Classificatie van staalbereidings- en raffinageapparatuur

Classificatie van staalraffinage:

Kan worden onderverdeeld in ovenraffinage en off-ovenraffinage. Off-ovenraffinage verwijst naar raffinagebehandeling van gesmolten staal buiten de staalbereidingsoven, zoals vacuümontgassing, poederspuiten, enz. Ovenraffinage verwijst naar het raffinageproces, zoals zuurstofblazen, in de staalbereidingsoven. Erts toevoegen, enz.

Geclassificeerd op verwerkingsobject:

Kan worden onderverdeeld in gewone staalraffinage en hoogwaardige staalraffinage. Gewone staalraffinage verwijst naar de raffinagebehandeling van gewoon koolstofstaal, laaggelegeerd staal, enz., en hoogwaardige staalraffinage verwijst naar de raffinagebehandeling van hoogsterkte staal, roestvrij staal, gereedschapsstaal, enz.

Elektrische vlamboogoven: gebruikt de boogwarmte die wordt gegenereerd tussen de elektrode en het ovenmateriaal om het ovenmateriaal te smelten, voornamelijk met schrootstaal als grondstof, en kan ook wat ruwijzer of direct gereduceerd ijzer toevoegen. Elektrische vlamboogovenstaalbereiding heeft de kenmerken van hoge flexibiliteit, de mogelijkheid om meerdere soorten staal te produceren en een sterke aanpassing aan grondstoffen, waardoor het geschikt is voor het produceren van speciaal staal en hooggelegeerd staal.

Panraffinageoven (LF):Apparatuur die de verwarmings- en raffinagefuncties van een staalbereidingsoven combineert. De belangrijkste functies zijn onder meer het verhogen van de temperatuur en isolatie van het gesmolten staal, het leveren van nieuwe thermische energie aan het gesmolten staal door middel van boogverwarming, het faciliteren van de toevoeging van legeringen en het aanpassen van de samenstelling, het toevoegen van slakmaterialen en het bereiken van diepe ontzwaveling en ontkooling van het gesmolten staal; De argonroerfunctie blaast argongas in het gesmolten staal door de doorlaatbare stenen aan de onderkant van de pan, waardoor het staal kan worden geroerd en gehomogeniseerd in termen van samenstelling en temperatuur; Sommige panraffinageovens hebben ook een vacuümontgassingsfunctie, die gassen zoals waterstof en stikstof uit de staalvloeistof kan verwijderen, het zuurstof- en zwavelgehalte verder kan verlagen en een zuiverdere staalvloeistof kan verkrijgen.

Staalbereidings- en raffinageovenapparatuur

I. Primaire staalbereidingsovens

1. Elektrische vlamboogoven (EAF)

• Kernprincipe: Gebruik de hoge temperatuur die wordt gegenereerd door de boog tussen grafietelektroden en de lading om de grondstoffen (voornamelijk schrootstaal) te smelten, en voltooi het staalbereidingsproces door zuurstof te blazen, slakken te vormen en andere bewerkingen.
• Structuurkenmerken: Bestaat uit ovenlichaam, elektrodehefsysteem, ovenkap, kantelmechanisme en stofverwijderingssysteem. Moderne elektrische vlamboogovens zijn meestal ultra-hoog vermogen (UHP) elektrische vlamboogovens om de smeltrendement te verbeteren.
• Voordelen: Flexibele aanpassing van grondstoffen (kan 100% schrootstaal gebruiken), korte smeltcyclus, lage milieuvervuiling (uitgerust met efficiënte stofverwijdering) en geschikt voor het produceren van speciaal staal en hoogwaardig koolstofstaal.
• Belangrijkste parameters: Vermogensniveau (UHP-klasse is meestal 600 - 1200 kVA/t), smeltcyclus (40 - 60 minuten per smelt), aftaptemperatuur (1600 - 1650°C).

2. Basiszuurstofoven (BOF)

• Kernprincipe: Neem gesmolten ruwijzer als belangrijkste grondstof, blaas zuurstof met hoge zuiverheid in het gesmolten ijzer van bovenaf of van onderaf, oxideer koolstof, silicium, mangaan en andere onzuiverheden in het gesmolten ijzer en laat een grote hoeveelheid warmte vrij om de temperatuur van gesmolten staal te verhogen.
• Structuurkenmerken: Omvat voornamelijk ovenlichaam (stalen schil + magnesiet-koolstofsteenvoering), zuurstoflanssysteem, rookkap van de ovenmond en kantelapparaat. Afhankelijk van de zuurstofblaasmethode wordt het onderverdeeld in topgeblazen converter, bodemgeblazen converter en gecombineerde geblazen converter.
• Voordelen: Hoge productie-efficiëntie (enkele oven capaciteit kan 300 - 400 ton bereiken), lage productiekosten en geschikt voor grootschalige continue productie van gewoon koolstofstaal.
• Toepassingsscenario: De kernapparatuur van grootschalige geïntegreerde staalfabrieken, passend bij het hoogoven-converter continu productieproces.

