1. Электродуговая печь (ЭДП)
Функция
Основное плавильное оборудование для выплавки нержавеющей стали, которое плавит стальной лом, ферросплавы (например, феррохром, ферроникель) и другое сырье в расплавленную сталь, а также предварительно корректирует состав (например, содержание Cr, Ni).
Конструкция и принцип работы
Электродная система: 3 графитовых электрода подают высоковольтный ток для создания дуги (температура может достигать выше 3000℃), которая непосредственно нагревает сырье в печи.
Корпус печи: Огнеупорная футеровка (магнезиально-углеродистый кирпич или глиноземный кирпич), который можно наклонять для слива стали.
Вспомогательная система
Кислородная фурма: Помогает плавлению и окисляет примеси (например, фосфор и кремний).
Система удаления пыли: Обрабатывает дым, образующийся при плавке (включая частицы тяжелых металлов)
Особенности выплавки нержавеющей стали
Сырье: Необходимо использовать низкоуглеродистый стальной лом или железо прямого восстановления (DRI), чтобы избежать попадания примесей (например, меди и олова), влияющих на коррозионную стойкость.
Добавление сплавов: Добавлять феррохром, ферроникель и т. д. на поздней стадии плавки для обеспечения однородного состава.
Типичные параметры
Производительность: 50~150 тонн/печь
Время плавки: 60~90 минут
Потребление электроэнергии: 350~500 кВтч/тонну стали
2. Печь AOD (печь аргоно-кислородного обезуглероживания)
Функция
Основное оборудование для рафинирования нержавеющей стали, путем продувки смесью аргона и кислорода, позволяет достичь глубокого обезуглероживания и сохранения хрома (избежать потерь хрома при окислении), а также точно контролировать состав и температуру.
Конструкция и принцип работы
Корпус печи: конструкция конвертера, огнеупорная футеровка (магнезиально-хромитовый кирпич), вращение на 360°.
Система вдувания газа
Боковая стенка или нижняя фурма: вдувает смесь O₂, Ar, N₂ (регулируемое соотношение).
Принцип реакции
Этап 1 (высокий кислород): O₂ окисляет углерод с образованием пузырьков CO, обезуглероживание.
Этап 2 (высокий аргон): Ar разбавляет парциальное давление CO для содействия преимущественному окислению углерода (сохранение хрома).
Система подачи сплавов: точная настройка состава (например, Mo, Ti) на поздней стадии рафинирования.
Преимущества выплавки нержавеющей стали
Коэффициент извлечения хрома: может достигать более 98% (традиционный конвертер - только 80%).
Контроль низкого содержания углерода: может производить нержавеющую сталь со сверхнизким содержанием углерода (например, 304L, C≤0,03%).
Типичные параметры
Время обработки: 40~60 минут/печь
Расход газа: O₂ 15~25 Нм³/тонну, Ar 10~20 Нм³/тонну
Контроль температуры: 1600~1700℃
3. Машина непрерывной разливки
Функция
Рафинированная расплавленная сталь непрерывно разливается в слябы (толщина 150~250 мм) для получения сырья для последующей горячей прокатки.
Структура и технологический процесс
Башня ковша: несет ковш и непрерывно впрыскивает расплавленную сталь в промежуточный ковш.
Промежуточный ковш: распределяет поток стали, стабилизирует скорость разливки и фильтрует включения.
Кристаллизатор:
Медная водоохлаждаемая форма, где расплавленная сталь первоначально затвердевает в оболочку сляба.
Электромагнитное перемешивание (EMS): улучшает структуру затвердевания легированных сталей, таких как нержавеющая сталь.
Зона вторичного охлаждения: распыление воды ускоряет затвердевание оболочки сляба, а опорный ролик контролирует форму сляба.
Правильная машина для заготовок: вытягивает и выпрямляет сляб.
Режущее оборудование: пламенные или гидравлические ножницы разрезают на слябы фиксированной длины.
Ключевые технологии непрерывной разливки нержавеющей стали
Защитная разливка: уплотнения аргоном для предотвращения окисления расплавленной стали (особенно сталей Ti и Al).
Контроль низкого перегрева: уменьшение центральной ликвации (например, перегрев нержавеющей стали 304 ≤ 20°C).
Электромагнитный тормоз (EMBr): препятствует размыванию потоком кристаллизатора и улучшает качество поверхности.
Типичные параметры
Скорость разливки: 0,8~1,5 м/мин (в зависимости от размера поперечного сечения)
Размер сляба: ширина 1000~2000 мм, толщина 150~250 мм
4. Пример процесса взаимодействия оборудования
Плавка в ЭДП: стальной лом + феррохром → первоначальная плавка, содержание C составляет около 1,5~2,0%.
Рафинирование в AOD: обезуглероживание до 0,02~0,08%, корректировка Cr/Ni до целевого значения (например, сталь 304: 18Cr-8Ni).
Непрерывная разливка: расплавленная сталь → сляб → горячекатаная рулонная сталь.
5. Основные различия и применение в промышленности
Электродуговая печь против печи AOD:
ЭДП фокусируется на плавке и первоначальной корректировке состава, в то время как AOD специализируется на рафинировании (обезуглероживание, точная настройка).
Некоторые сталелитейные заводы используют «ЭДП+VOD (вакуумное раскисление)» для замены AOD, но AOD по-прежнему является основным.
Непрерывная разливка нержавеющей стали против непрерывной разливки обычной углеродистой стали:
Нержавеющая сталь имеет высокую вязкость и требует большей силы вытяжки заготовки;
Чувствительна к трещинам (например, аустенитная сталь), требуется строгий контроль охлаждения.
Точная координация этого оборудования является основной гарантией производства высококачественных рулонов нержавеющей стали.
