Klasyfikacja urządzeń do produkcji i rafinacji stali

Klasyfikacja rafinacji stali:

Można podzielić na rafinację w piecu i rafinację poza piecem. Rafinacja poza piecem odnosi się do obróbki rafinacyjnej stopionej stali poza piecem stalowniczym, np. odgazowywanie próżniowe, natryskiwanie proszkiem itp. Rafinacja w piecu odnosi się do procesu rafinacji, np. wdmuchiwanie tlenu, w piecu stalowniczym. Dodawanie rudy itp.

Klasyfikacja według obiektu obróbki:

Można podzielić na rafinację stali zwykłej i rafinację stali o wysokich parametrach. Rafinacja stali zwykłej odnosi się do obróbki rafinacyjnej zwykłej stali węglowej, stali niskostopowej itp., a rafinacja stali o wysokich parametrach odnosi się do obróbki rafinacyjnej stali o wysokiej wytrzymałości, stali nierdzewnej, stali narzędziowej itp.

Piec łukowy elektryczny: wykorzystuje ciepło łukowe generowane między elektrodą a materiałem wsadowym do topienia materiału wsadowego, głównie przy użyciu złomu stalowego jako surowca, a także można dodać trochę surówki lub żelaza bezpośrednio zredukowanego. Stalownictwo w piecu łukowym elektrycznym charakteryzuje się dużą elastycznością, możliwością produkcji wielu rodzajów stali i dużą adaptacją do surowców, co sprawia, że nadaje się do produkcji stali specjalnych i stali wysokostopowych.

Piec do rafinacji kadziowej (LF):Urządzenie, które łączy funkcje ogrzewania i rafinacji pieca stalowniczego. Główne funkcje obejmują podnoszenie temperatury i izolację stopionej stali, dostarczanie nowej energii cieplnej do stopionej stali poprzez ogrzewanie łukowe, ułatwianie dodawania stopów i regulacji składu, dodawanie materiałów żużlowych oraz osiąganie głębokiego odsiarczania i odtleniania stopionej stali; Funkcja mieszania argonem wdmuchuje gaz argon do stopionej stali przez cegły przepuszczalne na dnie kadzi, umożliwiając mieszanie i homogenizację stali pod względem składu i temperatury; Niektóre piece do rafinacji kadziowej mają również funkcję odgazowywania próżniowego, która może usuwać gazy, takie jak wodór i azot, ze stali ciekłej, dodatkowo zmniejszać zawartość tlenu i siarki oraz uzyskiwać bardziej czystą stal ciekłą.

Urządzenia do produkcji i rafinacji stali

I. Piece do topienia pierwotnego

1. Piec łukowy elektryczny (EAF)

• Zasada działania: Użyj wysokiej temperatury generowanej przez łuk między elektrodami grafitowymi a wsadem, aby stopić surowce (głównie złom stalowy) i zakończyć proces stalowniczy poprzez wdmuchiwanie tlenu, usuwanie żużla i inne operacje.
• Cechy konstrukcyjne: Składa się z korpusu pieca, systemu podnoszenia elektrod, pokrywy pieca, mechanizmu przechylania i systemu odpylania. Nowoczesne piece łukowe elektryczne to w większości piece łukowe elektryczne o bardzo wysokiej mocy (UHP) w celu poprawy wydajności topienia.
• Zalety: Elastyczna adaptacja surowców (może używać 100% złomu stalowego), krótki cykl topienia, niskie zanieczyszczenie środowiska (wyposażone w wydajne odpylanie) i nadaje się do produkcji stali specjalnych i wysokiej jakości stali węglowej.
• Kluczowe parametry: Poziom mocy (klasa UHP wynosi zwykle 600 - 1200 kVA/t), cykl topienia (40 - 60 minut na wytop), temperatura spustu (1600 - 1650°C).

2. Konwertor tlenowy (BOF)

• Zasada działania: Użyj surówki jako głównego surowca, wdmuchuj wysokiej czystości tlen do stopionego żelaza od góry lub od dołu, utleniaj węgiel, krzem, mangan i inne zanieczyszczenia w stopionym żelazie i uwalniaj dużą ilość ciepła, aby podnieść temperaturę stopionej stali.
• Cechy konstrukcyjne: Obejmuje głównie korpus pieca (stalowa powłoka + wykładzina z cegieł magnezytowo-węglowych), system dysz tlenowych, okap dymowy i urządzenie przechylające. Zgodnie z metodą wdmuchiwania tlenu dzieli się na konwertor z wdmuchiwaniem od góry, konwertor z wdmuchiwaniem od dołu i konwertor z wdmuchiwaniem kombinowanym.
• Zalety: Wysoka wydajność produkcji (pojemność pojedynczego pieca może osiągnąć 300 - 400 ton), niski koszt produkcji i nadaje się do wielkoseryjnej ciągłej produkcji zwykłej stali węglowej.
• Scenariusz zastosowania: Podstawowe wyposażenie dużych zintegrowanych hut stali, pasujące do procesu ciągłej produkcji wielki piec - konwertor.

