Proses dan pengembangan peleburan baja tahan karat
negara saya telah menjadi negara besar dalam konsumsi dan produksi baja tahan karat, dan produksi baja tahan karat perlu diatur menurut varietas dan jenis bahan baku yang berbeda. Saat ini, arah pengembangan produksi baja tahan karat negara saya adalah untuk meningkatkan kualitas, mengurangi biaya, menghemat energi dan mengurangi emisi, dan pada saat yang sama, terus mengoptimalkan pencocokan bahan baku dan peralatan teknis. Dalam makalah ini, beberapa proses peleburan khas baja tahan karat dibandingkan dan dianalisis.
Karena ketahanan korosi yang sangat baik dan sifat komprehensif yang sangat baik, baja tahan karat semakin banyak digunakan di berbagai bidang industri dan sipil. produksi baja tahan karat negara saya dimulai terlambat, dan berakhir pada 2000 ketika bertahan pada 300.000 ton untuk waktu yang lama, menunjukkan tren lompatan dan lompatan perkembangan yang cepat. Pada tahun 2017, output global baja nirkarat mentah adalah 48,08 juta ton, dan output baja nirkarat China mencapai 25,7737 juta ton, menyumbang 54 persen dari output global. Dengan peningkatan kapasitas produksi, bagaimana meningkatkan daya saing pasar perusahaan dengan mengoptimalkan proses teknologi dan mengurangi biaya bahan baku sudah dekat.
1. Pengembangan peleburan baja tahan karat
Pada awal abad ke-20, Sheffield, Inggris, berhasil melebur dan melemparkan baja tahan karat kelas komersial pertama, dan baja tahan karat mulai menarik perhatian orang sejak saat itu. Pada 1940-an, American Hilty (DCHilty), melalui studi keseimbangan suhu Cr-C, mengusulkan teori dekarburisasi dan retensi kromium di bawah kondisi suhu tinggi, yang meletakkan dasar teoritis peleburan baja tahan karat, dan dipelajari lebih lanjut atas dasar ini. Pengaruh pengurangan tekanan parsial karbon cair pada reaksi fisikokimia produksi baja tahan karat telah menyebabkan kemajuan teknologi peleburan baja tahan karat. Pada pertengahan hingga akhir 1960-an, pabrik Edel dari Witten Company di Jerman berhasil mengembangkan metode vakum VOD, dan metode pengenceran AOD dari United Carbide Company di Amerika Serikat, yang sangat mengurangi biaya peleburan baja tahan karat, meningkatkan efisiensi produksi baja tahan karat, dan memungkinkan produksi baja tahan karat skala besar. menjadi mungkin.
2. Peralatan peleburan baja tahan karat
Pilihan proses peleburan baja tahan karat terkait dengan nilai baja dan bahan baku. Bahan baku ini terutama meliputi: baja bekas, besi cair, bijih krom, paduan bijih nikel, dll.
Peralatan yang digunakan dalam peleburan stainless steel dibagi menjadi dua kategori: peralatan peleburan primer dan peralatan pemurnian. Peralatan peleburan utama meliputi: tungku busur listrik (EAF), tungku induksi non-vakum (umumnya digunakan untuk produksi skala kecil), tungku busur terendam, konverter. Peralatan pemurnian terutama mencakup peralatan pemurnian tipe sendok (VOD, SS-VOD, VOD-PB, dll.), peralatan pemurnian tipe konverter (AOD, VODC, VCR, CLU, KCB-S, KOBMS, K-BOP, MRP-L, GOR, dll ) dan peralatan pemurnian perluasan fungsi RH (RH-OB, RH-KTB, RH-KPB, dll) tiga kategori.
Secara umum, ketika bahan baku peleburan adalah baja bekas, peralatan peleburan utama mengadopsi proses aliran pendek tungku busur listrik ditambah peralatan pemurnian;
Ketika bahan bakunya adalah besi cair, peralatan pemurnian utama mengadopsi proses konverter plus peralatan pemurnian;
Ketika bahan bakunya adalah baja bekas ditambah besi cair, peralatan peleburan utama mengadopsi proses tungku busur listrik plus konverter plus peralatan pemurnian;
Ketika bahan bakunya adalah bijih krom, peralatan pemurnian utama mengadopsi proses konverter reduksi peleburan plus konverter dekarburisasi plus peralatan pemurnian (saat ini proses ini dipilih oleh Kawasaki Steel di Jepang);
Ketika bijih nikel laterit domestik digunakan sebagai bahan baku, peralatan pemurnian utama mengadopsi proses kiln pengeringan plus tanur putar plus tungku busur terendam plus konverter plus peralatan pemurnian.
3. Jalur proses peleburan baja tahan karat
Saat ini, proses peleburan untuk memproduksi baja tahan karat terutama dibagi menjadi metode satu langkah, metode dua langkah dan metode tiga langkah.