3. Inductieoven

• Kernprincipe: Gebruik elektromagnetische inductie om wervelstromen in de lading te genereren en vertrouw op het thermische effect van wervelstromen om de grondstoffen te smelten. Het is onderverdeeld in kernloze inductieoven en kanaalinductieoven.
• Voordelen: Snelle verwarmingssnelheid, uniforme temperatuur van gesmolten staal, nauwkeurige samenstellingscontrole en kleine vloeroppervlakte.
• Toepassingsscenario: Geschikt voor kleine en middelgrote staalfabrieken, gebruikt voor het smelten van speciaal staal, gelegeerd staal en precisiegietwerk.

II. Secundaire raffinageovens

1. Panoven (LF)

• Kernfunctie: Vacuümontgassing wordt niet uitgevoerd, voornamelijk voor verwarming, ontkooling, ontzwaveling en samenstellingsaanpassing van gesmolten staal. Het gebruikt grafietelektroden om een boog in de pan te genereren om gesmolten staal te verwarmen en verwijdert insluitsels door slakvormende middelen (kalk, fluoriet) toe te voegen.
• Belangrijkste voordelen: Kan de temperatuur van gesmolten staal nauwkeurig aanpassen (temperatuurregelingsnauwkeurigheid ±5°C), de reinheid van gesmolten staal verbeteren en de giettijd van continu gieten verlengen.
• Toepassing: Veel gebruikt in combinatie met elektrische vlamboogoven- en converterproductielijnen, vooral voor de raffinage van speciaal staal.

2. RH vacuümontgassingsoven

• Kernprincipe: Gebruik het principe van vacuümzuiging en circulatie om gesmolten staal uit de pan in de vacuümkamer te tillen, opgelost gas (H, N) in gesmolten staal te verwijderen onder hoge vacuümomstandigheden en dehydrogenatie, denitrificatie en ontgassing te realiseren.
• Structuurkenmerken: Bestaat uit vacuümkamer, hefpijp, vacuümsysteem en aandrijfsysteem voor de circulatie van gesmolten staal.
• Voordelen: Hoge ontgassingsefficiëntie (waterstofgehalte kan worden verlaagd tot ≤2 ppm), korte verwerkingstijd en geschikt voor grootschalige productie van hoogwaardig staal (zoals autopaneelstaal, pijpleidingstaal).

3. VD/VOD vacuümraffinageoven

• VD (Vacuümontgassingsoven): Vergelijkbaar met RH in functie, het is een statische vacuümontgassingsapparatuur, geschikt voor kleine en middelgrote panraffinage, met lage investeringen in apparatuur.
• VOD (Vacuümzuurstofontkolingsoven): Voeg op basis van VD een zuurstofblaasfunctie toe, die ontkoling onder vacuümomstandigheden kan realiseren en wordt voornamelijk gebruikt voor het smelten van roestvrij staal (het verlagen van het koolstofgehalte tot onder de 0,03% met behoud van chroom).

4. AOD-oven (Argon-zuurstofontkolingsoven)

• Kernprincipe: Blaas een mengsel van argon en zuurstof in gesmolten staal, verminder de partiële druk van CO door argon, realiseer ontkoling bij een lagere temperatuur en vermijd het oxidatieverlies van chroom.
• Toepassingsscenario: De belangrijkste apparatuur voor het smelten van roestvrij staal en hoogchroomgelegeerd staal, met een hoge metaalopbrengst en stabiele productkwaliteit.

III. Belangrijkste ondersteunende systemen

1. Pan-systeem: Verantwoordelijk voor het transporteren van gesmolten staal tussen de staalbereidingsoven, raffinageoven en continu gietmachine, en het voeringmateriaal (magnesiet-koolstofsteen, aluminium-magnesium-koolstofsteen) beïnvloedt direct het temperatuurverlies en de reinheid van gesmolten staal.
2. Slakvormingssysteem: Voeg slakvormende middelen (kalk, fluoriet, silica) toe om een beschermende slaklaag te vormen, die de rollen speelt van ontkooling, ontzwaveling en adsorptie van insluitsels.
3. Automatiseringscontrolesysteem: Realiseer real-time monitoring en aanpassing van smeltparameters (temperatuur, zuurstofgehalte, elektrodestroom) en verbeter de stabiliteit en het automatiseringsniveau van het smeltproces.

IV. Ontwikkelingstrend

1. Groen en koolstofarm: Populariseer energiebesparende technologieën zoals warmteterugwinning van rookgas en thermische spuitcoating van elektroden; ontwikkel elektrische vlamboogovens met waterstofrijke reductiegas om de koolstofemissies te verminderen.
2. Intelligentisering: Pas technologieën toe zoals big data, kunstmatige intelligentie en digitale twins om de intelligente controle van het hele proces van staalbereiding en raffinage te realiseren en de kwaliteit van gesmolten staal te voorspellen.
3. Grootschalig en efficiënt: Ontwikkel converters met grote capaciteit (400 - 500 ton) en elektrische vlamboogovens met ultrahoog vermogen om de productie-efficiëntie van één oven te verbeteren en het energieverbruik per eenheid te verminderen.