3. Piec indukcyjny

• Zasada działania: Użyj indukcji elektromagnetycznej do generowania prądów wirowych w wsadu i polegaj na efekcie cieplnym prądów wirowych, aby stopić surowce. Dzieli się na piec indukcyjny bezrdzeniowy i piec indukcyjny kanałowy.
• Zalety: Szybka prędkość nagrzewania, jednolita temperatura stopionej stali, precyzyjna kontrola składu i mała powierzchnia.
• Scenariusz zastosowania: Nadaje się do małych i średnich hut stali, używanych do topienia stali specjalnych, stali stopowych i produkcji odlewów precyzyjnych.

II. Piece do rafinacji wtórnej

1. Piec kadziowy (LF)

• Główna funkcja: Nie przeprowadza się odgazowywania próżniowego, głównie do ogrzewania, odtleniania, odsiarczania i regulacji składu stopionej stali. Używa elektrod grafitowych do generowania łuku w kadzi w celu ogrzania stopionej stali i usuwa wtrącenia, dodając środki żużlotwórcze (wapno, fluoryt).
• Kluczowe zalety: Może precyzyjnie regulować temperaturę stopionej stali (dokładność kontroli temperatury ±5°C), poprawiać czystość stopionej stali i wydłużać czas zalewania odlewania ciągłego.
• Zastosowanie: Szeroko stosowany w dopasowywaniu linii produkcyjnych pieców łukowych elektrycznych i konwertorów, szczególnie do rafinacji stali specjalnych.

2. Piec do odgazowywania próżniowego RH

• Zasada działania: Użyj zasady ssania próżniowego i cyrkulacji, aby podnieść stopioną stal z kadzi do komory próżniowej, usunąć rozpuszczony gaz (H, N) w stopionej stali w warunkach wysokiej próżni i zrealizować odgazowywanie, odazotowanie i odtlenianie.
• Cechy konstrukcyjne: Składa się z komory próżniowej, rury podnoszącej, systemu próżniowego i systemu napędu cyrkulacji stopionej stali.
• Zalety: Wysoka wydajność odgazowywania (zawartość wodoru można zmniejszyć do ≤2 ppm), krótki czas przetwarzania i nadaje się do wielkoseryjnej produkcji wysokiej jakości stali (takiej jak stal do paneli samochodowych, stal do rurociągów).

3. Piec do rafinacji próżniowej VD/VOD

• VD (Piec do odgazowywania próżniowego): Podobny do RH pod względem funkcji, jest to statyczne urządzenie do odgazowywania próżniowego, odpowiednie do małych i średnich rafinacji kadziowej, z niskimi nakładami na sprzęt.
• VOD (Piec do dekarbonizacji tlenowej próżniowej): Na podstawie VD, dodaj funkcję wdmuchiwania tlenu, która może realizować dekarbonizację w warunkach próżni, i jest używana głównie do topienia stali nierdzewnej (zmniejszając zawartość węgla poniżej 0,03%, zachowując chrom).

4. Piec AOD (Piec do dekarbonizacji argonowo-tlenowej)

• Zasada działania: Wdmuchuj mieszaninę argonu i tlenu do stopionej stali, zmniejsz ciśnienie parcjalne CO przez argon, zrealizuj dekarbonizację w niższej temperaturze i unikaj strat utleniania chromu.
• Scenariusz zastosowania: Kluczowe wyposażenie do topienia stali nierdzewnej i stali stopowej o wysokiej zawartości chromu, o wysokiej wydajności metalu i stabilnej jakości produktu.

III. Kluczowe systemy wspomagające

1. System kadziowy: Odpowiedzialny za transport stopionej stali między piecem stalowniczym, piecem rafinacyjnym i maszyną do odlewania ciągłego, a jego materiał wykładzinowy (cegła magnezytowo-węglowa, cegła aluminiowo-magnezytowo-węglowa) bezpośrednio wpływa na straty temperatury i czystość stopionej stali.
2. System żużlotwórczy: Dodaj środki żużlotwórcze (wapno, fluoryt, krzemionka), aby utworzyć ochronną warstwę żużla, która odgrywa rolę odtleniania, odsiarczania i adsorpcji wtrąceń.
3. System kontroli automatycznej: Zrealizuj monitorowanie i regulację parametrów topienia w czasie rzeczywistym (temperatura, zawartość tlenu, prąd elektrody) i popraw stabilność i poziom automatyzacji procesu topienia.

IV. Trend rozwoju

1. Zielony i niskoemisyjny: Upopularniaj technologie oszczędzania energii, takie jak odzysk ciepła odpadowego spalin i powłoka natryskowa termiczna elektrod; rozwijaj piece łukowe elektryczne wykorzystujące bogaty w wodór gaz redukujący w celu zmniejszenia emisji dwutlenku węgla.
2. Inteligencja: Zastosuj technologie, takie jak duże zbiory danych, sztuczna inteligencja i cyfrowe bliźniaki, aby zrealizować pełny proces inteligentnej kontroli produkcji i rafinacji stali oraz przewidywać jakość stopionej stali.
3. Wielkoskalowy i wysokowydajny: Rozwijaj konwertory o dużej pojemności (400 - 500 ton) i piece łukowe elektryczne o bardzo wysokiej mocy, aby poprawić wydajność produkcji pojedynczego pieca i zmniejszyć jednostkowe zużycie energii.