طبقه بندی تجهیزات فولادسازی و پالایش

طبقه بندی پالایش فولاد:

می‌توان به پالایش درون کوره‌ای و پالایش خارج کوره‌ای تقسیم کرد. پالایش خارج کوره‌ای به تصفیه فولاد مذاب در خارج از کوره فولادسازی اشاره دارد، مانند گاززدایی خلاء، پاشش پودر و غیره. پالایش درون کوره‌ای به فرآیند پالایش، مانند دمیدن اکسیژن، در کوره فولادسازی اشاره دارد. افزودن سنگ معدن و غیره.

طبقه بندی بر اساس شیء پردازش:

می‌توان به پالایش فولاد معمولی و پالایش فولاد با عملکرد بالا تقسیم کرد. پالایش فولاد معمولی به تصفیه فولاد کربنی معمولی، فولاد کم آلیاژ و غیره اشاره دارد و پالایش فولاد با عملکرد بالا به تصفیه فولاد با استحکام بالا، فولاد ضد زنگ، فولاد ابزار و غیره اشاره دارد.

کوره قوس الکتریکی: از گرمای قوس ایجاد شده بین الکترود و مواد کوره برای ذوب مواد کوره استفاده می‌کند، که عمدتاً از قراضه فولاد به عنوان ماده اولیه استفاده می‌کند و همچنین می‌تواند مقداری چدن یا آهن احیای مستقیم اضافه کند. فولادسازی کوره قوس الکتریکی دارای ویژگی‌های انعطاف‌پذیری بالا، توانایی تولید انواع فولاد و سازگاری قوی با مواد اولیه است که آن را برای تولید فولادهای خاص و فولادهای پرآلیاژ مناسب می‌کند.

کوره پالایش پاتیل (LF):تجهیزاتی که عملکردهای گرمایش و پالایش یک کوره فولادسازی را ترکیب می‌کند. عملکردهای اصلی شامل افزایش دما و عایق‌بندی فولاد مذاب، تأمین انرژی حرارتی جدید به فولاد مذاب از طریق گرمایش قوس، تسهیل افزودن آلیاژها و تنظیم ترکیب، افزودن مواد سرباره و دستیابی به گوگردزدایی و اکسیژن‌زدایی عمیق فولاد مذاب است. عملکرد هم زدن آرگون، گاز آرگون را از طریق آجرهای نفوذپذیر در کف پاتیل به فولاد مذاب می‌دمد و به فولاد اجازه می‌دهد از نظر ترکیب و دما هم زده و همگن شود. برخی از کوره‌های پالایش پاتیل نیز دارای عملکرد گاززدایی خلاء هستند که می‌تواند گازهایی مانند هیدروژن و نیتروژن را از مایع فولاد حذف کند، محتوای اکسیژن و گوگرد را بیشتر کاهش دهد و مایع فولادی با خلوص بالاتری به دست آورد.

تجهیزات کوره فولادسازی و پالایش

I. کوره‌های فولادسازی اولیه

1. کوره قوس الکتریکی (EAF)

• اصل اصلی: از دمای بالای ایجاد شده توسط قوس بین الکترودهای گرافیتی و بار برای ذوب مواد اولیه (عمدتاً قراضه فولاد) استفاده کنید و فرآیند فولادسازی را از طریق دمیدن اکسیژن، سرباره‌گیری و سایر عملیات تکمیل کنید.
• ویژگی‌های ساختاری: متشکل از بدنه کوره، سیستم بالابرنده الکترود، درپوش کوره، مکانیزم شیب‌دار و سیستم حذف گرد و غبار. کوره‌های قوس الکتریکی مدرن عمدتاً کوره‌های قوس الکتریکی فوق‌العاده پرقدرت (UHP) برای بهبود راندمان ذوب هستند.
• مزایا: سازگاری انعطاف‌پذیر مواد اولیه (می‌تواند از 100٪ قراضه فولاد استفاده کند)، چرخه ذوب کوتاه، آلودگی محیطی کم (مجهز به حذف گرد و غبار کارآمد) و مناسب برای تولید فولادهای خاص و فولاد کربن با کیفیت بالا.
• پارامترهای کلیدی: سطح قدرت (درجه UHP معمولاً 600 - 1200 کیلو ولت آمپر بر تن)، چرخه ذوب (40 - 60 دقیقه در هر بار)، دمای تخلیه (1600 - 1650 درجه سانتیگراد).

