schritt der tiefen Entkohlung auf der Grundlage des zweistufigen Verfahrens hinzu. Die Vorteile seines Schmelzprozesses sind: Erstens ist die Arbeitsteilung in jedem Glied klar, der Produktionsrhythmus ist schnell und der Betrieb ist optimiert; Der Gehalt an Sauerstoff und Einschlüssen ist gering, und die Palette der herstellbaren Produkte ist breit; Das dritte ist, dass geschmolzenes Eisen zum Schmelzen verwendet werden kann, die Anforderungen an die Rohstoffe nicht hoch sind und die Auswahl der Rohstoffe flexibel ist.
Das dreistufige Edelstahlschmelzverfahren verwirklicht jedoch die metallurgische Funktion Schritt für Schritt, was die folgenden Auswirkungen auf die Produktionsinvestition haben wird: Erstens werden die Prozessverbindungen erhöht und die Investitions- und Produktionskosten sind relativ hoch; Zweitens ist das Vakuumausrüstungssystem komplex und der Wartungsaufwand groß.
Gegenwärtig wendet das Schmelzverfahren zur Herstellung von rostfreiem Stahl weltweit hauptsächlich das zweistufige Verfahren und das dreistufige Verfahren an. Unter ihnen ist die zweistufige Methode aus EAF plus AOD oder EAF plus VOD mit etwa 70 Prozent am weitesten verbreitet, und die dreistufige Methode macht etwa 20 Prozent aus. Da phosphorarmes geschmolzenes Eisen in der Edelstahlproduktion weit verbreitet ist, wird das neue einstufige Edelstahlschmelzverfahren auch von immer mehr Edelstahlproduktionsunternehmen übernommen. Um sich an den harten Wettbewerb auf dem Edelstahlmarkt anzupassen, die Produktqualität zu verbessern und die Produktionskosten zu senken, wählen verschiedene Unternehmen in meinem Land entsprechend ihren tatsächlichen Bedingungen geeignete Edelstahlschmelzverfahren.
4. Auswahl der Schmelzprozessroute für inländische Edelstahlproduktionsunternehmen
Die Bestimmung des Verfahrenswegs zum Schmelzen von Edelstahl sollte zunächst die Produktskizze als Ausgangspunkt nehmen und den geeigneten Verfahrensweg zum Schmelzen von Edelstahl basierend auf der Rohmaterialzusammensetzung des Edelstahlschmelzens und dem Edelstahlveredelungsmechanismus auswählen. Faktoren wie Rohstoffbedingungen, Produktionsumfang, Produktpläne, Betriebskosten und Arbeitsgewohnheiten der Arbeiter von Edelstahlproduktionsunternehmen werden die Wahl des Edelstahlschmelzproduktionsprozesses beeinflussen. Da Faktoren wie Rohstoffe, Betriebskosten und Produktpläne stark von Marktschwankungen beeinflusst werden, sollte die Auswahl der Produktionsverfahren in modernen Edelstahlhütten eine gewisse Flexibilität aufweisen und die Produktionsprozesse und Produktpläne den Marktbedingungen angepasst werden können.
Die meisten großen Edelstahlproduktionsunternehmen in China sind integrierte Stahlunternehmen wie Taiyuan Iron and Steel Co., Ltd., Jiuzhou Iron and Steel Co., Ltd., die sowohl Edelstahl als auch Kohlenstoffstahl produzieren. Für diese kombinierten Eisen- und Stahlunternehmen kann die Konfiguration der Prozessausrüstung die Anforderungen diversifizierter Prozessrouten und unterschiedlicher Rohstoffverhältnisse erfüllen. Die Palette der Rohstoffe ist relativ breit. Es gibt genügend geschmolzenes Eisen und Stahlschrott, die den Bedarf decken können. Die besten Rohstoffe können ausgewählt werden. Passender Plan. Diese Unternehmen haben eine größere Flexibilität bei der Auswahl der Prozessrouten zum Schmelzen von Edelstahl.
Aufgrund des Mangels an Ressourcen für Edelstahlschrott in China, der hohen Kosten für Zutaten im Edelstahlschmelzprozess, bei dem Schrott als Hauptrohstoff verwendet wird, gepaart mit dem hohen Energieverbrauch aller Schrottschmelzen und der schlechten Qualität des Schrotts bringt viele schädliche Elemente in geschmolzenen Stahl, mehr und mehr Edelstahlproduktion in China Unternehmen neigen dazu, entphosphorisierte Hochofenschmelze zu verwenden, um Edelstahl zu schmelzen. Insbesondere in Unternehmen mit Eisen- und Stahlkomplexen kann die Verwendung des Hochofens des Kohlenstoffstahlsystems zur Lieferung eines Teils des geschmolzenen Eisens an das Edelstahlschmelzsystem die Rohstoffkosten pro Tonne Stahl effektiv senken. Gleichzeitig werden Entphosphorungsbehandlungsanlagen häufig in Edelstahlproduktionsprozessen eingesetzt. Die Anwendung von Entphosphorungsbehandlungsanlagen kann nicht nur den Bedarf an Rohstoffen in der Edelstahlproduktion reduzieren, sondern auch die Produktionskosten senken, so dass hochofengeschmolzenes Eisen, gewöhnlicher Stahlschrott, Roheisen mit hohem Phosphorgehalt und Legierungen mit hohem Phosphorgehalt in großem Umfang verwendet werden können Mengen bei der Herstellung von Edelstahl.
