Processo di fabbricazione dell'acciaio inossidabile
1Forno ad arco elettrico (EAF)
Funzione
L'apparecchiatura di fusione primaria per la fusione dell'acciaio inossidabile, che fonde il rottame di acciaio, le ferroleghe (come il ferrocromo, il ferronicchio) e altre materie prime in acciaio fuso,e preliminarmente regola la composizione (come Cr, Ni contenuto).
Struttura e principio di funzionamento
Sistema di elettrodi: tre elettrodi di grafite sono alimentati con corrente ad alta tensione per generare un arco (temperatura può superare i 3000 °C), che riscalda direttamente le materie prime nel forno.
Corpo del forno: rivestimento refrattario (mattoni di magnesia o di allumina), che può essere inclinato per scaricare acciaio.
Sistema ausiliario
Pistola a spruzzo di ossigeno: aiuta a sciogliere e ossida le impurità (come il fosforo e il silicio).
Sistema di rimozione delle polveri: tratta il fumo generato dalla fusione (comprese le particelle di metalli pesanti)
Caratteristiche della fusione dell'acciaio inossidabile
Materie prime: devono essere utilizzati rottami di acciaio a basso tenore di carbonio o ferro ridotto diretto (DRI) per evitare impurità (come rame e stagno) che influenzino la resistenza alla corrosione.
Aggiunta di leghe: aggiungere ferrochromo, ferronicchio, ecc. nella fase successiva della fusione per garantire una composizione uniforme.
Parametri tipici
Capacità: 50-150 tonnellate/forno
Tempo di fusione: 60~90 minuti
Consumo di energia: 350-500 kWh/t di acciaio
2. forno AOD (forno di decarborizzazione dell'ossigeno in argon)
Funzione
L'attrezzatura di base della raffinazione dell'acciaio inossidabile, soffiando in argon gas misto di ossigeno, può ottenere una profonda decarborazione e la conservazione del cromo (evitare la perdita di ossidazione del cromo),e controllare con precisione la composizione e la temperatura.
Struttura e principio di funzionamento
Corpo del forno: struttura del convertitore, rivestimento refrattaria (mattoni cromati in magnesia), rotazione a 360°.
Sistema di iniezione del gas
Parete laterale o tubo inferiore: iniettare gas misto O2, Ar, N2 (proporzione regolabile).
Principio di reazione
Fase 1 (alto livello di ossigeno): l'O2 ossida il carbonio per generare bolle di CO, decarborazione.
Fase 2 (alto contenuto di argon): Ar dilui la pressione parziale del CO per favorire l'ossidazione preferenziale del carbonio (retenzione del cromo).
Sistema di alimentazione delle leghe: sintonizzare la composizione (come Mo, Ti) nella fase successiva della raffinazione.
Vantaggi della fusione dell'acciaio inossidabile
Tasso di recupero del cromo: può raggiungere oltre il 98% (il convertitore tradizionale è solo l'80%).
Controllo a basse emissioni di carbonio: può produrre acciaio inossidabile a basse emissioni di carbonio (come 304L, C≤0,03%).
Parametri tipici
Tempo di lavorazione: 40~60 minuti/forno
Consumo di gas: O2 15-25 Nm3/t, Ar 10-20 Nm3/t
Controllo della temperatura: 1600~1700°C
3Lanciatore continuo.
Funzione
L'acciaio fuso raffinato viene continuamente versato in lastre (spessore 150~250 mm) per fornire materie prime per la successiva laminatura a caldo.
Struttura e flusso di processo
Torretta della cucchiaia: porta la cucchiaia e inietta continuamente acciaio fuso nel tundish.
Tundish: distribuisce il flusso di acciaio, stabilizza la velocità di fusione e filtra le inclusioni.
Cristalizzatore:
Stampo raffreddato con acqua di rame, in cui l'acciaio fuso viene inizialmente solidificato in una crosta di lastra.
Agitazione elettromagnetica (EMS): migliora la struttura di solidificazione delle acciai legate come l'acciaio inossidabile.
Zona di raffreddamento secondaria: lo spruzzo d'acqua accelera la solidificazione del guscio della lastra e il rullo di supporto controlla la forma della lastra.
Bill raddrizzatrice: tira fuori e raddrizza la lastra.
Attrezzature di taglio: le forbici a fiamma o idrauliche vengono tagliate in lastre di lunghezza fissa.
Tecnologie chiave per la fusione continua di acciaio inossidabile
Fusione protettiva: sigilli a gas argon per evitare l'ossidazione dell'acciaio fuso (soprattutto degli acciai Ti e Al).
Controllo del supercalore basso: ridurre la segregazione centrale (ad esempio supercalore in acciaio inossidabile 304 ≤ 20 °C).
Freno elettromagnetico (EMBr): inibisce il flusso di scorrere il cristallizzatore e migliora la qualità della superficie.
Parametri tipici
Velocità di fusione: 0,8 - 1,5 m/min (a seconda della dimensione della sezione trasversale)
Dimensione della lastra: larghezza 1000~2000mm, spessore 150~250mm
4Esempio di processo di sinergia delle attrezzature
Fusione EAF: rottami d'acciaio + ferrochromo → fusione iniziale, contenuto di C circa 1,5~2,0%.
Rafinazione AOD: decarborazione allo 0,020,08%, regolazione del Cr/Ni al valore obiettivo (come per l'acciaio 304: 18Cr-8Ni).
Fusione continua: acciaio fuso → lastra → bobina laminata a caldo.
5Le principali differenze e le applicazioni industriali
Forno ad arco elettrico contro forno AOD:
EAF si concentra sulla fusione e sull'adeguamento della composizione iniziale, mentre AOD è specializzata nella raffinazione (decarburazione, sintonizzazione).
Alcune acciaierie utilizzano "EAF+VOD (deossidazione a vuoto) " per sostituire l'AOD, ma l'AOD è ancora la corrente principale.
Fusione continua in acciaio inossidabile rispetto alla fusione continua in acciaio al carbonio ordinario:
L'acciaio inossidabile ha un'elevata viscosità e richiede una maggiore forza di trazione del bicchiere;
Per la sensibilità alle crepe (come l'acciaio austenitico) è necessario un controllo rigoroso del raffreddamento.
Il coordinamento preciso di queste apparecchiature è la garanzia fondamentale per la produzione di bobine in acciaio inossidabile di alta qualità.
