¿Cómo mejorar la tasa de utilización del horno de arco eléctrico de CA?

1. Clasificación por método de fundición:

Acero de solera abierta: incluye acero al carbono y acero de baja aleación. Según los diferentes materiales del revestimiento del horno, se puede dividir en dos tipos: acero de hogar abierto ácido y alcalino.

Acero convertidor: incluye acero al carbono y acero de baja aleación. Según las diferentes posiciones de soplado de oxígeno, se puede dividir en tres tipos: soplado inferior, soplado lateral y soplado superior de oxígeno.

Acero para hornos eléctricos: principalmente acero aleado. Según el tipo de horno eléctrico, se puede dividir en cuatro tipos: acero para horno de arco eléctrico, acero para horno eléctrico de inducción, acero para horno eléctrico de inducción al vacío y acero para horno de electroescoria.

Acero cocido, acero calmado y acero semicalmado: se distinguen según el grado de desoxidación y sistema de vertido.

2. Clasificación por composición química:

Acero al carbono: aleación de hierro y carbono. Además de hierro y carbono, los datos contienen elementos como silicio, manganeso, fósforo y azufre. Según el diferente contenido de carbono, se puede dividir en tres categorías: acero con bajo contenido de carbono (C<0,25%), medio carbono (C: 0,25%-0,60%) y alto carbono (C>0,60%). El acero con un contenido de carbono inferior al 0,04% se denomina hierro puro industrial.

Acero ordinario de baja aleación: sobre la base de acero al carbono simple con bajo contenido de carbono, se añade una pequeña cantidad de elementos de aleación (como silicio, calcio, titanio, niobio, boro y elementos de tierras raras, etc.). el importe total no supera el 3%). Y obtenga un mejor rendimiento integral del acero.

Acero aleado: Es un tipo de acero que contiene una o más cantidades adecuadas de elementos de aleación y tiene buenas y especiales propiedades. Según el contenido total de elementos de aleación, se puede dividir en tres categorías: baja aleación (contenido total <5%), aleación media (contenido total de aleación entre 5% y 10%) y alta aleación (contenido total >10%) acero.

3. Clasificación por uso:

Acero estructural: Según los diferentes usos, se divide en dos categorías: acero de construcción y acero mecánico. El acero de construcción se utiliza para construir calderas, barcos, puentes, fábricas y otros edificios. El acero mecánico se utiliza para fabricar máquinas o piezas de máquinas.

Acero para herramientas: acero con alto contenido de carbono y acero con medio carbono que se utilizan para fabricar diversas herramientas, incluido el acero para herramientas al carbono, el acero para herramientas de aleación y el acero para herramientas de alta velocidad.

Acero especial: Acero de uso especial con propiedades físicas y químicas especiales, incluyendo acero inoxidable resistente a ácidos, acero resistente al calor, aleaciones electrotérmicas y materiales magnéticos.

Métodos de fundición comúnmente utilizados

1. Fabricación de acero por convertidor:

Un método de fabricación de acero que no requiere fuentes de calentamiento externas y utiliza principalmente arrabio líquido como materia prima. Su característica principal es depender del calor físico del arrabio líquido en el convertidor y del calor generado por la reacción química de varios componentes del arrabio, como carbono, manganeso, silicio, fósforo, etc., con el oxígeno alimentado. en el horno como fuente de calor de fundición para fabricar acero. Además del hierro fundido, los materiales del horno también incluyen materiales de escoria (cal, cuarzo, fluorita, etc.) para ajustar la temperatura, también se puede agregar chatarra de acero y una pequeña cantidad de arrabio frío y mineral. El convertidor se divide en alcalino (revestido con magnesia o nube blanca) y ácido (revestido con material silíceo) según las propiedades del material refractario del revestimiento según la parte del gas que se inyecta en el horno, se divide en soplado por el fondo; , soplado superior y soplado lateral; según el gas utilizado, se divide en convertidor de aire y convertidor de oxígeno. El convertidor de ácido no puede eliminar el azufre y el fósforo del arrabio, por lo que se debe utilizar arrabio de alta calidad, por lo que el ámbito de aplicación es limitado. El convertidor alcalino es adecuado para la fabricación de acero con arrabio con alto contenido de fósforo y ha logrado un gran desarrollo en Europa occidental. El acero convertidor soplado por aire no ha sido promocionado en todo el mundo debido a su alto contenido de nitrógeno, las limitaciones de las materias primas utilizadas y la imposibilidad de utilizar más chatarra de acero. El convertidor de oxígeno de soplado superior se introdujo en 1952 y ahora se ha convertido en el principal método de fabricación de acero del mundo. Sobre la base del método de fabricación de acero con convertidor de soplado superior con oxígeno, para soplar arrabio con alto contenido de fósforo, apareció un método de fabricación de acero con convertidor de soplado superior con oxígeno con inyección de cal en polvo. Con el exitoso desarrollo de la tecnología de toberas de oxígeno de fondo, Alemania y Francia construyeron convertidores de oxígeno de fondo en 1967. Después de que Estados Unidos introdujo esta tecnología en 1971, desarrolló un convertidor de polvo de cal inyectado con oxígeno por el fondo para soplar arrabio que contiene fósforo. En 1975, Francia y Luxemburgo desarrollaron con éxito el método de fabricación de acero con convertidor de soplado combinado de arriba a abajo.

