Clasificación de equipos de fabricación y refinación de acero

Clasificación de la refinación de acero:

Se puede dividir en refinación en horno y refinación fuera de horno. La refinación fuera de horno se refiere al tratamiento de refinación del acero fundido fuera del horno de fabricación de acero, como la desgasificación al vacío, la pulverización de polvo, etc. La refinación en horno se refiere al proceso de refinación, como la inyección de oxígeno, en el horno de fabricación de acero. Agregar mineral, etc.

Clasificado por objeto de procesamiento:

Se puede dividir en refinación de acero ordinario y refinación de acero de alto rendimiento. La refinación de acero ordinario se refiere al tratamiento de refinación de acero al carbono ordinario, acero de baja aleación, etc., y la refinación de acero de alto rendimiento se refiere al tratamiento de refinación de acero de alta resistencia, acero inoxidable, acero para herramientas, etc.

Horno de arco eléctrico: utiliza el calor del arco generado entre el electrodo y el material del horno para fundir el material del horno, utilizando principalmente chatarra de acero como materia prima, y también puede agregar algo de arrabio o hierro de reducción directa. La fabricación de acero en horno de arco eléctrico tiene las características de alta flexibilidad, la capacidad de producir múltiples tipos de acero y una fuerte adaptabilidad a las materias primas, lo que lo hace adecuado para producir acero especial y acero de alta aleación.

Horno de refinación de cuchara (LF):Equipo que combina las funciones de calentamiento y refinación de un horno de fabricación de acero. Las funciones principales incluyen elevar la temperatura y el aislamiento del acero fundido, proporcionar nueva energía térmica al acero fundido a través del calentamiento por arco, facilitar la adición de aleaciones y ajustar la composición, agregar materiales de escoria y lograr la desulfuración y desoxidación profundas del acero fundido; La función de agitación con argón sopla gas argón en el acero fundido a través de los ladrillos permeables en la parte inferior de la cuchara, lo que permite que el acero se agite y se homogeneice en términos de composición y temperatura; Algunos hornos de refinación de cuchara también tienen función de desgasificación al vacío, que puede eliminar gases como el hidrógeno y el nitrógeno del líquido de acero, reducir aún más el contenido de oxígeno y azufre y obtener un líquido de acero de mayor pureza.

Equipos de hornos de fabricación y refinación de acero

I. Hornos primarios de fabricación de acero

1. Horno de arco eléctrico (EAF)

• Principio básico: Utilice la alta temperatura generada por el arco entre los electrodos de grafito y la carga para fundir las materias primas (principalmente chatarra de acero) y complete el proceso de fabricación de acero a través de la inyección de oxígeno, la escorificación y otras operaciones.
• Características de la estructura: Compuesto por cuerpo del horno, sistema de elevación de electrodos, tapa del horno, mecanismo de inclinación y sistema de extracción de polvo. Los hornos de arco eléctrico modernos son en su mayoría hornos de arco eléctrico de ultra alta potencia (UHP) para mejorar la eficiencia de la fusión.
• Ventajas: Adaptabilidad flexible de las materias primas (puede usar 100% de chatarra de acero), ciclo de fusión corto, baja contaminación ambiental (equipado con una extracción de polvo eficiente) y adecuado para producir acero especial y acero al carbono de alta calidad.
• Parámetros clave: Nivel de potencia (el grado UHP suele ser de 600 a 1200 kVA/t), ciclo de fusión (40 a 60 minutos por colada), temperatura de colada (1600 - 1650°C).

2. Horno de oxígeno básico (BOF)

• Principio básico: Tome arrabio fundido como materia prima principal, inyecte oxígeno de alta pureza en el hierro fundido desde la parte superior o inferior, oxide el carbono, el silicio, el manganeso y otras impurezas en el hierro fundido y libere una gran cantidad de calor para elevar la temperatura del acero fundido.
• Características de la estructura: Incluye principalmente cuerpo del horno (cubierta de acero + revestimiento de ladrillo de magnesia-carbono), sistema de lanza de oxígeno, campana de humo de la boca del horno y dispositivo de inclinación. Según el método de inyección de oxígeno, se divide en convertidor de soplado superior, convertidor de soplado inferior y convertidor de soplado combinado.
• Ventajas: Alta eficiencia de producción (la capacidad de un solo horno puede alcanzar de 300 a 400 toneladas), bajo costo de producción y adecuado para la producción continua a gran escala de acero al carbono ordinario.
• Escenario de aplicación: El equipo principal de las plantas siderúrgicas integradas a gran escala, que coincide con el proceso de producción continua de alto horno - convertidor.

