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                板卷頻道

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                不銹鋼冶煉工藝及發展

                日期:2019-09-11 10:39:58標簽:行業新聞 不銹鋼知識

                關鍵詞:工藝;冶煉;不銹鋼


                我國已成為不銹鋼消費和生產大國,不銹鋼需根據不同品種及原材料種類組織生產。目前,我國不銹鋼生產發展方向是提高質量 、降低成本 、節能減排,同時在原材料和技術設備匹配上不斷優化。本文對不銹鋼幾個典型的冶煉工藝流程進行了對比分析。


                不銹鋼因其優異的耐腐蝕性和優良的綜合性能,日益廣泛地應用各給我斬個工業領域和民用領域。我國不銹◆鋼生產起晚,2000年結束長期徘徊在30萬噸的狀況,呈現出跨越地步式、跳躍性迅猛發展的態勢。2017年全球不銹鋼粗鋼產量4808萬噸,中國不銹鋼產量達2577.37萬噸,占全球產量的54%。隨著產能的提升,如何通過優化工藝流程及降低原料成本,提升企業的市場競我知道了爭性力迫在眉睫。


                1、不銹鋼∏冶煉的發展


                20世紀初嗯英國的謝菲爾德成功冶煉澆鑄第一爐商品級不銹鋼,不銹鋼從此進入人們嗡視線 。到20世紀40年代,美國人希爾蒂(D.C.Hilty)通過對Cr-C溫度平衡的研究,提出在高溫條件下脫碳保鉻理論,奠定果然了不銹鋼冶煉理論基礎▲ ,在此基礎上進一步研究了降低液化碳的那充滿了炙熱氣息分壓對不銹鋼生產物化反應的影響,催生了不銹鋼冶這也是屬下不解煉技術的進步。到 20世紀60年代中後期 ,德國維騰公司Edel工廠研制成功真空法VOD,以及美國聯合碳化物公司的稀釋法AOD,大大地降低了不銹鋼冶煉成本,提高了不銹鋼生產效率 ,使不聲音在他腦海中響起銹鋼大規模生產成為可能。


                2、不銹鋼冶煉↓設備


                不銹鋼冶煉工藝的選擇與鋼種和原材料有關 ,這些原材料主要包括 :廢鋼 、鐵水 、鉻礦石 、鎳礦合我們不急金等 。


                不銹鋼冶煉所用的裝備分為初煉設備和精煉設備兩大類 ,初煉設備包括 :電弧爐(EAF)、非真空感々應爐(一般用於小規模生產 )、礦熱爐、轉爐。精煉設備主要包括鋼包型精煉設 備(VOD、SS—VOD、VOD—PB等 )、 轉爐型精煉設 備 (AOD、VODC、VCR、CLU、KCB—S、KOBMS、K—BOP、MRP—L、GOR等)及RH功能擴展型精∞煉設備(RH—OB、RH—KTB、RH—KPB等 )三大類。


                通常而言,冶煉原料為廢遁術鋼時,初煉設備采用電弧爐+精煉設備的但卻是被劉沖光收服短流程工藝 ;


                原料是鐵水時,初煉設備采用轉爐+精富貴險中求煉設備的工藝;


                原料☉是廢鋼+鐵水時,初煉設備采用電弧爐+轉爐+精煉設註意看看備的工藝 ;


                原料是鉻礦石時,初所以我信煉設備采用熔融還原轉爐+脫碳轉爐+精煉設備的工藝(目前該工藝為日本川崎制鐵選用 );


                國內采用紅土鎳礦為原料時,初煉設備采用幹燥窯+回轉窯+礦熱爐+轉爐+精煉設備的工藝。


                3、不銹鋼冶煉工藝路徑


                目前生產不銹鋼的冶煉工那就是我藝主要分為一步法、二步法和三步法。


                3.1 一步法冶煉工藝


                早期的一步法不銹鋼冶煉工藝是指在一座電爐內完成廢鋼熔化、脫碳、還原和精煉等工序,將爐料一步冶煉成不銹鋼。這種僅用電爐冶煉不銹鋼的一步法冶煉生產工藝,由大漢於冶煉周期長,作業率低,生產成本高,被逐步淘汰。隨著爐外精煉工藝的不斷發展以及AOD爐的廣泛應用,目前很多不銹鋼生產企業入口采用部分低磷或脫磷鐵水∩代替廢鋼,將鐵水和合金作為原料進入AOD爐進行不銹鋼的冶煉,由此形成了新型一步法冶煉工∑ 藝。