2. Fabricación de acero con convertidor de soplado superior con oxígeno:

El método de fabricación de acero con convertidor que utiliza oxígeno puro para soplar hierro fundido desde la parte superior del convertidor hasta convertirlo en acero, o generalmente el método LD; En los Estados Unidos, se llama método LD método BOF, también llamado método BOP. Es el principal método de fabricación de acero moderno. El horno es un recipiente vertical similar a un crisol, con una lanza de oxígeno vertical enfriada por agua insertada en el horno desde la parte superior para suministrar oxígeno. El cuerpo del horno se puede inclinar. La carga suele ser hierro fundido, chatarra de acero y materiales formadores de escoria; también se puede añadir una pequeña cantidad de arrabio frío y mineral de hierro. Se sopla oxígeno puro a alta presión (que contiene más del 99,5% de O2) hacia abajo desde el baño fundido a través de una lanza de oxígeno para oxidar y eliminar elementos como silicio, manganeso, carbono y fósforo en el hierro fundido, y se realizan la desfosforización y desulfuración. mediante escoriación. El calor generado por la oxidación de varios elementos calienta el metal líquido en el baño fundido, lo que hace que el acero fundido alcance la composición química y la temperatura actuales. Se utiliza principalmente para fundir acero sin alear y acero de baja aleación, pero mediante medios de refinación también se puede utilizar para fundir acero aleado como el acero inoxidable.

3. Fabricación de acero con convertidor de soplado por el fondo con oxígeno:

Un método de fabricación de acero con convertidor que sopla oxígeno al baño fundido en el horno a través de la boquilla de oxígeno en la parte inferior del convertidor para fundir el material fundido. hierro en acero. Sus características son: la altura y el diámetro del horno son relativamente pequeños; el fondo del horno es plano y se puede desmontar y reemplazar rápidamente; el sistema de lanza de oxígeno del convertidor de oxígeno de soplado superior se reemplaza por la tobera, el sistema distribuidor y el suministro de oxígeno; sistema en el cuerpo del horno. Debido al soplado suave, menos salpicaduras, menos humo y polvo y un bajo contenido de óxido de hierro en la escoria, el rendimiento de metal del convertidor de oxígeno de soplado inferior es de 1% a 2% mayor que el del convertidor de oxígeno de soplado superior; Se utilizan materiales para producir escoria. Debido a las partículas finas y la gran superficie específica, la interfaz de reacción aumenta, por lo que la formación de escoria es rápida, lo que favorece la desulfuración y la desfosforización.

Este método es especialmente adecuado para soplar arrabio con contenido medio de fósforo, por lo que es el más utilizado en Europa occidental.

4. Fabricación de acero en continuo:

Las materias primas (hierro fundido, chatarra de acero) se añaden continuamente desde un extremo del horno independientemente del horno, y el producto terminado (acero fundido). ) se agrega continuamente desde el otro extremo del horno. El método de fabricación de acero fluye desde el suelo. La idea de un proceso continuo de fabricación de acero apareció ya en el siglo XIX. Debido a las ventajas potenciales de este proceso, como equipo pequeño y proceso simple y estable, muchos países han llevado a cabo una gran cantidad de experimentos con diversos métodos durante décadas, entre los cuales hay tres categorías principales: método de tanque, método de pulverización y método de espuma. Pero hasta ahora no se han puesto en producción industrial.

5. Fabricación de acero mixta:

Utilice un horno para fabricar acero, otro horno eléctrico para producir escoria reducida o escoria reducida y aleación, y luego mezcle el método de fabricación de acero a una altura determinada. . El uso de este método para tratar el acero fundido producido en hornos de hogar abierto, convertidores y hornos eléctricos puede mejorar la calidad del acero. El lavado y la mezcla pueden aumentar el área de contacto entre la escoria y el acero, acelerar las reacciones químicas, la desoxidación y la desulfuración y tener el efecto de adsorber y polimerizar gases e inclusiones, mejorando así la pureza y la calidad del acero.

