Productieproces van roestvrij staal

1. Elektrische Lichtboogoven (ELO)
Functie
De primaire smeltapparatuur voor het smelten van roestvrij staal, die schrootstaal, ferro-legeringen (zoals ferrochroom, ferronikkel) en andere grondstoffen smelt tot vloeibaar staal, en de samenstelling (zoals Cr, Ni-gehalte) voorlopig aanpast.
Structuur en werkingsprincipe
Elektrodesysteem: 3 grafietelektroden worden gevoed met hoogspanningsstroom om een boog te genereren (temperatuur kan oplopen tot boven 3000℃), die de grondstoffen in de oven direct verwarmt.
Ovenlichaam: vuurvaste bekleding (magnesia-koolstofsteen of alumina-steen), die kan worden gekanteld om staal af te voeren.
Hulpsysteem
Zuurstofspuitlans: Helpt bij het smelten en oxideert onzuiverheden (zoals fosfor en silicium).
Stofverwijderingssysteem: Behandelt de rook die wordt gegenereerd door het smelten (inclusief zware metaaldeeltjes)
Kenmerken van het smelten van roestvrij staal
Grondstoffen: Koolstofarm schrootstaal of direct gereduceerd ijzer (DRI) moet worden gebruikt om te voorkomen dat onzuiverheden (zoals koper en tin) de corrosiebestendigheid beïnvloeden.
Toevoeging van legeringen: Voeg ferrochroom, ferronikkel, enz. toe in de latere fase van het smelten om een uniforme samenstelling te garanderen.
Typische parameters
Capaciteit: 50~150 ton/oven
Smelttijd: 60~90 minuten

Energieverbruik: 350~500 kWh/ton staal

2. AOD-oven (Argon Zuurstof Ontkolingsoven)
Functie
De kernapparatuur voor het raffineren van roestvrij staal, door het blazen van een argon-zuurstofmengsel, kan diepe ontkoling en chroombehoud bereiken (chroomoxidatieverlies voorkomen), en de samenstelling en temperatuur nauwkeurig regelen.
Structuur en werkingsprincipe
Ovenlichaam: converterstructuur, vuurvaste bekleding (magnesia-chroomsteen), 360° rotatie.
Gasinjectiesysteem
Zijwand of bodemblaaspijp: injecteer O₂, Ar, N₂ menggas (instelbare verhouding).
Reactieprincipe
Fase 1 (hoge zuurstof): O₂ oxideert koolstof om CO-bellen te genereren, ontkoling.
Fase 2 (hoog argon): Ar verdunt de CO-partiële druk om de voorkeursoxidatie van koolstof te bevorderen (chroombehoud).
Legeringstoevoersysteem: stem de samenstelling (zoals Mo, Ti) af in de latere fase van het raffineren.
Voordelen van het smelten van roestvrij staal
Chroomterugwinningspercentage: kan meer dan 98% bereiken (traditionele converter is slechts 80%).
Lage koolstofcontrole: kan ultra-laag koolstof roestvrij staal produceren (zoals 304L, C≤0,03%).
Typische parameters
Verwerkingstijd: 40~60 minuten/oven
Gasverbruik: O₂ 15~25 Nm³/ton, Ar 10~20 Nm³/ton
Temperatuurregeling: 1600~1700℃

3. Continu Gietmachine
Functie
Het geraffineerde vloeibare staal wordt continu gegoten in platen (dikte 150~250 mm) om grondstoffen te leveren voor het daaropvolgende warmwalsen.
Structuur en processtroom
Ladelrevolver: draagt de ladel en injecteert continu vloeibaar staal in de verdeelpan.
Verdeelpan: verdeelt de staalstroom, stabiliseert de gietsnelheid en filtert insluitsels.
Kristallisator:
Koperen watergekoelde mal, waar het vloeibare staal in eerste instantie wordt gestold tot een plaatmantel.
Elektromagnetisch roeren (EMS): verbetert de stolstructuur van legeringsstaalsoorten zoals roestvrij staal.
Secundaire koelzone: waterspray versnelt de stolling van de plaatmantel en de steunrol regelt de vorm van de plaat.
Plaatrichtmachine: trekt de plaat eruit en richt deze recht.
Snijapparatuur: vlam- of hydraulische scharen worden in platen met vaste lengte gesneden.
Belangrijkste technologieën voor continu gieten van roestvrij staal
Beschermend gieten: argon gasafdichtingen om oxidatie van vloeibaar staal te voorkomen (vooral Ti- en Al-staalsoorten).
Lage oververhittingsregeling: verminder centrumsegregatie (bijv. 304 roestvrij staal oververhitting ≤ 20°C).
Elektromagnetische rem (EMBr): remt de stroom van het schuren van de kristallisator en verbetert de oppervlaktekwaliteit.
Typische parameters
Gietsnelheid: 0,8~1,5 m/min (afhankelijk van de dwarsdoorsnede)
Plaatgrootte: breedte 1000~2000 mm, dikte 150~250 mm

4. Voorbeeld van apparatuursynergieproces
ELO-smelten: schrootstaal + ferrochroom → initiële smelting, C-gehalte is ongeveer 1,5~2,0%.
AOD-raffinage: ontkoling tot 0,02~0,08%, pas Cr/Ni aan naar de streefwaarde (zoals 304 staal: 18Cr-8Ni).
Continu gieten: vloeibaar staal → plaat → warmgewalste spoel.

5. Belangrijkste verschillen en industriële toepassingen
Elektrische lichtboogoven vs. AOD-oven:
ELO richt zich op smelten en initiële samenstellingsaanpassing, terwijl AOD gespecialiseerd is in raffinage (ontkoling, afstemming).
Sommige staalfabrieken gebruiken "ELO+VOD (vacuümontkoling)" om AOD te vervangen, maar AOD is nog steeds de mainstream.
Continu gieten van roestvrij staal vs. continu gieten van gewoon koolstofstaal:
Roestvrij staal heeft een hoge viscositeit en vereist een hogere treksterkte van de billet;
Gevoelig voor scheuren (zoals austenitisch staal), is een strikte koelregeling vereist.
De precieze coördinatie van deze apparatuur is de kernwaarborg voor de productie van hoogwaardige roestvrijstalen spoelen.