2. کوره اکسیژن پایه (BOF)

• اصل اصلی: چدن مذاب را به عنوان ماده اولیه اصلی در نظر بگیرید، اکسیژن با خلوص بالا را از بالا یا پایین به آهن مذاب بدمید، کربن، سیلیسیم، منگنز و سایر ناخالصی‌ها را در آهن مذاب اکسید کنید و مقدار زیادی گرما آزاد کنید تا دمای فولاد مذاب افزایش یابد.
• ویژگی‌های ساختاری: عمدتاً شامل بدنه کوره (پوسته فولادی + آستر آجری منیزیا کربن)، سیستم لنس اکسیژن، هود دود دهانه کوره و دستگاه شیب‌دار است. با توجه به روش دمیدن اکسیژن، به مبدل دمشی از بالا، مبدل دمشی از پایین و مبدل دمشی ترکیبی تقسیم می‌شود.
• مزایا: راندمان تولید بالا (ظرفیت کوره منفرد می‌تواند به 300 - 400 تن برسد)، هزینه تولید کم و مناسب برای تولید مداوم فولاد کربن معمولی در مقیاس بزرگ.
• سناریوی کاربرد: تجهیزات اصلی کارخانه‌های فولاد یکپارچه در مقیاس بزرگ، منطبق با فرآیند تولید مداوم کوره بلند - مبدل.

3. کوره القایی

• اصل اصلی: از القای الکترومغناطیسی برای تولید جریان گردابی در بار استفاده کنید و به اثر حرارتی جریان گردابی برای ذوب مواد اولیه تکیه کنید. به کوره القایی بدون هسته و کوره القایی کانالی تقسیم می‌شود.
• مزایا: سرعت گرمایش سریع، دمای یکنواخت فولاد مذاب، کنترل دقیق ترکیب و فضای کف کوچک.
• سناریوی کاربرد: مناسب برای کارخانه‌های فولاد کوچک و متوسط، که برای ذوب فولادهای خاص، فولاد آلیاژی و تولید قطعات ریخته‌گری دقیق استفاده می‌شود.

II. کوره‌های پالایش ثانویه

1. کوره پاتیل (LF)

• عملکرد اصلی: گاززدایی خلاء انجام نمی‌شود، عمدتاً برای گرم کردن، اکسیژن‌زدایی، گوگردزدایی و تنظیم ترکیب فولاد مذاب است. از الکترودهای گرافیتی برای تولید قوس در پاتیل برای گرم کردن فولاد مذاب استفاده می‌کند و ناخالصی‌ها را با افزودن عوامل سرباره‌ساز (آهک، فلوریت) حذف می‌کند.
• مزایای کلیدی: می‌تواند دمای فولاد مذاب را دقیقاً تنظیم کند (دقت کنترل دما ±5 درجه سانتیگراد)، تمیزی فولاد مذاب را بهبود بخشد و زمان ریختن ریخته‌گری مداوم را افزایش دهد.
• کاربرد: به طور گسترده در خطوط تولید کوره قوس الکتریکی و مبدل استفاده می‌شود، به ویژه برای پالایش فولادهای خاص.