6. Fabricación de acero con convertidor de soplado compuesto:

Basado en los métodos de fabricación de acero con convertidor de oxígeno de soplado superior y soplado inferior, combina las ventajas de ambos y supera las deficiencias de ambos. desarrollado, es decir, soplando diferentes gases en el fondo del convertidor de soplado superior original para mejorar la mezcla del baño fundido. En la actualidad, la mayoría de los países del mundo utilizan este método de fabricación de acero y han desarrollado varios tipos de tecnologías de fabricación de acero con convertidor de doble soplado. Las más comunes, como las desarrolladas por British Steel Company, utilizan aire + N2 o Ar2 como gas de soplado del fondo y utilizan N2 como gas de soplado. gas de soplado de fondo El método de fabricación de acero con convertidor de soplado y agitación de baño fundido con gas de enfriamiento - BSC - método BAP, desarrollado por Klöckner - Max Metallurgical Works en Alemania, utiliza una pistola de fondo de protección natural para inyectar carbón y oxígeno en el baño fundido desde el fondo. método KMS inferior, el método K-BOP desarrollado por Kawasaki Steel Company de Japón, que mezcla oxígeno que representa el 30% del contenido total de oxígeno con cal en polvo y lo sopla en el baño fundido desde el fondo del horno, y el K-. Método BOP desarrollado por Kawasaki Steel Company de Japón, que mezcla oxígeno que representa el 30% del contenido total de oxígeno; método LD-OB en el que se sopla un 20% de oxígeno desde el fondo y se utiliza propano o gas natural para enfriar el fondo del horno. boquilla.

7. Fabricación de acero a hogar abierto con oxígeno por soplado superior:

Desde mediados de los años 50, en la producción a hogar abierto se utilizan de 1 a 5 lanzas de oxígeno refrigeradas por agua, insertadas en la cámara de fusión desde la parte superior del horno, directamente a la cámara de fusión. Un método de fabricación de acero en el que se sopla oxígeno al baño fundido. Este método mejora las condiciones cinéticas de la reacción del baño fundido, cambia el efecto térmico de la reacción carbono-oxígeno de endotérmico a exotérmico y mejora enormemente las condiciones térmicas.

8. Fabricación de acero en horno de arco eléctrico:

Método de fabricación de acero que utiliza el efecto térmico del arco para fundir metales y otros materiales. Los hornos de arco eléctrico de CA trifásicos para la fabricación de acero son los hornos de arco eléctrico de calentamiento directo más comunes. Durante el proceso de fabricación de acero, dado que no hay gas inflamable en el horno, se pueden formar atmósferas y condiciones oxidantes o reductoras de acuerdo con los requisitos del proceso, por lo que puede usarse para fundir acero no aleado y acero aleado de alta calidad. Según la capacidad del horno por tonelada de horno eléctrico, el horno de arco eléctrico se puede dividir en horno de arco eléctrico de potencia ordinaria, horno de arco eléctrico de alta potencia y horno de arco eléctrico de potencia ultraalta. El objetivo de desarrollar la fabricación de acero en hornos de arco eléctrico hacia una potencia alta y ultraalta es acortar el tiempo de fundición, reducir el consumo de energía, aumentar la productividad y reducir los costos. Con la aparición de los hornos eléctricos de alta y ultra alta potencia, los hornos de arco eléctrico se han convertido en fusores y todos los procesos de refinación se realizan dentro del dispositivo de refinación. Los hornos de arco eléctrico de CC se han desarrollado rápidamente en la última década debido a su bajo consumo de electrodos, pequeñas fluctuaciones de voltaje y bajo nivel de ruido, y pueden usarse para fundir acero y ferroaleaciones de alta calidad.

9. Método STB:

El texto original es el proceso de soplado superior e inferior de Sumitomo, un método de fabricación de acero con convertidor de soplado combinado de arriba a abajo desarrollado por Sumitomo Metal Corporation de Japón. Este método combina las ventajas tanto del método de fabricación de acero con convertidor de soplado superior con oxígeno como del método de fabricación de acero con convertidor de soplado inferior con oxígeno. Utilizado para soplar acero con bajo contenido de carbono, tiene un buen efecto de desfosforización y una importante reducción de costos. El gas de soplado de fondo utilizado es O2, CO2, N2, etc. Basado en el método STB, se desarrolló el método STB-P de inyección de polvo desde la parte superior, que mejoró aún más las condiciones de desfosforización del acero con alto contenido de carbono y se utilizó para refinar el acero inoxidable.

10. Método RH:

También conocido como tratamiento al vacío por método de ciclo. Fue desarrollado conjuntamente por la empresa alemana Ruhrstahl/Heraeus. Hay dos conductos instalados en la parte inferior de la cámara de vacío, en los que se inserta el acero fundido. Después de que se evacua el vacío, el acero fundido se eleva a una cierta altura y luego se sopla el gas inerte Ar en el tubo ascendente. sube y conduce el acero fundido a la cámara de vacío para el tratamiento al vacío, y luego fluye de regreso a través de otro conducto. La cámara de vacío está equipada con un sistema de alimentación de aleaciones. Este método se ha convertido en el principal método de tratamiento al vacío de acero fundido en cucharas de gran capacidad (>80t).

11. RH-OB:

Método de soplado de oxígeno RH. Se trata de agregar la operación de soplado de oxígeno (soplado de oxígeno) al método de desgasificación del ciclo de vacío (RH) para elevar la temperatura. Cuando se utiliza para refinar acero inoxidable, se puede priorizar la reacción de descarburación a presión reducida; cuando se utiliza para refinar acero ordinario, se puede reducir la carga sobre el convertidor. También se puede utilizar la adición de aluminio para elevar la temperatura.