3.1 Proses peleburan satu langkah
Proses peleburan baja tahan karat satu langkah awal mengacu pada penyelesaian proses peleburan bekas, dekarburisasi, reduksi dan pemurnian dalam tungku listrik, dan muatannya dilebur menjadi baja tahan karat dalam satu langkah. Proses produksi peleburan satu langkah yang hanya menggunakan tungku listrik untuk melebur baja tahan karat secara bertahap dihilangkan karena siklus peleburan yang panjang, tingkat operasi yang rendah, dan biaya produksi yang tinggi. Dengan pengembangan berkelanjutan dari proses pemurnian off-furnace dan aplikasi tungku AOD yang luas, banyak perusahaan produksi baja tahan karat saat ini menggunakan beberapa besi cair rendah fosfor atau tanpa fosfor untuk menggantikan baja bekas, dan menggunakan besi cair dan paduan sebagai bahan baku untuk masuk. tungku AOD untuk peleburan baja tahan karat. Proses peleburan satu langkah baru.
Dibandingkan dengan proses peleburan satu langkah sebelumnya, proses peleburan satu langkah yang baru menghilangkan tautan peleburan tungku listrik dalam proses produksi. Keuntungannya meliputi: pertama, investasi lebih rendah; kedua, biaya produksi yang lebih rendah; konsumsi, dan meningkatkan kemurnian baja cair; keempat, rasio memo rendah, yang cocok untuk pasar memo yang ada; kelima, sangat ekonomis untuk melebur baja tahan karat seri 400.
Namun, metode satu langkah yang baru memiliki persyaratan tertentu untuk kondisi bahan baku dan solusi produk: Pertama, kandungan fosfor dari besi cair dalam tungku AOD harus kurang dari 0,03 persen , sehingga defosforisasi besi cair harus ditambahkan pada proses peleburan; kedua, paduan digunakan sebagai bahan baku dalam metode satu langkah yang baru. Itu ditambahkan ke tungku AOD, dan jumlah berlebihan paduan karbon tinggi yang ditambahkan ke tungku AOD akan mempengaruhi keseimbangan panas dari seluruh proses peleburan, dan tidak cocok untuk varietas baja tahan karat dengan komponen kompleks dan kandungan paduan tinggi.
Proses produksi baja tahan karat satu langkah yang baru saat ini banyak digunakan dalam produksi baja tahan karat seri 400. Sebagai negara berkembang, Cina kekurangan sumber daya baja bekas dan sangat miskin nikel. Selain itu, baja tahan karat seri 400 banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari dan produksi industri. Kondisi objektif ini membuat peleburan baja tahan karat satu langkah yang baru semakin populer. Banyak produsen menggunakannya.
3.2 Proses peleburan dua langkah
Rute proses dua langkah adalah EAF→AOD, EAF→VOD (tungku busur listrik→VOD tungku pemurnian vakum). Kapasitas produksi proses EAF→AOD menyumbang sekitar 70 persen dari kapasitas produksi baja nirkarat dunia. Tungku EAF terutama digunakan untuk melelehkan baja bekas dan bahan baku paduan untuk menghasilkan pra-lelehan stainless steel, yang kemudian dilebur menjadi baja cair stainless steel yang memenuhi syarat di tungku AOD. .
Dalam proses dua langkah, jika kandungan fosfor bahan baku yang memasuki tungku listrik relatif tinggi, tautan defosforisasi pra-leleh stainless steel perlu ditambahkan antara tungku listrik dan tungku AOD. Proses defosforisasi pra-lelehan yang paling umum digunakan adalah defosforisasi konverter dan defosforisasi semprot tank top logam panas. Ketika metode dua langkah menggunakan besi cair tanur sembur sebagai bahan baku utama untuk peleburan baja tahan karat, jika kandungan fosfor tanur sembur tinggi, perlu juga menambahkan tautan defosforisasi.
Proses peleburan baja tahan karat dua langkah banyak digunakan dalam produksi berbagai seri baja tahan karat. 95 persen variasi baja tahan karat.
Namun, metode dua langkah tetap perlu memperhatikan tiga poin berikut dalam hal konsumsi menengah dan rencana varietas: Pertama, dengan kemajuan proses peleburan dan peningkatan tingkat operasi dalam beberapa tahun terakhir, konsumsi argon dan media lain dalam proses peleburan dua langkah telah berkurang secara signifikan. Namun, dibandingkan dengan metode satu langkah dan metode tiga langkah, konsumsi argon dan media lainnya masih sedikit lebih besar; kedua, ketika tungku AOD mendekarburasi sampai akhir, kandungan oksigen dalam baja cair relatif tinggi, dan ferosilikon harus ditambahkan untuk mengurangi oksigen dalam baja cair, sehingga konsumsi ferosilikon Ketiga adalah tidak dapat digunakan untuk memproduksi karbon ultra-rendah dan baja tahan karat nitrogen saat ini, dan kandungan gas dalam baja relatif tinggi.
3.3 Proses peleburan tiga langkah
Alur proses dasar dari metode tiga langkah adalah: tungku peleburan primer → konverter penghembus ganda/tungku AOD → perangkat pemurnian vakum. Metode tiga langkah adalah metode lanjutan untuk peleburan baja tahan karat, dan kualitas produknya bagus, yang cocok untuk produsen profesional dan produksi baja tahan karat di perusahaan besi dan baja bersama.