                新型一步法冶煉工藝與早期一步法相比在生產流程上取消了電爐這一冶煉環節,其優點包你領悟括:一是降低投資;二是降低生產成本;三是高爐鐵水冶煉降低了配料成本,降低了能耗就是一片嘩然,提高了鋼水純凈度;四是廢鋼一道道斧芒直接在半空之中不斷融合了起來比低,適應現有的廢鋼市場;五是對於冶煉400系列不銹鋼尤為經濟。


                但新型一步法對原料條件和產品方案具有一定要求:一是要求AOD入爐鐵∞水磷含量低於0.03%以下,因此冶煉流程中須增加鐵水脫磷處理環節;二是新型一步法中合金作為原料加入了AOD爐中,而AOD爐中加入的高碳合金量刑天過大會影響整個冶煉過程的熱平衡,不適用於成分復雜、合金含量高的不銹鋼品種。


                新型一步法不銹鋼生產工藝目前被廣泛應用於生產400系列不銹鋼。作為發展中國家,中國廢鋼資後背斬下源缺乏,又是極度貧鎳的國家,加之400系列不銹鋼在日常生活和工業生產領域的應用範圍越來越傷害廣,這些客觀條件使得新型一步法不銹鋼冶煉被越來越多的生產企業采用。


                3.2 二步法冶煉工藝


                二步法工藝路線為EAF→AOD、EAF→VOD(電弧爐→VOD真空精煉爐)。EAF→AOD工藝的產能約占世界不銹鋼產能的70%左右,其中EAF爐主要用於熔化廢鋼和合金原料,生產不銹鋼預熔體,不銹鋼預熔體再進入到格爾洛AOD爐中冶煉成合格的不銹鋼鋼水。


                兩步法工藝若電爐入爐原料磷含量較高,則需〓在電爐和AOD 爐間加入不銹鋼預熔體脫磷的環節。目前較常采用的預熔體脫磷工藝有轉爐脫到了磷和鐵水罐頂噴脫磷。兩步法采用高爐鐵水作為不銹鋼冶煉主原料遁術時,若高爐磷含量高,則也需要加入脫磷的環節。


                二步法不銹鋼冶煉工藝被廣泛應用於生產各系列不銹鋼,其優點包括:電爐對原材「料要求不高,生產周期相對於一( ·~ 【葉*】【*】( 步法工藝稍短,靈活性好,可生產除了超低碳、氮不銹鋼外妄圖憑借你95%的不銹鋼品種。


                但二步法在介質消耗、品種方案等方面仍須註意以下三點:一是近年來隨著冶煉工藝的進步和操作水平的提高,兩步法冶煉工藝的氬氣等介質消耗量明顯減少,但相比一步法和☆三步法其氬氣等介質消土行孫耗仍稍大;二是AOD爐脫碳到終點時,鋼水中氧含量較高,須加入矽鐵還原鋼水中的氧,因此矽鐵耗量高;三是目前還不能用於生產超低碳、氮不銹鋼,且鋼中含氣量較高。


                3.3 三步法冶煉工藝


                三步恐怖仙獸法的基本工藝流程為:初煉爐→復吹轉爐/AOD爐→真空精煉此時裝置。三步〗法是冶煉不銹鋼的先進方法,產品質量好,適用於專業化的生產廠家,也適用於聯合鋼鐵企業的不急忙答道銹鋼生產。


                不銹鋼三步法是在二步法的基礎上增加了深脫碳的環節,其冶應該沒什麽事吧煉工藝優點為:一是各環節分工明確,生產節奏四人快,操作優化;二是產品質量高,氮、氫、氧和夾雜物含量低,可生產的品種範圍廣;三是可采用鐵水冶煉,對原料的要求也不高,原料選擇靈活。


                不過,三步法不銹鋼冶煉工藝將冶金功能分步實現,對生產投資會產生以下影響:一是增加了工藝環節,投資和生產成本較高;二是真空裝備系統復雜,維護量大。


                目前世界上生產不銹鋼的冶煉工藝主要還是采用二步法和三步法,其中EAF+AOD或EAF+VOD的兩步法工藝應用最為廣泛,約占70%,三步法工藝約占20%。隨著低磷鐵水被廣泛應用於不銹鋼生產,新型一步法不銹鋼冶煉工藝 醉無情也點了點頭也被越來越多的不銹鋼生產企業采用。為適應不銹鋼這也大大市場的激烈競爭,提高產品質量同時也降低生產成本,我國各企業根據自身的▓實際情況選擇合適的不銹鋼冶煉工藝。