2. کوره گاززدایی خلاء RH

• اصل اصلی: از اصل مکش و گردش خلاء برای بلند کردن فولاد مذاب از پاتیل به محفظه خلاء استفاده کنید، گاز حل شده (H, N) را در فولاد مذاب تحت شرایط خلاء بالا حذف کنید و هیدروژن‌زدایی، نیتروژن‌زدایی و گاززدایی را محقق کنید.
• ویژگی‌های ساختاری: متشکل از محفظه خلاء، لوله بالابر، سیستم خلاء و سیستم رانندگی گردش فولاد مذاب.
• مزایا: راندمان گاززدایی بالا (محتوای هیدروژن را می‌توان به ≤2 ppm کاهش داد)، زمان پردازش کوتاه و مناسب برای تولید فولاد با کیفیت بالا در مقیاس بزرگ (مانند فولاد پانل خودرو، فولاد خط لوله).

3. کوره پالایش خلاء VD/VOD

• VD (کوره گاززدایی خلاء): از نظر عملکرد مشابه RH است، این یک تجهیزات گاززدایی خلاء استاتیک است که برای پالایش پاتیل کوچک و متوسط مناسب است و سرمایه‌گذاری تجهیزات کم است.
• VOD (کوره کربن‌زدایی اکسیژن خلاء): بر اساس VD، عملکرد دمیدن اکسیژن را اضافه کنید، که می‌تواند کربن‌زدایی را تحت شرایط خلاء محقق کند و عمدتاً برای ذوب فولاد ضد زنگ (کاهش محتوای کربن به زیر 0.03٪ در حالی که کروم را حفظ می‌کند) استفاده می‌شود.

4. کوره AOD (کوره کربن‌زدایی اکسیژن آرگون)

• اصل اصلی: مخلوطی از آرگون و اکسیژن را به فولاد مذاب بدمید، فشار جزئی CO را توسط آرگون کاهش دهید، کربن‌زدایی را در دمای پایین‌تر محقق کنید و از تلفات اکسیداسیون کروم جلوگیری کنید.
• سناریوی کاربرد: تجهیزات کلیدی برای ذوب فولاد ضد زنگ و فولاد آلیاژی با کروم بالا، با بازده فلز بالا و کیفیت محصول پایدار.

III. سیستم‌های پشتیبانی کلیدی

1. سیستم پاتیل: مسئول حمل و نقل فولاد مذاب بین کوره فولادسازی، کوره پالایش و دستگاه ریخته‌گری مداوم است و مواد آستر آن (آجر منیزیا کربن، آجر آلومینیوم منیزیم کربن) مستقیماً بر تلفات دما و تمیزی فولاد مذاب تأثیر می‌گذارد.
2. سیستم سرباره‌گیری: عوامل سرباره‌ساز (آهک، فلوریت، سیلیس) را اضافه کنید تا یک لایه سرباره محافظ تشکیل شود، که نقش‌های اکسیژن‌زدایی، گوگردزدایی و جذب ناخالصی‌ها را ایفا می‌کند.
3. سیستم کنترل اتوماسیون: نظارت و تنظیم بلادرنگ پارامترهای ذوب (دما، محتوای اکسیژن، جریان الکترود) را محقق کنید و پایداری و سطح اتوماسیون فرآیند ذوب را بهبود بخشید.

IV. روند توسعه

1. سبز و کم کربن: فناوری‌های صرفه‌جویی در انرژی مانند بازیابی حرارت زباله گاز دودکش و پوشش اسپری حرارتی الکترود را رایج کنید. کوره‌های قوس الکتریکی را با استفاده از گاز احیاکننده غنی از هیدروژن برای کاهش انتشار کربن توسعه دهید.
2. هوشمندسازی: فناوری‌هایی مانند داده‌های بزرگ، هوش مصنوعی و دوقلوهای دیجیتال را برای تحقق کنترل هوشمند کل فرآیند فولادسازی و پالایش اعمال کنید و کیفیت فولاد مذاب را پیش‌بینی کنید.
3. مقیاس بزرگ و راندمان بالا: مبدل‌های با ظرفیت بالا (400 - 500 تن) و کوره‌های قوس الکتریکی فوق‌العاده پرقدرت را برای بهبود راندمان تولید تک کوره‌ای و کاهش مصرف انرژی واحد توسعه دهید.