12. Método OBM-S:

El texto original es Oxygen Bottom Maxhutte-Scarp, que fue inventado por la fábrica Maxhutte-Klockner en Alemania y utiliza gas natural o propano como medio. Medio de enfriamiento de pistola de oxígeno inferior. Método de fabricación de acero con convertidor de soplado inferior.

OBM-S instala una lanza de oxígeno de soplado lateral en la tapa del horno del convertidor de oxígeno de soplado inferior OBM, y la lanza de oxígeno inferior sopla gas de carbón y gas natural para precalentar la chatarra de acero, logrando así el propósito de aumentar la proporción de chatarra de acero. .

13. Método NK-CB:

El texto original es NKK Combined Blowing System, un método de fabricación de acero con convertidor de soplado combinado de arriba a abajo establecido por Japan Steel Pipe Company en 1973, es decir. , soplado superior Al mismo tiempo, se sopla una pequeña cantidad de gas (Ar, CO2, N2) desde el fondo del horno para mejorar la agitación de la escoria de acero y controlar la presión parcial de CO en el acero fundido. Este método utiliza boquillas de ladrillo poroso, que pueden reducir los costos cuando se usan para fabricar acero con bajo contenido de carbono y son beneficiosos para la desfosforización cuando se usan para fabricar acero con alto contenido de carbono; Este método debe combinarse con el proceso de pretratamiento de hierro fundido

14:

Se agrega una lanza de oxígeno enfriada por agua al equipo del método VAD para que pueda soplar oxígeno para la descarburación. bajo método de vacío, dado que la descarburación bajo vacío es una reacción exotérmica, las medidas de calentamiento al vacío del método VAD pueden omitirse. El proceso de operación es el mismo que el método VOD.

15. Método LF:

El texto original es Ladle Furnace, que es un método de refinación en horno cuchara desarrollado por Japan Special Steel Company (Dado Steel Special Steel Company) en 1971. Sus equipos y procesos están compuestos por agitación de argón, calentamiento por arco sumergido y sistemas de alimentación de aleaciones. Las ventajas de este proceso son: puede controlar con precisión la composición química y la temperatura del acero fundido; reduce el contenido de inclusiones y tiene un alto rendimiento de elementos de aleación; El horno LF se ha convertido en un equipo de refinación externo indispensable entre el horno de fabricación de acero y la máquina de colada continua.

16. Método de fabricación de acero LD:

En 1952, la planta de Voestalpine en Linz y la planta de Donawitz de la Compañía Minera y Metalúrgica de los Alpes de Austria se utilizaron por primera vez en la industria. -El método de fabricación de acero por convertidor soplado fue desarrollado y recibió el nombre de las primeras letras de las dos plantas. Después de la aparición de esta ley, se promovió rápidamente en todo el mundo. Estados Unidos llama a este método método BOF o BOP, que es la abreviatura de Basic Oxygen Furnace o Process. Consulte el convertidor y soplado superior de oxígeno para obtener más detalles.

17. Método LD-OTB:

El texto original es LD-Oxgyen Top an Bottom Process, un proceso de fabricación de acero con convertidor de soplado compuesto superior-inferior desarrollado por la planta Kakogawa de Kobe Steel. Compañía en Japón. Su característica es el uso de una boquilla especial de ranura de un solo anillo para soplado desde el fondo (boquilla SA), por lo que el gas que sopla desde el fondo se puede controlar dentro de un amplio rango. Se sopla gas inerte hacia el fondo.

18. Método LD-HC:

El texto original es LD-Hainaut Saubre CRM, que es un método de fabricación de acero con convertidor de soplado combinado de arriba a abajo desarrollado en Bélgica para soplar con alto contenido de fósforo. Hierro fundido, es decir, LD + oxígeno que sopla desde abajo, utilizando hidrocarburos para proteger la boquilla.

19. Método LD-AC:

El texto original es LD - Arbed - Centre National, un método de fabricación de acero en polvo de cal con inyección de oxígeno desarrollado por la siderúrgica francesa. Instituto, utilizado para soplar hierro fundido con alto contenido de fósforo.

20. Método KS:

Original Klockner Steelmaking es un proceso de fabricación de acero con inyección inferior de carbón pulverizado e inyección de oxígeno operado con materiales 100% sólidos. La proporción de oxígeno que sopla por el fondo es del 60% al 100%.

21. Método K-ES:

Un método de fabricación de acero en horno de arco eléctrico que combina tecnología de gas de soplado de fondo, tecnología de combustión secundaria y tecnología de inyección de carbón pulverizado. La tecnología desarrollada conjuntamente por la empresa siderúrgica y la empresa alemana Kiokner puede sustituir la electricidad por carbón.

