不锈钢冶炼工艺路线的确定,首先应以产品大纲为出发点,以不锈钢冶炼的原料组成和不锈钢精炼机理为依据,选择合适的不锈钢冶炼工艺路线。不锈钢生产企业的原材料条件、生产规模、产品方案、操作成本和工人的操作习惯等因素都会影响不锈钢冶炼生产工艺的选择。由于原材料、操作成本和产品方案等因素受市场波动影响较大,现代化的不锈钢冶炼车间生产工艺的选择应具有一定的灵活性,能根据市场条件调整生产工艺和产品方案。
中国大型不锈钢生产企业大部分都是联合型钢铁企业,例如太钢、酒钢等企业,均是既生产不锈钢同时也生产碳钢。对于这些联合型钢铁企业,工艺设备的配置能满足多样化工艺路线、不同原料配比的要求,原材料范围比较广,既有充足的铁水供应,也有能满足需要的废钢,可选择最佳的原料配比方案。这些企业在不锈钢冶炼工艺路线的选择上具有较大的灵活性。
中国不锈钢废钢资源缺乏,以废钢为主原料的不锈钢冶炼过程配料成本高,加上全废钢冶炼能耗高,以及废钢品质不好带入钢水有害元素多等原因,中国越来越多的不锈钢生产企业倾向于利用经脱磷的高炉铁水冶炼不锈钢。特别是钢铁联合型企业,利用碳钢系统的高炉供部分铁水给不锈钢冶炼系统,可有效降低吨钢原材料成本。与此同时,脱磷处理设施被普遍应用于不锈钢生产工艺。脱磷处理设施的应用既可降低不锈钢生产对原材料的要求,也可降低生产成本,从而使高炉铁水、普通废钢、高磷生铁和高磷合金能被大量用于不锈钢的生产。
一、太钢不锈钢冶炼工艺
太钢设有3个不锈钢冶炼车间,即第三炼钢厂、第二炼钢厂南区和第二炼钢厂北区。
第三炼钢厂采用的冶炼工艺流程为短流程工艺:EAF→AOD,主要生产双相不锈钢、耐热钢、高合金不锈钢和高附加值不锈钢种;
第二炼钢厂南区采用的冶炼工艺流程为长流程工艺:铁水预处理→K-OBM-S炉→VOD→LF炉,主要用于生产铁素体和马氏体不锈钢;
第二炼钢厂北区采用的冶炼工艺流程为:脱磷转炉→AOD→LF炉/VOD和电炉→AOD→LF/VOD。第二炼钢厂北区工艺路径灵活,既可以采用新型一步法,也可以采用两步法和三步法生产不锈钢。
二、酒钢不锈钢冶炼工艺
酒钢不锈钢炼钢车间冶炼生产工艺配置为:1座铁水罐顶喷脱磷站、1座脱磷转炉、1座EAF、2座AOD、2座LF精炼炉。其产品覆盖范围广,包括200系、300系和400系不锈钢。
酒钢不锈钢炼钢车间主要采用以下两种流程进行不锈钢冶炼:流程一是铁水罐顶喷脱磷→EAF→AOD→LF,为两步法生产工艺,主要用于生产200系和300系不锈钢;流程二是脱磷转炉→AOD→LF,为新型一步法生产工艺,主要用于生产400系列的部分钢种。
三、青拓集团RKEF与AOD双联法工艺
青拓集团勇于尝试国外先进工艺,2010年率先在福建鼎信建设并投产了国内第一条RKEF生产线。以RKEF(回转窑+电炉)工艺,利用含镍富铁的氧化镍矿生产含镍生铁(镍铁),比一般的传统工艺(烧结+电炉)具有显著的优势。整个生产工艺是全封闭式的,其能量损耗和粉尘排放是最低的。每吨铁在生产过程中的电能消耗降低了1500度,粉尘排放降低80%。
镍铁生产传统上是矿业公司的经营范围,而不锈钢生产则是钢铁企业的业务领域。青山集团跨界思维,将镍铁生产和不锈钢冶炼工艺打通,独创了一套RKEF+AOD双联法不锈钢冶炼工艺,青拓集团在国内率先利用该工艺技术,以红土镍矿为主原料冶炼不锈钢,从红土镍矿→冶炼→连铸→热轧不锈钢带,镍铁水不经过冷却,直接热送到AOD炼钢炉,两次热装热送,改变了不锈钢生产的传统模式,节约了大量的能量,大大提高了不锈钢的炼钢速度,减少了原料的损耗,产生了极大的经济效益。实现了不锈钢连续化一体化生产的历史性突破,大大减少污染物排放,吨钢能耗约减少50%,该项技术于2014年获得国家发明专利,属于世界首创。
青拓集团在福建宁德建成了国内第一条RKEF镍铁生产线和全球第一条RKEF+镍铁热送生产线,用于生产镍含量8%以上的300系列不锈钢;建成了国内最大的高炉+镍铁热送生产线,用来生产镍含量1%以上的200系不锈钢。这种镍资源利用的工艺创新和产品开发相结合,使青拓集团在全球的不锈钢行业竞争力方面处于领先地位。
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