3. Horno de inducción

• Principio básico: Utilice la inducción electromagnética para generar corrientes parásitas en la carga y confíe en el efecto térmico de las corrientes parásitas para fundir las materias primas. Se divide en horno de inducción sin núcleo y horno de inducción de canal.
• Ventajas: Velocidad de calentamiento rápida, temperatura uniforme del acero fundido, control preciso de la composición y pequeña superficie ocupada.
• Escenario de aplicación: Adecuado para plantas siderúrgicas pequeñas y medianas, utilizado para la fusión de acero especial, acero de aleación y producción de piezas en bruto de fundición de precisión.

II. Hornos de refinación secundaria

1. Horno de cuchara (LF)

• Función principal: No se lleva a cabo la desgasificación al vacío, principalmente para el calentamiento, la desoxidación, la desulfuración y el ajuste de la composición del acero fundido. Utiliza electrodos de grafito para generar arco en la cuchara para calentar el acero fundido y elimina las inclusiones agregando agentes de escorificación (cal, fluorita).
• Ventajas clave: Puede ajustar con precisión la temperatura del acero fundido (precisión de control de temperatura ±5°C), mejorar la limpieza del acero fundido y extender el tiempo de colada de la colada continua.
• Aplicación: Ampliamente utilizado en líneas de producción de hornos de arco eléctrico y convertidores, especialmente para la refinación de acero especial.

2. Horno de desgasificación al vacío RH

• Principio básico: Utilice el principio de succión y circulación al vacío para levantar el acero fundido de la cuchara a la cámara de vacío, eliminar el gas disuelto (H, N) en el acero fundido en condiciones de alto vacío y realizar la deshidrogenación, la desnitrificación y la desgasificación.
• Características de la estructura: Compuesto por cámara de vacío, tubería de elevación, sistema de vacío y sistema de conducción de circulación de acero fundido.
• Ventajas: Alta eficiencia de desgasificación (el contenido de hidrógeno se puede reducir a ≤2 ppm), corto tiempo de procesamiento y adecuado para la producción a gran escala de acero de alta calidad (como acero para paneles de automóviles, acero para tuberías).

3. Horno de refinación al vacío VD/VOD

• VD (Horno de desgasificación al vacío): Similar a RH en función, es un equipo de desgasificación al vacío estático, adecuado para la refinación de cuchara pequeña y mediana, con baja inversión en equipos.
• VOD (Horno de descarburación por oxígeno al vacío): Sobre la base de VD, agregue la función de inyección de oxígeno, que puede realizar la descarburación en condiciones de vacío, y se utiliza principalmente para la fusión de acero inoxidable (reduciendo el contenido de carbono por debajo del 0,03% mientras se conserva el cromo).

4. Horno AOD (Horno de descarburación con argón y oxígeno)

• Principio básico: Inyecte una mezcla de argón y oxígeno en el acero fundido, reduzca la presión parcial de CO mediante argón, realice la descarburación a una temperatura más baja y evite la pérdida de oxidación del cromo.
• Escenario de aplicación: El equipo clave para la fusión de acero inoxidable y acero de aleación de alto cromo, con alto rendimiento de metal y calidad estable del producto.

III. Sistemas de soporte clave

1. Sistema de cuchara: Responsable del transporte de acero fundido entre el horno de fabricación de acero, el horno de refinación y la máquina de colada continua, y su material de revestimiento (ladrillo de magnesia-carbono, ladrillo de aluminio-magnesio-carbono) afecta directamente la pérdida de temperatura y la limpieza del acero fundido.
2. Sistema de escorificación: Agregue agentes de escorificación (cal, fluorita, sílice) para formar una capa de escoria protectora, que desempeña las funciones de desoxidación, desulfuración y adsorción de inclusiones.
3. Sistema de control de automatización: Realice el monitoreo y ajuste en tiempo real de los parámetros de fusión (temperatura, contenido de oxígeno, corriente del electrodo) y mejore la estabilidad y el nivel de automatización del proceso de fusión.

IV. Tendencia de desarrollo

1. Verde y bajo en carbono: Popularizar tecnologías de ahorro de energía como la recuperación de calor residual de los gases de combustión y el revestimiento por pulverización térmica de electrodos; desarrollar hornos de arco eléctrico que utilicen gas reductor rico en hidrógeno para reducir las emisiones de carbono.
2. Inteligencia: Aplicar tecnologías como big data, inteligencia artificial y gemelos digitales para realizar el control inteligente de todo el proceso de fabricación y refinación de acero, y predecir la calidad del acero fundido.
3. A gran escala y alta eficiencia: Desarrollar convertidores de gran capacidad (400 - 500 toneladas) y hornos de arco eléctrico de ultra alta potencia para mejorar la eficiencia de producción de un solo horno y reducir el consumo unitario de energía.