عملية صناعة الصلب والميزات الكهربائية

ميزات صنع الصلب الكهربائية قوس

فرن كهربائي صناعة الصلب يستخدم أساسا حرارة القوس. في منطقة عمل القوس ، تكون درجة الحرارة مرتفعة تصل إلى 4000 درجة مئوية. تنقسم عملية الصهر عمومًا إلى فترة ذوبان ، وفترة الأكسدة وفترة تخفيض. في الفرن ، لا يمكن إنشاء جو مؤكسد فحسب ، بل يمكن أيضًا إنشاء جو تقليل ، وبالتالي فإن كفاءة إزالة الفسفور والهزال مرتفع للغاية.

المواد الخام التي تحتوي على الحديد المستخدمة هي بشكل أساسي من الصلب الخردة ، وهو ما يمثل أكثر من 70 ٪. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن إضافة الحديد المنصهر ، الحديد الخنزير ، الحديد المنخفض المباشر ، التمسك الساخن ، وما إلى ذلك. يكون وقت الصهر أطول ، وعموما ما لا يقل عن ضعف وقت المحول وقت صهر. درجة حرارة ذوبان الفرن الكهربائي مرتفعة وسهلة التحكم والضبط. تصل درجة حرارة منطقة قوس القوس في فرن القوس الكهربائي إلى 3000-6000 درجة مئوية ، ودرجة حرارة الفرن تصل إلى 2000 درجة مئوية ، وهو أعلى بكثير من درجة الحرارة المطلوبة لدرجات الصلب العامة الصاخبة. يمكن استخدامه لسبائك سبيكة الصهر والفولاذ المقاوم للصدأ.

الجو في الفرن سهل التحكم والضبط. في مراحل مختلفة من الصهر ، لا يمكن للفرن خلق جو مؤكسد فحسب ، بل يمكن أيضًا أن يخفض الجو. السابق مفيد لإزالة الكربن وإزالة الفسفور ، في حين أن الأخير مفيد لإزالة الأكسدة ، إزالة الكبريت ، إضافة سبائك قابلة للتأكسد بسهولة ، استرداد عناصر المعادن والتحكم في تكوين الصلب المنصهر. معدات الفرن الكهربائي أبسط وأقل استثمارًا ، وأسرع للبناء ، واحتلال أقل للأراضي ، وسهولة التحكم في التلوث.

ومع ذلك ، نظرًا لأن الطاقة المطلوبة يتم توفيرها من خلال درجة الحرارة العالية الناتجة عن القطب أثناء الدائرة القصيرة ، فإن استهلاك الطاقة كبير نسبيًا. الطاقة الكهربائية التي تستهلكها صهر 1 طن من الفولاذ حوالي 350-600 كيلو واط في الساعة ؛ محتوى الهيدروجين والنيتروجين في الصلب النهائي مرتفع نسبيا. لأنه تحت عمل القوس ، فإن كمية كبيرة من بخار الماء في الهواء في الفرن تنفصل ، وسيؤثر الهيدروجين الناتج عن النيتروجين ، مثل دخول الصلب المنصهر ، على جودة الفولاذ. القوس هو مصدر حرارة "نقطة " ، وتوزيع درجة الحرارة في الفرن غير متساو. عندما يكون المسبح المنصهر هادئًا ، تكون درجة حرارة كل جزء من الصلب المنصهر مختلفًا تمامًا. سيؤدي وجود أقطاب كربونية إلى زيادة كربنة الصلب المنصهر ، مما يجلب صعوبات في صهر الفولاذ الكربوني المنخفض.

Scrap Steel هو مورد يحمل للطاقة ، واستخدام Scrap Steel لجعل الصلب يمكن أن يوفر الكثير من الطاقة. في مجمعات الحديد والصلب الكبيرة ، من التعدين ، والاستفادة ، والتلبيد ، والكوك ، وصنع الحديد إلى صنع الفولاذ والتدحرج ، واستهلاك الطاقة وانبعاثات التلوث بشكل أساسي قبل عملية صناعة الصلب. أظهرت الدراسات أن صناعة الصلب المباشر مع الصلب الخردة يمكن أن توفر 60 ٪ من الطاقة و 40 ٪ من الماء مقارنة بصناعة الفولاذ مع الحديد الخام.

الخردة الحديد والصلب هو مورد صديق للبيئة. بالمقارنة مع صناعة الصلب المباشر مع الصلب الخردة وصنع الحديد مع خام ، فإنه يمكن أن يقلل من غاز النفايات بنسبة 86 ٪ ، ومياه الصرف بنسبة 76 ٪ وبقايا النفايات بنسبة 97 ٪ ، وهو ما يفضي إلى الإنتاج الأنظف والحد من النفايات.

