ステンレス鋼製錬プロセスと開発
私の国はステンレス鋼の消費と生産において大きな国になっており、ステンレス鋼の生産は原材料の異なる品種と種類に応じて組織化する必要があります。現在、私の国のステンレス鋼生産の発展方向は、品質を向上させ、コストを削減し、エネルギーを節約し、排出量を削減すると同時に、原材料と技術機器のマッチングを最適化し続けることです。この論文では、ステンレス鋼のいくつかの典型的な製錬プロセスを比較し、分析する。
その優れた耐食性と優れた包括的な特性のために、ステンレス鋼はますます広く様々な産業および民生分野で使用されています。わが国のステンレス鋼生産は遅れて始まり、2000年に30万トンと長期にわたって推移し、急速な発展の急上昇の傾向を示しました。2017では、粗ステンレス鋼の世界生産量は4808万トンであり、中国のステンレス鋼生産量は257億77700万トンに達し、世界の生産量の54%を占めた。生産能力の増加に伴い、技術プロセスを最適化し、原材料のコストを削減することによって、企業の市場競争力を向上させる方法が差し迫っています。
1. ステンレス鋼製錬の開発
20世紀初頭、イギリスのシェフィールドは最初の商業用ステンレス鋼の製錬と鋳造に成功し、それ以来ステンレス鋼は人々の注目を集めました。1940年代までに、アメリカン・ヒルティ(D.C.Hilty)は、Cr-C温度バランスの研究を通じて、ステンレス鋼製錬の理論的基礎を築いた高温条件下での脱炭とクロム保持の理論を提案し、これに基づいてさらに研究しました。ステンレス鋼製造の物理化学反応に対する液化炭素の分圧を低下させる効果は、ステンレス鋼製錬技術の進歩につながった。1960年代半ばから後半にかけて、ドイツのウィッテン・カンパニーのエーデル工場は、真空法VODと米国のユナイテッド・カーバイド・カンパニーの希釈法AODの開発に成功し、ステンレス鋼製錬のコストを大幅に削減し、ステンレス鋼の生産効率を向上させ、ステンレス鋼の大規模生産を可能にしました。可能になる。
2. ステンレス鋼の製錬装置
ステンレス鋼製錬プロセスの選択は、鋼種と原材料に関連しています。これらの原料は、主に含まれています:スクラップ鋼、溶鉄、クロム鉱石、ニッケル鉱石合金など
ステンレス鋼製錬に使用される装置は、一次製錬装置と精錬装置の2つのカテゴリに分類されます。主な製錬装置には、電気アーク炉(EAF)、非真空誘導炉(一般的に小規模生産に使用される)、水中アーク炉、コンバータが含まれます。精製設備には、主に取鍋型精錬設備(VOD、SS-VOD、VOD-PB、など)、コンバータ式精錬設備(AOD、VODC、VCR、CLU、KCB-S、KOBMS、K-BOP、MRP-L、GOR、など)、RH機能拡張精製装置(RH-OB、RH-KTB、RH-KPB、など)の3つのカテゴリがあります。
一般的に言えば、製錬原料がスクラップ鋼である場合、一次製錬装置は電気アーク炉+精錬装置の短流量プロセスを採用する。
原料が溶鉄の場合、一次精錬装置はコンバータ+精錬装置のプロセスを採用しています。
原料がスクラップ鋼+溶鉄の場合、一次製錬装置は電気アーク炉+コンバータ+精錬装置のプロセスを採用しています。
原料がクロム鉱石の場合、一次精錬設備は製錬還元転炉+脱炭転炉+精錬設備のプロセスを採用しています(現在、このプロセスは日本の川崎製鋼によって選択されています)。
国内のラテライトニッケル鉱石が原料として使用される場合、一次精製装置は乾燥キルン+ロータリーキルン+サブマージアーク炉+コンバーター+精製装置のプロセスを採用しています。
3. ステンレス鋼製錬プロセスパス
現在、ステンレス鋼を製造するための製錬方法は、主に1段階法、2段階法および3段階法に分けられる。
3.1 ワンステップ製錬プロセス