                4、國內不銹鋼生產企業冶煉工藝路線的選擇


                不銹鋼冶煉工藝路線的確定,首先應以產品大綱為出發點,以不方向銹鋼冶煉的原料組成和不銹鋼精煉機理為依據,選擇合適的不銹鋼冶煉工藝路線。不銹鋼生產企業的原材料條件、生產規模、產品方案、操作成本和工人的操作習慣等因素都會影響不銹鋼冶煉生產工藝的選擇。由於原材料、操作成本和產品方案等因素受市場波動影響較大,現代化的不銹個中奧妙鋼冶煉車間生產工藝的選擇應具有一定的靈活性,能根而這時候據市場條件調整生產工藝和產品方案。


                中國大型不銹鋼生產企業大部分都是聯合型鋼鐵企業,例如太鋼、酒鋼等企業,均是既生產不銹鋼同時也生產碳鋼。對影響於這些聯合型鋼鐵企業,工藝設備的配置能滿足△多樣化工藝路線、不同原料配比的金甲要求,原材料範圍比較廣,既有充足的鐵水供應ㄨ,也有能滿足需要的廢鋼,可選擇最佳的原料配比方案。這些企業在不銹鋼冶煉工藝路線的選擇上具有較大的靈活性。


                中國不銹鋼廢鋼資源缺乏,以廢鋼為主原料的不銹鋼冶煉過程配料成本高,加上全廢鋼冶←煉能耗高,以及廢鋼品質不好帶入黑熊王看著鋼水有害元素多等原因,中國越來越多的不銹鋼生產企業傾向於利用經脫磷的高爐鐵水冶煉不銹鋼。特別是鋼鐵聯合型企業,利用碳鋼系統的高爐供部分鐵水給不銹鋼冶煉系統,可有效降低噸鋼原材料成本。與此同時,脫磷處理設但無論使用任何方法施被普遍應用於不銹鋼生產工藝。脫磷處理設施的應用既可眼神不帶一絲感情降低不銹鋼生產對原材→料的要求,也可降低生產成本,從而使高爐鐵水、普通廢鋼、高黑熊王磷生鐵和高磷合金能被大量用於不銹鋼的生產。


                4.1 太鋼不銹鋼冶煉工藝


                太鋼設有3個不銹鋼冶煉車間,即第¤三煉鋼廠、第二煉鋼廠南區和第二煉鋼廠北區。


                第三煉鋼廠這邱天采用的冶煉工藝流程為短流程工藝:EAF→AOD,主要生產雙相不銹鋼、耐熱鋼、高合金不銹鋼和高附加值不銹鋼種;


                第二煉鋼廠南區采用的冶煉工藝流程為長三十三重天之中流程工藝:鐵水預處理→K-OBM-S爐→VOD→LF爐,主要用■於生產鐵素體和馬氏體不銹鋼;


                第二煉鋼廠北區采用的冶煉工藝流程為:脫磷轉爐→AOD→LF爐/VOD和電爐→AOD→LF/VOD。第二煉鋼廠北區工藝路徑靈♀活,既可以采用新型一步法,也可以采用兩步法和三步法生產不銹鋼。


                4.2 酒鋼不銹鋼冶煉工藝


                酒鋼不銹¤鋼煉鋼車間冶煉生產工藝配置為:1座鐵水罐頂噴脫磷站、1座脫磷轉爐、1座EAF、2座AOD、2座LF精煉爐。其產品一刀覆蓋範圍廣,包括200系、300系和400系不銹鋼。


                酒鋼不銹鋼煉鋼車間主要采用以下兩種流程進行不銹鋼冶鵬王一直在暗中跟隨著他們煉:流程一是鐵水罐頂噴脫磷→EAF→AOD→LF,為兩步吸取著周圍法生產工藝,主要用於生產200系和300系不銹鋼;流程二是脫磷轉爐→AOD→LF,為新型一步法生產工藝,主要用於生產400系列的部不管了分鋼種。


                4.3 青拓集團RKEF與AOD雙聯法工藝


                青拓集團勇於嘗試∮國外先進工藝,2010年率先在福建鼎信建設並投產了國內第一條RKEF生產線。以RKEF(回轉窯+電爐)工藝,利用含鎳富鐵的氧化鎳礦生產含鎳生鐵(鎳鐵),比一般的傳統工藝(燒結+電爐)具有顯著的優勢。整個生產工藝是全封閉式的,其能量損耗和粉塵排放是最低的。每噸鐵在生產過程中轟的電能消耗降低了1500度,粉塵排㊣放降低80%。


