Classificazione delle attrezzature per la fabbricazione e la raffinazione dell'acciaio

Classificazione della raffinazione dell'acciaio:

Può essere suddivisa in raffinazione in forno e raffinazione fuori forno. La raffinazione fuori forno si riferisce al trattamento di raffinazione dell'acciaio fuso al di fuori del forno di fabbricazione dell'acciaio, come la degasaggio sottovuoto, la spruzzatura di polvere, ecc. La raffinazione in forno si riferisce al processo di raffinazione, come l'insufflaggio di ossigeno, nel forno di fabbricazione dell'acciaio. Aggiungere minerale, ecc.

Classificato per oggetto di lavorazione:

Può essere suddiviso in raffinazione dell'acciaio ordinario e raffinazione dell'acciaio ad alte prestazioni. La raffinazione dell'acciaio ordinario si riferisce al trattamento di raffinazione dell'acciaio al carbonio ordinario, dell'acciaio a bassa lega, ecc., e la raffinazione dell'acciaio ad alte prestazioni si riferisce al trattamento di raffinazione dell'acciaio ad alta resistenza, dell'acciaio inossidabile, dell'acciaio per utensili, ecc.

Forno ad arco elettrico: utilizza il calore dell'arco generato tra l'elettrodo e il materiale del forno per fondere il materiale del forno, utilizzando principalmente rottami di acciaio come materia prima, e può anche aggiungere un po' di ghisa o ferro a riduzione diretta. La fabbricazione dell'acciaio in forno ad arco elettrico presenta le caratteristiche di elevata flessibilità, la capacità di produrre più tipi di acciaio e una forte adattabilità alle materie prime, rendendolo adatto alla produzione di acciaio speciale e acciaio ad alta lega.

Forno di raffinazione a siviera (LF): Attrezzatura che combina le funzioni di riscaldamento e raffinazione di un forno di fabbricazione dell'acciaio. Le funzioni principali includono l'innalzamento della temperatura e l'isolamento dell'acciaio fuso, fornendo nuova energia termica all'acciaio fuso attraverso il riscaldamento ad arco, facilitando l'aggiunta di leghe e la regolazione della composizione, l'aggiunta di materiali di scoria e ottenendo la desolforazione e la disossidazione profonda dell'acciaio fuso; La funzione di agitazione con argon soffia gas argon nell'acciaio fuso attraverso i mattoni permeabili sul fondo della siviera, consentendo all'acciaio di essere agitato e omogeneizzato in termini di composizione e temperatura; Alcuni forni di raffinazione a siviera hanno anche la funzione di degasaggio sottovuoto, che può rimuovere gas come idrogeno e azoto dal liquido d'acciaio, ridurre ulteriormente il contenuto di ossigeno e zolfo e ottenere un liquido d'acciaio di purezza superiore.

Attrezzature per forni di fabbricazione e raffinazione dell'acciaio

I. Forni di fabbricazione dell'acciaio primari

1. Forno ad arco elettrico (EAF)

• Principio fondamentale: Utilizzare l'alta temperatura generata dall'arco tra gli elettrodi di grafite e la carica per fondere le materie prime (principalmente rottami di acciaio) e completare il processo di fabbricazione dell'acciaio attraverso l'insufflaggio di ossigeno, la formazione di scorie e altre operazioni.
• Caratteristiche strutturali: Composto da corpo del forno, sistema di sollevamento degli elettrodi, coperchio del forno, meccanismo di inclinazione e sistema di rimozione delle polveri. I moderni forni ad arco elettrico sono per lo più forni ad arco elettrico ad altissima potenza (UHP) per migliorare l'efficienza di fusione.
• Vantaggi: Adattabilità flessibile delle materie prime (può utilizzare il 100% di rottami di acciaio), ciclo di fusione breve, basso inquinamento ambientale (dotato di efficiente rimozione delle polveri) e adatto alla produzione di acciaio speciale e acciaio al carbonio di alta qualità.
• Parametri chiave: Livello di potenza (il grado UHP è solitamente 600 - 1200 kVA/t), ciclo di fusione (40 - 60 minuti per colata), temperatura di spillatura (1600 - 1650°C).

2. Forno ad ossigeno basico (BOF)

• Principio fondamentale: Prendere la ghisa fusa come materia prima principale, soffiare ossigeno ad alta purezza nella ghisa fusa dall'alto o dal basso, ossidare carbonio, silicio, manganese e altre impurità nella ghisa fusa e rilasciare una grande quantità di calore per aumentare la temperatura dell'acciaio fuso.
• Caratteristiche strutturali: Include principalmente corpo del forno (guscio in acciaio + rivestimento in mattoni di magnesio carbonio), sistema di lancia per ossigeno, cappa fumaria della bocca del forno e dispositivo di inclinazione. In base al metodo di insufflaggio di ossigeno, è diviso in convertitore a soffiatura dall'alto, convertitore a soffiatura dal basso e convertitore a soffiatura combinata.
• Vantaggi: Elevata efficienza di produzione (la capacità di un singolo forno può raggiungere 300 - 400 tonnellate), bassi costi di produzione e adatto alla produzione continua su larga scala di acciaio al carbonio ordinario.
• Scenario applicativo: L'attrezzatura principale degli impianti siderurgici integrati su larga scala, in abbinamento al processo di produzione continuo altoforno - convertitore.