خطوات فرن القوس الكهربائي الصلب

1. التغذية

يعد تشغيل مواد خام مثل الحديد المنصهر أو الفولاذ المصقول إلى الفرن الكهربائي الخطوة الأولى في تشغيل صناعة الصلب للفرن الكهربائي.

2. صنع الخبث

تشغيل تكوين الخبث والأساسيات واللزوجة وتفاعلها في إنتاج الصلب والحديد. على سبيل المثال ، تتمثل عملية نفخ الأكسجين في توليد الخبث بسيولة وقاعدة كافية ، والتي يمكن أن تنقل ما يكفي أثناء تهب الأكسجين. ويتم تقليل كمية الانسكاب.

3. الخبث

عملية إزالة الخبث أو إزالة الخبث المعتمدة في عملية الصهر وفقًا لظروف الصهر المختلفة والأغراض أثناء صناعة الصلب الفرن الكهربائي. على سبيل المثال ، عند استخدام طريقة Slag الفردية للصهر ، يجب إزالة الخبث المؤكسد في نهاية الأكسدة ؛ عند استخدام طريقة الفقرة المزدوجة لصنع الخبث المخفض ، يجب إطلاق الخبث المؤكسد الأصلي بالكامل لمنع عودة الفسفور.

4. حمام السباحة المنصهر مع التحريك

يتم توفير الطاقة إلى تجمع المعادن المنصهر لتحريك المعدن المنصهر والخبث لتحسين حركية التفاعلات المعدنية. يمكن تحقيق تحريك حمام السباحة المنصهر عن طريق الغاز والتحريض الميكانيكي والكهرومغناطيسي وطرق أخرى.

5. إزالة الفسفور

تفاعل كيميائي يقلل من محتوى الفسفور في الصلب المنصهر. الفوسفور هو واحد من الشوائب الضارة في الصلب. من السهل أن تكون الصلب الذي يحتوي على المزيد من الفسفور هش عند استخدامه في درجة حرارة الغرفة أو أقل ، والذي يسمى "هشاشة البرد ". كلما ارتفع محتوى الكربون في الصلب ، زادت هشاشة الفوسفور. بشكل عام ، لا يزيد محتوى الفوسفور في الصلب العادي عن 0.045 ٪ ، ويتطلب الفولاذ عالي الجودة فوسفورًا أقل.

6. القاع نفخ الفرن الكهربائي ينفخ

يتم تفجير N2 و AR و CO2 و CO و CH4 و O2 والغازات الأخرى في المسبح المنصهر في الفرن وفقًا لمتطلبات العملية من خلال الفوهة الموضوعة في أسفل الفرن لتسريع ذوبان عملية التفاعل المعدني. يمكن لعملية النفخ السفلية تقصير وقت الصهر ، وتقليل استهلاك الطاقة ، وتحسين عمليات إزالة الفسفور وإزال الكبريت ، وزيادة المنغنيز المتبقية في الصلب ، وتحسين محصول المعادن والسبائك. ويمكن أن يجعل تكوين الصلب المنصهر ودرجة الحرارة أكثر اتساقًا ، مما يؤدي إلى تحسين جودة الصلب ، وتقليل التكاليف وزيادة الإنتاجية.

7. فترة ذوبان

فترة ذوبان صناعة الصلب هي أساسا للموقد المفتوح وصناعة الصلب الفرن الكهربائي. يتم ذوبان فترة ذوبان الصلب من صناعة الصلب للأفران الكهربائية من بداية كهربة إلى الوقت الذي يتم فيه إذابة أزهار ومواد الصلب الفرن بالكامل ، والوقت من الانتهاء من خلط الحديد المنصهر إلى نهاية جميع مواد الفرن في صناعة الصلب المفتوح المفتوح فترة الذوبان. تتمثل مهمة فترة الانصهار في إذابة وتسخين الشحنة في أقرب وقت ممكن ، وجعل الخبث في فترة الذوبان.

8. فترة الأكسدة وفترة إزالة الكربون

عادة ما تشير فترة أكسدة صناعة الصلب القوس الكهربائية للفرن الكهربائي إلى مرحلة العملية من ذوبان الشحن ، وأخذ العينات والتحليل إلى الانتهاء من إزالة الخبث. ويعتقد أيضًا أنه بدأ من نفخ الأكسجين أو إضافة خام إلى إزالة الكربون. المهام الرئيسية في فترة الأكسدة هي أكسدة الكربون والفوسفور في الصلب المنصهر. إزالة الغاز والضوائر ؛ وتسخين الصلب المنصهر بالتساوي. تعتبر إزالة الكربون عملية تشغيل مهمة في فترة الأكسدة. من أجل ضمان نقاء الصلب ، يلزم أن تكون مبلغ إزالة الكربور أكبر من 0.2 ٪. مع تطور تقنية التكرير خارج الفرق ، يتم نقل معظم التكرير المؤكسد في أفران القوس الكهربائي إلى مغرفة أو فرن التكرير.