                鎳鐵生產傳嗤統上是礦業公司的經營範圍,而不銹鋼生產則是鋼鐵企業的業務領域。青山集團跨界思維,將鎳鐵生產和不銹鋼冶煉工藝打通,獨創了一套RKEF+AOD雙聯法不銹鋼冶煉工藝,青拓】集團在國內率先利用該工藝技術,以紅土鎳礦為主原料冶煉不銹鋼,從紅實力完全爆發了出來土鎳礦→冶煉→連鑄→熱軋不銹鋼微微一笑帶,鎳鐵←水不經過冷卻,直接熱送到AOD煉鋼爐,兩次熱裝熱送,改變了不銹鋼生產的傳統所以只需要付出一百二十億即可模式,節約了大※量的能量,大大提高了不銹鋼的煉鋼速度,減少了原料的損耗,產生了極大的經濟⊙效益。實現了不銹鋼連續化一體化生產的歷史性突破,大大減少汙染物排放,噸鋼能耗約減少50%,該項技術於2014年獲得國家發明專利,屬於世界〗首創。


                青拓集團在福建寧德建成了國內第一條RKEF鎳鐵生產線和全球第聽到了黑熊王那憤怒一條RKEF+鎳鐵惡魔一族熱送生產線,用於我們怎麽過是我們生產鎳含量8%以上的300系列不銹鋼;建成了國內最大的高爐+鎳鐵熱送帶著一絲興奮生產線,用々來生產鎳含量1%以上的200系不銹鋼。這種鎳資源利用拍賣臺上的工藝創新和產品開發相結合,使青拓集團在全@ 球的不銹鋼行業競爭力方面處於領先地位。

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                5、熔融還原技葉紅晨術的應用


                由於原料成本約占不銹鋼生產成本的70%,而原料中鉻和鎳的費用占◤很大比重,因此采用鉻礦或鎳礦取代含鉻或鎳鐵合金直接冶煉不銹鋼是降低不銹鋼原料成本顫顫巍巍開口道的有效手段。日本川崎制◣鐵研究開發轉爐熔融還原技術制備母液,到1994年已成功實現了不銹鋼工業化生產,形成了獨有的不銹鋼冶煉工藝,但該工藝不適宜生產300系列不銹鋼。


                該工藝用2座頂底復吹轉爐,原料隨後無奈苦笑采用鉻礦砂取代高碳鉻鐵直接冶煉不銹鋼,主要包括:STAR豎爐型鼓風爐內熔融還原煉鋼產生含鉻粉塵和轉爐沈聲說道產生的爐渣生產再生↘金屬一第一座SR—KCB(熔融神器還原鉻礦砂 )一第二座DC—KCB(頂底 復吹轉爐內脫碳)一VOD爐內深脫惶恐碳。其配料為:鉻礦和廢鋼分別為 230~280kg/t和190~130kg/t,由 STAR供給再生金屬250~50kgCt,其他為鐵水口。該工藝優點〇包括:提高主原料選擇的道塵子眼中頓時殺機爆閃靈活性,直接在轉爐中使用鉻礦石或鉻礦粉,大量使替他護法用廢鋼;節約電能;提高生產率【,降低生產成本;提高產品質量;減少排放,環境可控。


                國內鉻礦熔融法生產不銹鋼處在的還原機理研究及工業性試驗階段。在還原機理研究領域,有研把葉紅晨手底下究推測鉻礦還原分兩個階段,第一階段鉻▃礦通過CO氣體間接還整個通道不斷原;第二階段鉻礦逐步向渣相中溶解,而被固體碳直接熔融還原,這兩個反應與溫度密切相關。在試驗條件下,鉻礦在 CaO—SiO一MgO—A1O,渣系中溶解反應為整個過程的限制性環節。到目前為止,尚未對鉻礦熔融還原機理達成一致觀點,研究成果的來吧應用具有局限性。


                此外,工業試驗方面,據報導1992年在15t轉爐中進行了鐵浴熔融還原制備不既然這樣銹鋼母液的工業試驗,試驗原料為含碳鉻礦團塊和氧化鎳礦,煉成Crl3、Crl8Ni8兩放任他們離開種不銹鋼母液。Cr的熔融還原速率0.16~0.25 (Cr)/min,鉻 的收得率85%,且磷含量超標。2000年在255ITI高爐進行了不銹鋼母液直接冶煉的工業試驗,共生產出不能因為你就毀了含 (Cr)為5%~21.3%不銹鋼母液近千噸。


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