Metode tiga langkah baja tahan karat menambahkan satu langkah dekarburisasi dalam berdasarkan metode dua langkah. Keuntungan dari proses peleburannya adalah: pertama, pembagian kerja di setiap mata rantai jelas, ritme produksi cepat, dan operasi dioptimalkan; Kandungan oksigen dan inklusi rendah, dan berbagai produk yang dapat diproduksi luas; ketiga adalah besi cair dapat digunakan untuk peleburan, persyaratan bahan baku tidak tinggi, dan pemilihan bahan baku fleksibel.
Namun, proses peleburan baja tahan karat tiga langkah mewujudkan fungsi metalurgi langkah demi langkah, yang akan berdampak pada investasi produksi sebagai berikut: pertama, tautan proses meningkat, dan biaya investasi dan produksi relatif tinggi; kedua, sistem peralatan vakum rumit dan jumlah perawatannya besar.
Saat ini, proses peleburan untuk memproduksi baja tahan karat di dunia terutama mengadopsi metode dua langkah dan metode tiga langkah. Di antara mereka, metode dua langkah EAF plus AOD atau EAF plus VOD adalah yang paling banyak digunakan, terhitung sekitar 70 persen , dan metode tiga langkah menyumbang sekitar 20 persen . Karena besi cair rendah fosfor banyak digunakan dalam produksi baja tahan karat, proses peleburan baja tahan karat satu langkah yang baru juga diadopsi oleh semakin banyak perusahaan produksi baja tahan karat. Untuk beradaptasi dengan persaingan ketat di pasar baja tahan karat, meningkatkan kualitas produk dan mengurangi biaya produksi, berbagai perusahaan di negara saya memilih proses peleburan baja tahan karat yang sesuai dengan kondisi aktual mereka.
4. Pemilihan rute proses peleburan untuk perusahaan produksi baja tahan karat domestik
Penentuan rute proses peleburan baja tahan karat pertama-tama harus mengambil garis besar produk sebagai titik awal, dan memilih rute proses peleburan baja tahan karat yang sesuai berdasarkan komposisi bahan baku peleburan baja tahan karat dan mekanisme pemurnian baja tahan karat. Faktor-faktor seperti kondisi bahan baku, skala produksi, rencana produk, biaya operasi dan kebiasaan operasi pekerja dari perusahaan produksi baja tahan karat akan mempengaruhi pilihan proses produksi peleburan baja tahan karat. Karena faktor-faktor seperti bahan baku, biaya operasi, dan rencana produk sangat dipengaruhi oleh fluktuasi pasar, pemilihan proses produksi di bengkel peleburan stainless steel modern harus memiliki fleksibilitas tertentu, dan proses produksi serta rencana produk dapat disesuaikan dengan kondisi pasar.
Sebagian besar perusahaan produksi baja tahan karat skala besar China adalah perusahaan baja terintegrasi, seperti Taiyuan Iron and Steel Co., Ltd., Jiuzhou Iron and Steel Co., Ltd., yang memproduksi baja tahan karat dan baja karbon. Untuk perusahaan besi dan baja gabungan ini, konfigurasi peralatan proses dapat memenuhi persyaratan rute proses yang beragam dan rasio bahan baku yang berbeda. Kisaran bahan baku relatif luas. Tersedianya suplai besi cair dan besi tuang yang cukup yang dapat memenuhi kebutuhan. Bahan baku terbaik bisa dipilih. Rencana yang cocok. Perusahaan-perusahaan ini memiliki fleksibilitas yang lebih besar dalam pemilihan rute proses peleburan baja tahan karat.
Karena kurangnya sumber daya skrap stainless steel di Cina, tingginya biaya bahan dalam proses peleburan baja nirkarat yang menggunakan skrap sebagai bahan baku utama, ditambah dengan konsumsi energi yang tinggi dari semua peleburan skrap, dan buruknya kualitas skrap yang membawa banyak elemen berbahaya ke dalam baja cair, semakin banyak produksi baja tahan karat di Cina Perusahaan cenderung menggunakan besi cair tanur sembur yang didefosforasikan untuk melebur baja tahan karat. Terutama di perusahaan kompleks besi dan baja, penggunaan tanur sembur sistem baja karbon untuk memasok sebagian besi cair ke sistem peleburan baja tahan karat dapat secara efektif mengurangi biaya bahan baku per ton baja. Pada saat yang sama, fasilitas perawatan defosforisasi banyak digunakan dalam proses produksi baja tahan karat. Penerapan fasilitas pengolahan defosforisasi tidak hanya dapat mengurangi kebutuhan bahan baku dalam produksi baja tahan karat, tetapi juga mengurangi biaya produksi, sehingga besi cair tanur tinggi, baja bekas biasa, pig iron fosfor tinggi dan paduan fosfor tinggi dapat digunakan dalam jumlah besar. kuantitas dalam produksi baja tahan karat.