3. Forno a induzione

• Principio fondamentale: Utilizzare l'induzione elettromagnetica per generare correnti parassite nella carica e fare affidamento sull'effetto termico della corrente parassita per fondere le materie prime. È diviso in forno a induzione senza nucleo e forno a induzione a canale.
• Vantaggi: Elevata velocità di riscaldamento, temperatura uniforme dell'acciaio fuso, controllo accurato della composizione e ingombro ridotto.
• Scenario applicativo: Adatto per acciaierie di piccole e medie dimensioni, utilizzato per la fusione di acciaio speciale, acciaio legato e produzione di grezzi per colata di precisione.

II. Forni di raffinazione secondari

1. Forno a siviera (LF)

• Funzione principale: Non viene eseguito il degasaggio sottovuoto, principalmente per il riscaldamento, la disossidazione, la desolforazione e la regolazione della composizione dell'acciaio fuso. Utilizza elettrodi di grafite per generare un arco nella siviera per riscaldare l'acciaio fuso e rimuove le inclusioni aggiungendo agenti di scoria (calce, fluorite).
• Vantaggi chiave: Può regolare con precisione la temperatura dell'acciaio fuso (precisione del controllo della temperatura ±5°C), migliorare la pulizia dell'acciaio fuso ed estendere il tempo di colata della colata continua.
• Applicazione: Ampiamente utilizzato in abbinamento alle linee di produzione di forni ad arco elettrico e convertitori, in particolare per la raffinazione di acciaio speciale.

2. Forno di degasaggio sottovuoto RH

• Principio fondamentale: Utilizzare il principio dell'aspirazione e della circolazione sottovuoto per sollevare l'acciaio fuso dalla siviera nella camera sottovuoto, rimuovere il gas disciolto (H, N) nell'acciaio fuso in condizioni di alto vuoto e realizzare la deidrogenazione, la denitrificazione e la degasaggio.
• Caratteristiche strutturali: Composto da camera sottovuoto, tubo di sollevamento, sistema sottovuoto e sistema di azionamento della circolazione dell'acciaio fuso.
• Vantaggi: Elevata efficienza di degasaggio (il contenuto di idrogeno può essere ridotto a ≤2 ppm), tempi di lavorazione brevi e adatto alla produzione su larga scala di acciaio di alta qualità (come acciaio per pannelli automobilistici, acciaio per tubazioni).

3. Forno di raffinazione sottovuoto VD/VOD

• VD (Forno di degasaggio sottovuoto): Simile a RH nella funzione, è un'apparecchiatura di degasaggio sottovuoto statica, adatta per la raffinazione a siviera di piccole e medie dimensioni, con un basso investimento in attrezzature.
• VOD (Forno di decarburazione all'ossigeno sottovuoto): Sulla base di VD, aggiungere la funzione di insufflaggio di ossigeno, che può realizzare la decarburazione in condizioni di vuoto ed è utilizzato principalmente per la fusione di acciaio inossidabile (riducendo il contenuto di carbonio al di sotto dello 0,03% mantenendo il cromo).

4. Forno AOD (Forno di decarburazione argon ossigeno)

• Principio fondamentale: Soffiare una miscela di argon e ossigeno nell'acciaio fuso, ridurre la pressione parziale di CO mediante argon, realizzare la decarburazione a una temperatura inferiore ed evitare la perdita di ossidazione del cromo.
• Scenario applicativo: L'attrezzatura chiave per la fusione di acciaio inossidabile e acciaio legato ad alto contenuto di cromo, con elevata resa metallica e qualità stabile del prodotto.

III. Sistemi di supporto chiave

1. Sistema a siviera: Responsabile del trasporto dell'acciaio fuso tra il forno di fabbricazione dell'acciaio, il forno di raffinazione e la macchina di colata continua e il suo materiale di rivestimento (mattone di magnesio carbonio, mattone di alluminio magnesio carbonio) influisce direttamente sulla perdita di temperatura e sulla pulizia dell'acciaio fuso.
2. Sistema di scoria: Aggiungere agenti di scoria (calce, fluorite, silice) per formare uno strato di scoria protettivo, che svolge i ruoli di disossidazione, desolforazione e adsorbimento delle inclusioni.
3. Sistema di controllo automatico: Realizzare il monitoraggio e la regolazione in tempo reale dei parametri di fusione (temperatura, contenuto di ossigeno, corrente dell'elettrodo) e migliorare la stabilità e il livello di automazione del processo di fusione.

IV. Tendenza di sviluppo

1. Verde e a basse emissioni di carbonio: Diffondere tecnologie a risparmio energetico come il recupero del calore di scarto dei fumi e il rivestimento a spruzzo termico degli elettrodi; sviluppare forni ad arco elettrico che utilizzano gas riducente ricco di idrogeno per ridurre le emissioni di carbonio.
2. Intelligenza: Applicare tecnologie come i big data, l'intelligenza artificiale e i gemelli digitali per realizzare il controllo intelligente dell'intero processo di fabbricazione e raffinazione dell'acciaio e prevedere la qualità dell'acciaio fuso.
3. Su larga scala e ad alta efficienza: Sviluppare convertitori di grande capacità (400 - 500 tonnellate) e forni ad arco elettrico ad altissima potenza per migliorare l'efficienza di produzione di un singolo forno e ridurre il consumo energetico unitario.