Proces produkcji stali nierdzewnej

1. Elektryczny piec łukowy (EAF)
Funkcjonować
Podstawowe urządzenie wytopowe do wytapiania stali nierdzewnej, które topi złom stalowy, żelazostopy (takie jak żelazochrom, żelazonikiel) i inne surowce w roztopioną stal oraz wstępnie reguluje skład (np. zawartość Cr, Ni).
Struktura i zasada działania
System elektrod: 3 elektrody grafitowe zasilane są prądem o wysokim napięciu w celu wytworzenia łuku (temperatura może osiągnąć ponad 3000 ℃), który bezpośrednio podgrzewa surowce w piecu.
Korpus pieca: Wykładzina ogniotrwała (cegła magnezytowa lub cegła aluminiowa), którą można przechylać w celu wyładowania stali.
Układ pomocniczy
Pistolet natryskowy tlenowy: wspomaga topienie i utlenianie zanieczyszczeń (takich jak fosfor i krzem).
System usuwania pyłu: Oczyszcza dym powstający podczas wytapiania (w tym cząsteczki metali ciężkich)
Cechy wytapiania stali nierdzewnej
Surowce: Należy stosować złom stali o niskiej zawartości węgla lub bezpośrednio zredukowane żelazo (DRI), aby uniknąć zanieczyszczeń (takich jak miedź i cyna) wpływających na odporność na korozję.
Dodatek stopu: Dodaj żelazochrom, żelazonikiel itp. na późniejszym etapie wytapiania, aby zapewnić jednolity skład.
Typowe parametry
Wydajność: 50 ~ 150 ton / piec
Czas wytapiania: 60 ~ 90 minut

Zużycie energii: 350 ~ 500 kWh/tonę stali

2. Piec AOD (piec do odwęglania argonu i tlenu)
Funkcjonować
Podstawowy sprzęt do rafinacji stali nierdzewnej, poprzez wdmuchiwanie mieszanego gazu argonowo-tlenowego, umożliwia głębokie odwęglenie i zachowanie chromu (unikanie utraty utleniania chromu) oraz dokładną kontrolę składu i temperatury.
Struktura i zasada działania
Korpus pieca: konstrukcja konwertora, wyłożenie ogniotrwałe (cegła magnezytowo-chromowa), obrót o 360°.
Układ wtrysku gazu
Ściana boczna lub dysza dolna: wtryskiwać mieszankę gazową O₂, Ar, N₂ (regulowany stosunek).
Zasada reakcji
Etap 1 (wysoka zawartość tlenu): O₂ utlenia węgiel, tworząc pęcherzyki CO, odwęglanie.
Etap 2 (wysoka zawartość argonu): Ar rozcieńcza ciśnienie cząstkowe CO, aby sprzyjać preferencyjnemu utlenianiu węgla (zatrzymywanie chromu).
System podawania stopu: dostosuj skład (np. Mo, Ti) na późniejszym etapie rafinacji.
Zalety wytapiania stali nierdzewnej
Stopień odzysku chromu: może osiągnąć ponad 98% (tradycyjny konwerter to tylko 80%).
Kontrola niskiej zawartości węgla: może produkować stal nierdzewną o bardzo niskiej zawartości węgla (np. 304L, C≤0,03%).
Typowe parametry
Czas przetwarzania: 40 ~ 60 minut/piec
Zużycie gazu: O₂ 15~25 Nm3/tonę, Ar 10~20 Nm3/tonę
Kontrola temperatury: 1600 ~ 1700 ℃

3. Ciągłe rzucanie
Funkcjonować
Rafinowana roztopiona stal jest w sposób ciągły odlewana w płyty (o grubości 150 ~ 250 mm), aby zapewnić surowiec do późniejszego walcowania na gorąco.
Struktura i przebieg procesów
Wieża kadziowa: przenosi kadź i w sposób ciągły wtryskuje roztopioną stal do kadzi pośredniej.
Kadź pośrednia: rozprowadza płynność stali, stabilizuje prędkość odlewania i filtruje wtrącenia.
Krystalizator:
Miedziana forma chłodzona wodą, w której stopiona stal jest początkowo zestalana w łupinę płytową.
Mieszanie elektromagnetyczne (EMS): poprawia strukturę krzepnięcia stali stopowych, takich jak stal nierdzewna.
Wtórna strefa chłodzenia: natrysk wodny przyspiesza krzepnięcie powłoki płyty, a wałek podtrzymujący kontroluje kształt płyty.
Maszyna do prostowania banknotów: wyciąga i prostuje płytę.
Sprzęt do cięcia: nożyce płomieniowe lub hydrauliczne tnie się na płyty o stałej długości.
Kluczowe technologie ciągłego odlewania stali nierdzewnej
Odlew ochronny: uszczelnienia gazowe argonem zapobiegające utlenianiu roztopionej stali (zwłaszcza stali Ti i Al).
Kontrola niskiego przegrzania: zmniejsz segregację w środku (np. przegrzanie stali nierdzewnej 304 ≤ 20°C).
Hamulec elektromagnetyczny (EMBr): powstrzymuje strumień przed szorowaniem krystalizatora i poprawia jakość powierzchni.
Typowe parametry
Prędkość odlewania: 0,8 ~ 1,5 m/min (w zależności od wielkości przekroju)
Rozmiar płyty: szerokość 1000 ~ 2000 mm, grubość 150 ~ 250 mm

4. Przykład procesu synergii sprzętu
Wytapianie EAF: złom stalowy + żelazochrom → wstępne topienie, zawartość C wynosi około 1,5 ~ 2,0%.
Rafinacja AOD: odwęglenie do 0,02 ~ 0,08%, dostosowanie Cr/Ni do wartości docelowej (np. stal 304: 18Cr-8Ni).
Odlewanie ciągłe: stopiona stal → płyta → cewka walcowana na gorąco.

5. Kluczowe różnice i zastosowania przemysłowe
Elektryczny piec łukowy vs piec AOD:
EAF skupia się na topieniu i dostosowaniu wstępnego składu, natomiast AOD specjalizuje się w rafinacji (odwęglanie, dostrajanie).
Niektóre huty stosują „EAF + VOD (odtlenianie próżniowe)” w celu zastąpienia AOD, ale AOD nadal jest głównym nurtem.
Odlewanie ciągłe ze stali nierdzewnej vs zwykłe odlewanie ciągłe ze stali węglowej:
Stal nierdzewna ma wysoką lepkość i wymaga większej siły ciągnienia kęsów;
Wrażliwe na pęknięcia (takie jak stal austenityczna) wymagana jest ścisła kontrola chłodzenia.
Dokładna koordynacja tych urządzeń jest podstawową gwarancją produkcji wysokiej jakości cewek ze stali nierdzewnej.