22. Método FINKL-VAD:

Método de desgasificación por cuchara calefactora por arco o método de desgasificación por arco al vacío. Su característica es que se añade un dispositivo de calentamiento por arco a la tapa de la cámara de vacío y se agita con gas argón al vacío. El efecto de desgasificación de este método es estable y puede desulfurar, descarburar y agregar una gran cantidad de aleaciones. El equipo consta principalmente de una cámara de vacío, un sistema de calentamiento de arco, un dispositivo de alimentación de aleación, un sistema de vacío y un sistema hidráulico.

23. Método DH:

Un dispositivo de tratamiento por vacío desarrollado por la empresa metalúrgica alemana Dortmund Horder United. Una cámara de vacío revestida con materiales refractarios, con un conducto revestido de refractario en la parte inferior insertado en la cuchara. La cámara de vacío o cuchara se baja y se eleva periódicamente, permitiendo que una porción del acero fundido entre a la cámara de vacío y regrese a la misma. cucharón después del tratamiento. La parte superior tiene un dispositivo de adición de aleación y un dispositivo de calentamiento al vacío y preservación del calor. Este equipo ya no se construye.

24. Método CLU:

Un método de refinado del acero inoxidable. El principio es el mismo que el método AOD, pero se utiliza vapor de agua en lugar de argón en el punto objeto. Este método fue desarrollado conjuntamente por la empresa francesa Creusot-Loire y la empresa sueca Uddeholm y se puso oficialmente en producción en 1973. El vapor de agua se descompone en H2 y O2 después del contacto con el acero fundido; el H2 reduce la presión parcial de CO. Al mismo tiempo, esta reacción de descomposición es una reacción endotérmica, por lo que puede suprimir el aumento de temperatura del acero fundido. Sin embargo, la oxidación y pérdida por combustión del cromo es más grave que la del método AOD.

25. Método CAS:

El texto original es Ajuste de composición mediante burbujeo de argón sellado, que es un método de refinación fuera del horno para ajustar la composición de la aleación bajo sellado de argón.

En este método, se sopla argón desde el fondo de la cuchara. Después de descargar la escoria, se baja la campana de impregnación, se continúa soplando argón y luego se agrega una aleación para afinar la composición. La ventaja es que la composición se puede controlar con precisión y el rendimiento de la aleación es alto.

26. Método CAS-OB:

El texto original es Ajuste de composición mediante burbujeo de argón sellado con soplado de oxígeno, que es un método de refinación fuera del horno que agrega un soplado de oxígeno. pistola al equipo CAS. Además de ajustar la composición de la aleación, también puede agregar aluminio y soplar oxígeno para elevar la temperatura (método químico térmico). La velocidad de calentamiento es de 5 a 13 °C/min. Este método puede controlar con precisión la temperatura del acero fundido a ±3°C, lo que resulta beneficioso para la producción de fundición continua.

27. Método ASEA-SKF:

Método de refinado en cuchara desarrollado en Suecia. Utiliza agitación electromagnética de baja frecuencia, calentamiento por arco a presión normal, escoriado y refinado en la cuchara, desgasificación al vacío en otra estación y está equipado con una lanza de oxígeno para soplar oxígeno para la descarburación a presión reducida. Para mejorar el efecto de refinación, también se puede soplar argón a través de ladrillos porosos en el fondo del cucharón para agitarlo, y se puede agregar una aleación para ajustar la composición del acero fundido.

28. Método AOD:

Método de descarburación con argón-oxígeno y su abreviatura, el texto original es Descarburación con argón-oxígeno, es el principal método de refinado para la fundición de acero inoxidable con bajo contenido de carbono. Fue desarrollado con éxito por la American Carbide Company en 1964 y utilizado en la producción real en 1968. El principio metalúrgico es diluir CO con Ar para reducir su presión parcial y lograr un efecto de vacío, descarbonizando así a un nivel muy bajo. El cuerpo del horno AOD y el dispositivo de transmisión son similares a los de un convertidor. El ojo de viento se coloca en la pared lateral cerca del fondo del horno. La mezcla de gas Ar+O2 se inyecta en el horno. La materia prima es acero fundido. en el horno primario. El proceso de soplado se divide en período de oxidación, período de reducción y período de refinamiento. Se ha convertido en el principal proceso de producción del acero inoxidable.

Método metalúrgico especial

Es un término general para varios métodos de fabricación de acero, incluida la refundición por electroescoria, la metalurgia al vacío, la metalurgia por plasma, la fusión por haz de electrones, la fusión por zonas, etc. Algunos fines especiales o de alta tecnología requieren acero de pureza ultraalta. Si los métodos ordinarios de fabricación de acero y el refinado fuera del horno no pueden cumplir con los requisitos, se pueden utilizar métodos metalúrgicos especiales para refinarlos.