初期のワンステップステンレス鋼製錬プロセスは、電気炉でのスクラップ溶融、脱炭、還元および精錬プロセスの完了を指し、電荷は1ステップでステンレス鋼に製錬される。ステンレス鋼を製錬するために電気炉のみを使用するこのワンステップ製錬生産プロセスは、長い製錬サイクル、低い稼働率、高い生産コストのために徐々に排除されます。オフファーネス精錬プロセスの継続的な発展とAOD炉の幅広い用途により、多くのステンレス鋼生産企業は現在、スクラップ鋼を置き換えるためにいくつかの低リンまたは脱燐溶融鉄を使用し、ステンレス鋼製錬のためのAOD炉に入るための原料として溶融鉄および合金を使用する。新しいワンステップ製錬プロセス。
以前のワンステップ製錬プロセスと比較して、新しいワンステップ製錬プロセスは、製造プロセスにおける電気炉の製錬リンクを排除します。その利点には以下が含まれます:まず、投資額の削減。第二に、生産コストの削減。消費し、溶鋼の純度を向上させる。第四に、スクラップ比率が低く、既存のスクラップ市場に適しています。第五に、400シリーズステンレス鋼の製錬に特に経済的です。
しかし、新しいワンステップ法には、原料条件と製品溶液に関する特定の要件があります:まず、AOD炉内の溶銑のリン含有量は0.03%未満である必要があるため、溶銑の脱燐を製錬プロセスに追加する必要があります。第二に、合金は新しいワンステップ法の原料として使用される。それはAOD炉に添加され、AOD炉に添加される高炭素合金の過剰量は、製錬プロセス全体の熱収支に影響を与え、複雑な成分および高い合金含有量を有するステンレス鋼品種には適さない。
新しいワンステップステンレス鋼の製造プロセスは、現在、400シリーズステンレス鋼の製造に広く使用されています。発展途上国として、中国はスクラップ鉄鋼資源が不足しており、ニッケルが極端に乏しい。さらに、400シリーズステンレス鋼は、日常生活や工業生産で広く使用されています。これらの客観的な条件は、新しいワンステップステンレス鋼製錬をますます普及させます。多くのメーカーがそれを使用しています。
3.2 2段階の製錬プロセス
2段階のプロセスルートは、EAF → AOD、EAF →VOD(電気アーク炉→VOD真空精製炉)です。EAF→AODプロセスの生産能力は、世界のステンレス鋼生産能力の約70%を占めています。EAF炉は、主にスクラップ鋼および合金原料を溶融してステンレス鋼の予備溶融物を製造し、AOD炉で適格なステンレス鋼溶鋼に製錬するために使用されます。.
2段階のプロセスでは、電気炉に入る原材料のリン含有量が比較的高い場合、電気炉とAOD炉の間にステンレス鋼の予備溶融脱燐のリンクを追加する必要があります。最も一般的に使用されるプレメルト脱燐プロセスは、コンバータ脱燐および溶湯タンクトップスプレー脱燐である。二段法がステンレス鋼製錬の主原料として高炉溶銑を用いる場合、高炉リン含有量が高い場合には、脱燐リンクを添加することも必要である。
2段階のステンレス鋼製錬プロセスは、ステンレス鋼の様々なシリーズの製造に広く使用されています。95%ステンレス鋼の多様性。
しかし、2段階法は、中消費量と品種計画の観点から、以下の3点に注意を払う必要があります:まず、近年の製錬工程の進展と運転レベルの改善により、2段階製錬工程におけるアルゴンなどの媒体の消費量が大幅に削減されました。しかし、1段階法および3段階法と比較して、アルゴンおよび他の媒体の消費量は依然としてわずかに大きい。第二に、AOD炉が最後まで脱炭すると、溶鋼中の酸素含有量が比較的高く、溶鋼中の酸素を低減するためにフェロシリコンを添加する必要があるため、フェロシリコン消費量は、現在、超低炭素および窒素ステンレス鋼を製造するために使用することができず、鋼中のガス含有量が比較的高いことである。
3.3 3段階の製錬プロセス