9. فترة التكرير

أثناء عملية صناعة الصلب ، يتم اختيار بعض العناصر والمركبات الضارة لجودة الصلب في مرحلة الغاز أو تفريغها وتطفو في الخبث عن طريق التفاعل الكيميائي من خلال صنع الخبث وطرق أخرى ، بحيث يتم استبعادها من الصلب المنصهر أثناء فترة العملية. آلة الصب المستمرة من آلة الصب المستمرة خارج البليت.

10. فترة الاستعادة

في عملية صناعة الصلب القوس الكهربائية العادية ، عادة ما تسمى الفترة من الانتهاء من إزالة الخبث في نهاية الأكسدة إلى التنصت فترة التخفيض. تتمثل مهمتها الرئيسية في جعل الخبث المنخفض للانتشار ، وإزالة الأكسدة ، والتهاب الكبريت ، والتحكم في التركيب الكيميائي وتعديل درجة الحرارة. تم القضاء على فترة التخفيض لعمليات صناعة الصلب EAF عالية الطاقة.

11. التكرير خارج الفرن

يتم نقل عملية صناعة الصلب التي يتم فيها نقل الفولاذ المنصهر الأساسي في فرن صناعة الصلب (المحول ، الفرن الكهربائي ، وما إلى ذلك) إلى حاوية أخرى لتكريرها ، والتي تسمى أيضًا المعادن الثانوية. وبالتالي ، تنقسم عملية صناعة الصلب إلى خطوتين: الصهر والتكرير الأولية. الصهر الأساسي: يتم ذوبان الشحنة ، وإزالة الفوسفات ، وإزالة الكرب ، وتصميمها بشكل رئيسي في فرن الجو المؤكسد. التكرير: degassing ، إزالة الأكسدة ، إزالة الكبريت ، إزالة الادراج ومكونات الضبط الدقيقة ، إلخ هناك العديد من أنواع التكرير غير المباشر ، والتي يمكن تقسيمها تقريبًا إلى فئتين: تكرير خارج نطاق التزايد تحت الضغط الجوي والتكرير الخارجي تحت الفراغ. وفقًا لطرق العلاج المختلفة ، يمكن تقسيمها إلى نوع معالجة مغرفة خارج نطاق التكرير ومكافحة التكرير خارج نطاق التكرير.

12. تحريك الصلب المنصهر

تحريك الصلب المنصهر أثناء التكرير خارج الفرن. يتجانس على تكوين ودرجة حرارة الصلب المنصهر ويمكن أن يعزز التفاعلات المعدنية. معظم عمليات التفاعل المعدني هي تفاعلات واجهة الطور ، ومعدل انتشار المواد المتفاعلة والمنتجات هو الارتباط المحدد لهذه التفاعلات. عندما يكون الصلب المنصهر في حالة ثابتة ، تكون سرعة رد الفعل المعدنية بطيئة للغاية. على سبيل المثال ، يستغرق الأمر من 30 إلى 60 دقيقة لإفساد الصلب المنصهر المصقول في فرن كهربائي ؛ أثناء تكرير الفرن ، يستغرق الأمر من 3 إلى 5 دقائق فقط لإزالة الكبريت عن طريق تحريك الصلب المنصهر. عندما يكون الصلب المنصهر في حالة ثابتة ، تتم إزالة الادراج عن طريق العائمة ، وسرعة الإزالة بطيئة ؛ عندما يتم تقليب الفولاذ المنصهر ، تزداد سرعة إزالة الادراج بشكل كبير ، وترتبط بكثافة التحريك ، ونوعها ، وخصائص وتركيز الإدراج.

13. سلك تغذية مغرفة

مساحيق الأعلاف ، إزالة الكبريتات ومساحيق النقل ، مثل مسحوق Ca-Si ، أو التغذية المباشرة لأسلاك الألومنيوم ، وسلك الكربون ، وما إلى ذلك ، في مغرفة من خلال المغذي الأسلاك لتنفيذ إزالة الكبريت العميقة ، وعلاج الكالسيوم والضبط الدقيق في الفولاذ. طرق للمكونات مثل الكربون والألومنيوم. كما أن لديها وظيفة تنظيف الصلب المنصهر وتحسين مورفولوجيا الادراج غير المعدنية.