Refusión por electroescoria: proceso de refinación en el que el acero fundido se funde o se forja en electrodos y se refunde dos veces mediante el calor de resistencia de la escoria, también conocido como ESR. Su fuente de calor proviene del calor de resistencia de la escoria. Durante la refundición, el electrodo consumible se sumerge en la escoria y la corriente pasa a través de la escoria ionizada, lo que hace que la escoria se caliente a una temperatura mucho más alta que el punto de fusión de la escoria. electrodo consumible que se está derritiendo. La punta del electrodo consumible insertada en la escoria fundida se funde para formar gotas fundidas y pasa a través del baño de escoria por su propio peso. La escoria se lava y refina y luego ingresa al baño de metal fundido mientras se reduce la contaminación del aire. Se forma una fina capa de escoria entre el lingote de acero y la pared del cristalizador, que no solo ralentiza el enfriamiento radial, sino que también mejora la calidad de la superficie del lingote de acero terminado. Con la ayuda del enfriamiento con agua en el fondo del cristalizador. Se solidifica en un lingote de acero refundido con tendencia a la cristalización axial y menos segregación, lo que mejora la calidad del lingote de acero terminado y la plasticidad del procesamiento térmico.

Metalurgia del plasma: Proceso metalúrgico que utiliza el flujo de plasma como fuente de calor, es decir, utiliza una pistola de plasma para convertir la energía eléctrica en energía térmica en un chorro de plasma direccional. El chorro de plasma tiene las características de un arco estable, calor altamente concentrado y puede alcanzar temperaturas muy altas. La temperatura de funcionamiento de algunas pistolas de plasma alcanza entre 5.000 y 20.000 °C. Las pistolas de plasma pueden utilizar gas inerte (Ar), gas reductor (H2), etc. como medios para lograr diferentes propósitos metalúrgicos. Los hornos de plasma se pueden utilizar para fundir metales de alto punto de fusión y metales activos y para la purificación de metales o aleaciones. La tecnología del plasma también se ha utilizado en el tratamiento de residuos de plantas siderúrgicas y en los procesos de producción de ferroaleaciones.

Metalurgia por pulverización: para acelerar la reacción física y química entre el metal líquido y los materiales, el material en polvo se envía al metal líquido mediante inyección de gas para completar la reacción metalúrgica. . Este proceso se utiliza ampliamente en el pretratamiento del hierro fundido y el refinado en cuchara para lograr la desulfuración, la desoxidación, el ajuste de la composición y la desnaturalización de las inclusiones. Este proceso tiene una velocidad de reacción rápida y una alta tasa de utilización del material.

Fundición por zonas: Proceso propuesto por W.G.Pfann en 1952 que utiliza las diferentes características de solubilidad de los elementos impuros en las fases líquida y sólida para refinar metales. Su principio de funcionamiento es: supongamos que hay una pequeña sección de metal en una varilla de metal sólido uniforme que se funde en líquido. Luego, si esta pequeña sección de área líquida se mueve lentamente de izquierda a derecha, las impurezas se redistribuirán cada vez que se mueva. , y el efecto es equivalente a llevar las impurezas al extremo correcto. Después de muchas repeticiones de este proceso, el metal del extremo izquierdo puede alcanzar una pureza muy alta.

Metalurgia al vacío: Procesos metalúrgicos realizados en condiciones desde menos de 0,1 MPa hasta vacío ultraalto [133,3× (<760~10-12) Pa], incluyendo el refinado, fundición y refundición de metales y aleaciones, refinación, conformación y tratamiento térmico. El objetivo principal es: ① Reducir la contaminación del metal en fase gaseosa; ② Reducir el contenido de gases o impurezas volátiles disueltas en el metal; ③ Promover reacciones químicas con productos gaseosos; ④ Evitar la contaminación causada por contenedores refractarios. Para satisfacer las necesidades de materiales metálicos de alto rendimiento y nuevos materiales metálicos. Con la necesidad de producir materiales metálicos nuevos y de alto rendimiento, como materiales electrotérmicos, aleaciones eléctricas, aleaciones magnéticas blandas y aleaciones a base de níquel de alta temperatura, se han desarrollado varios métodos de fusión al vacío, que incluyen principalmente fusión por resistencia al vacío, fusión por inducción al vacío, refundición por arco al vacío, fusión por haz de electrones y refundición por electroescoria, etc.

Fusión por arco al vacío: Proceso que utiliza el calor del arco para refundir metales y aleaciones al vacío (10-2 ~ 10-1Pa), también conocido como método VAR. El proceso es el siguiente: se utiliza un crisol de cobre enfriado por agua como electrodo positivo, el electrodo consumible fundido se conecta al electrodo falso que ingresa al horno a través de un sello deslizante como electrodo negativo, se ingresa una corriente CC de bajo voltaje para iniciar un arco entre el electrodo y el fondo del crisol, y el arco se utiliza para proporcionar calor para refundir metales y aleaciones. A medida que el electrodo consumible se funde, al controlar la velocidad de descenso del electrodo, el electrodo consumible se vuelve a fundir en un lingote de acero refundido con una composición uniforme, estructura densa, alta pureza y menos segregación. No solo se utiliza para refundir metales activos y metales refractarios resistentes al calor, sino también para refundir aleaciones de alta temperatura y aceros especiales con requisitos de aplicación más estrictos.