3段階法の基本的なプロセスフローは、一次製錬炉→ダブルブローコンバータ/ AOD炉→真空精製装置です。3段階の方法はステンレス鋼を製錬するための高度な方法であり、製品の品質は良好で、鉄鋼の共同企業における専門メーカーやステンレス鋼生産に適しています。
ステンレス鋼の3段階法は、2段階法に基づいて深部脱炭の工程を追加する。その製錬プロセスの利点は、まず、各リンクの分業が明確であり、生産リズムが速く、そして操作が最適化されることです。酸素と介在物の含有量は低く、生産できる製品の範囲は広いです。3つ目は、溶銑を製錬に使用でき、原材料の要件が高くなく、原材料の選択が柔軟であることです。
しかし、3段階のステンレス鋼製錬プロセスは、生産投資に次の影響を与える冶金機能を段階的に実現します:まず、プロセスリンクが増加し、投資と生産コストが比較的高くなります。第二に、真空装置システムは複雑であり、メンテナンス量が多い。
現在、世界のステンレス鋼を製造するための製錬方法は、主に2段階法と3段階法を採用しています。中でも、EAF+AODまたはEAF+VODの2段階法が最も広く用いられており、約70%を占め、3段階法が約20%を占めています。低リン溶銑がステンレス鋼生産に広く使用されているため、新しいワンステップステンレス鋼製錬プロセスもますます多くのステンレス鋼生産企業に採用されています。ステンレス鋼市場の熾烈な競争に適応し、製品品質を向上させ、生産コストを削減するために、私の国の様々な企業は、実際の条件に応じて適切なステンレス鋼製錬プロセスを選択します。
4. 国内ステンレス鋼生産企業のための製錬プロセスルートの選択
ステンレス鋼製錬プロセスルートの決定は、最初に出発点として製品概要を取り、ステンレス鋼製錬の原料組成とステンレス鋼精錬機構に基づいて適切なステンレス鋼製錬プロセスルートを選択する必要があります。ステンレス鋼生産企業の原材料条件、生産規模、製品計画、運用コスト、労働者の運用習慣などの要因は、ステンレス鋼製錬生産プロセスの選択に影響を与えます。原材料、運用コスト、製品計画などの要因は市場の変動に大きく影響されるため、現代のステンレス鋼製錬工場での生産プロセスの選択には一定の柔軟性が必要であり、生産プロセスと製品計画は市場の状況に応じて調整できます。
中国の大規模なステンレス鋼生産企業のほとんどは、ステンレス鋼と炭素鋼の両方を生産する太原鉄鋼有限公司、九州鉄鋼有限公司などの統合鉄鋼企業です。これらの鉄鋼企業にとって、プロセス機器の構成は、多様なプロセスルートと原材料の異なる比率の要件を満たすことができます。原材料の範囲は比較的広いです。ニーズを満たすことができる十分な溶鉄供給とスクラップ鋼があります。最高の原材料を選択できます。マッチングプラン。これらの企業は、ステンレス鋼製錬プロセスルートの選択においてより大きな柔軟性を持っています。
中国におけるステンレス鋼スクラップ資源の不足、スクラップを主原料として使用するステンレス鋼製錬プロセスにおける材料の高コスト、およびすべてのスクラップ製錬の高いエネルギー消費、および溶融鋼に多くの有害な元素をもたらすスクラップの質の悪さのために、中国におけるますます多くのステンレス鋼生産企業は、ステンレス鋼を製錬するために脱燐炉溶鉄を使用する傾向がある。特に鉄鋼複合体企業では、溶鉄の一部をステンレス鋼製錬システムに供給するために炭素鋼システムの高炉を使用すると、鋼のトンあたりの原材料のコストを効果的に削減できます。同時に、脱燐処理設備はステンレス鋼の製造プロセスで広く使用されています。脱燐処理設備の適用は、ステンレス鋼生産における原材料の要件を低減するだけでなく、生産コストを削減することができるので、高炉溶銑、通常のスクラップ鋼、高リン銑鉄および高リン合金をステンレス鋼の製造に大量に使用することができる。