Fusión por haz de electrones al vacío: utilice un cañón de electrones para emitir haces de electrones en un vacío relativamente alto (133,3 × 10-4 ~ 133,3 × 10-8 Pa) para bombardear el material que se va a fundir (como ánodo). provocando que se derrita y caiga. Un método de fundición en el que el cobre se solidifica en lingotes al ingresar a un cristalizador enfriado por agua. Los lingotes se extraen continuamente mediante un dispositivo mecánico. Este método puede ajustar la distribución de energía y controlar la velocidad de fusión. La pureza de los materiales refundidos por haz de electrones es mayor que la de otros métodos de fusión al vacío. Es adecuado para fundir tungsteno, molibdeno y otros metales y sus aleaciones, aceros aleados de alta calidad, aleaciones de alta temperatura y metales ultrapuros.

Fundición por resistencia al vacío: método de fundición que utiliza el calor generado por la corriente que pasa a través de un conductor como fuente de calor bajo vacío. Generalmente, se utiliza calentamiento indirecto y el elemento calefactor eléctrico transfiere energía térmica a los materiales en el horno. La atmósfera dentro de un horno de resistencia puede ser inerte o protectora según se desee. Los hornos de resistencia al vacío pueden diseñarse como hornos de fusión o como hornos de tratamiento térmico.

Fundición por inducción al vacío: Proceso que utiliza el efecto electrotérmico de inducción para fundir metales y aleaciones al vacío. Seleccione la frecuencia de alimentación según la carga y la capacidad. Tiene dos tipos: alta frecuencia (>104Hz), media frecuencia (50~104Hz) y frecuencia industrial (50 o 60Hz). Los hornos de inducción se dividen en dos categorías: con núcleo (tipo tanque cerrado) y sin núcleo (tipo crisol). El primero tiene una alta eficiencia electrotérmica y un alto factor de potencia, pero requiere extracción de material fundido y una temperatura de fusión baja, por lo que es adecuado para la fusión continua de una sola variedad; el segundo tiene una temperatura de fusión alta y una eficiencia electrotérmica baja, y es adecuado para la fusión de; Aceros especiales y aleaciones a base de níquel. La fusión por inducción al vacío se utiliza ampliamente en la producción de aleaciones de alta temperatura, aceros de alta resistencia y aceros de ultra alta resistencia.

Proceso de fabricación de acero

Fabricación de escoria: operación para ajustar la composición, alcalinidad, viscosidad y reactividad de la escoria en la producción de acero y hierro. El objetivo es refinar el metal con la composición y temperatura requeridas mediante la reacción escoria-metal. Por ejemplo, las operaciones de producción de escoria y soplado de oxígeno del convertidor de oxígeno de soplado superior tienen como objetivo generar escoria con suficiente fluidez y alcalinidad para reducir el azufre y el fósforo por debajo del límite superior del tipo de acero planificado y reducir el riesgo de salpicaduras y escoria. desbordamiento durante el soplado de oxígeno. Reduzca la cantidad al mínimo.

Descarga de escoria: La operación de descarga o eliminación de escoria realizada durante el proceso de fundición de acuerdo con diferentes condiciones y propósitos de fundición durante la fabricación de acero en horno de arco eléctrico. Por ejemplo, cuando se utiliza el método de escoria única para fundición, la escoria oxidada debe eliminarse al final de la oxidación; cuando se utiliza el método de escoria doble para producir escoria reducida, la escoria oxidada original debe liberarse por completo para evitar el retorno de fósforo, etc. .

Agitación del baño fundido: Suministro de energía al baño de metal fundido para provocar el movimiento del metal fundido y la escoria para mejorar las condiciones cinéticas de la reacción metalúrgica. La agitación del charco fundido se puede lograr con la ayuda de gas, maquinaria, inducción electromagnética y otros métodos.

Soplado del fondo del horno eléctrico: N2, Ar, CO2, CO, CH4, O2 y otros gases se soplan al baño fundido en el horno a través de la boquilla colocada en el fondo del horno de acuerdo con los requisitos del proceso para acelerar la fusión y promover el proceso de reacción metalúrgica. El proceso de soplado de fondo puede acortar el tiempo de fundición, reducir el consumo de energía, mejorar las operaciones de desfosforización y desulfuración, aumentar la cantidad de manganeso residual en el acero y aumentar el rendimiento de metales y aleaciones. También puede hacer que la composición y la temperatura del acero fundido sean más uniformes, mejorando así la calidad del acero, reduciendo costos y aumentando la productividad.

Período de fusión: El período de fusión de la fabricación de acero es principalmente para la fabricación de acero de hogar abierto y horno eléctrico. En la siderurgia con horno de arco eléctrico se denomina período de fusión desde el momento en que se enciende la energía hasta que se funde toda la carga, y en la siderurgia de hogar abierto, desde el momento en que se mezcla el hierro fundido hasta el momento en que se funde toda la carga. está derretido. La tarea del período de fusión es fundir y calentar la carga lo más rápido posible y producir escoria para el período de fusión.

Período de oxidación y período de descarburación: el período de oxidación de la fabricación de acero en horno de arco eléctrico de potencia ordinaria generalmente se refiere a la etapa del proceso desde la fusión de la carga, el muestreo y el análisis hasta la eliminación de la escoria oxidada. Algunas personas también piensan que comienza con el soplado de oxígeno o la descarburación del mineral. Las principales tareas del período de oxidación son oxidar el carbono y el fósforo del acero fundido; eliminar gases e inclusiones y calentar el acero fundido de manera uniforme; La descarburación es un proceso operativo importante durante el período de oxidación. Para garantizar la pureza del acero, se requiere que la cantidad de descarburación sea superior a aproximadamente el 0,2%. Con el desarrollo de la tecnología de refinación fuera del horno, la mayor parte del refinamiento por oxidación de los hornos de arco eléctrico se traslada a cucharas u hornos de refinación.

Período de refinación: durante el proceso de fabricación del acero, algunos elementos y compuestos que son perjudiciales para la calidad del acero se seleccionan en la fase gaseosa o se descargan o flotan en la escoria mediante reacciones químicas mediante la fabricación de escoria y otros métodos. para que puedan retirarse del acero fundido. El período de operación del proceso está excluido de.

Período de reducción: en las operaciones ordinarias de fabricación de acero en hornos de arco eléctrico, el período desde la finalización de la eliminación de la escoria al final de la oxidación hasta el roscado del acero generalmente se denomina período de reducción. Su tarea principal es crear escoria para difusión, desoxidación, desulfuración, control de composición química y ajuste de temperatura. El período de reducción ahora ha sido eliminado para las operaciones de fabricación de acero con hornos de arco eléctrico de alta y ultra potencia.

Refinado fuera del horno: proceso siderúrgico que traslada el acero fundido inicialmente refinado en un horno siderúrgico (convertidor, horno eléctrico, etc.) a otro recipiente para su refinado, también llamado metalurgia secundaria. Por tanto, el proceso de fabricación de acero se divide en dos pasos: refinado primario y refinado.

Refinación primaria: La carga se funde, se desfosforiza, descarbura y se alea principalmente en un horno con atmósfera oxidante. Refinación: desgasificar, desoxidar, desulfurar, eliminar inclusiones y afinar la composición del acero fundido inicialmente refinado en recipiente con vacío, gas inerte o atmósfera reductora. Las ventajas de realizar la fabricación de acero en dos pasos son: puede mejorar la calidad del acero, acortar el tiempo de fundición, simplificar el proceso y reducir los costos de producción. Hay muchos tipos de refinación fuera del horno, que se pueden dividir aproximadamente en dos categorías: refinación fuera del horno bajo presión normal y refinación fuera del horno al vacío. Según los diferentes métodos de procesamiento, se puede dividir en refinación fuera del horno del tipo de procesamiento en cuchara y refinación fuera del horno del tipo de refinación en cuchara.

Agitación de acero fundido: Agitación de acero fundido durante el proceso de refinado fuera del horno. Homogeneiza la composición y temperatura del acero fundido y promueve reacciones metalúrgicas. La mayoría de los procesos de reacción metalúrgica son reacciones de interfaz de fase, y la velocidad de difusión de los reactivos y productos es el eslabón limitante en estas reacciones. Cuando el acero fundido está en estado estático, su velocidad de reacción metalúrgica es muy lenta. Por ejemplo, la desulfuración del acero fundido estático en un horno eléctrico tarda de 30 a 60 minutos, mientras que la desulfuración mediante agitación del acero fundido en el refinado del horno sólo tarda de 3 a 5 minutos. minutos. Cuando el acero fundido está en estado estático, las inclusiones se eliminan flotando y la velocidad de eliminación es lenta cuando el acero fundido se agita, la velocidad de eliminación de las inclusiones aumenta exponencialmente y está relacionada con la intensidad, el tipo y las características de la agitación; y concentración de las inclusiones.

Alimentación del alambre de la cuchara: alimente el polvo de desoxidación, desulfuración y ajuste fino envuelto en láminas de hierro en la cuchara a través de una máquina de alimentación de alambre, como polvo de Ca-Si, o alimente directamente alambre de aluminio, alambre de carbono, etc. Métodos de desulfuración profunda, tratamiento con calcio y ajuste fino de componentes de carbono y aluminio en acero fundido. También tiene la función de limpiar el acero fundido y mejorar la forma de las inclusiones no metálicas.

Tratamiento en cuchara: abreviatura de tratamiento en cuchara tipo refinado fuera del horno. Se caracteriza por un tiempo de refinación corto (alrededor de 10 a 30 minutos), una sola tarea de refinación, sin dispositivo de calentamiento para compensar la caída de la temperatura del acero fundido, una operación de proceso simple y una baja inversión en equipo. Cuenta con dispositivos como desgasificación de acero fundido, desulfuración, control de composición y cambio de morfología de inclusión. Como el método de desgasificación por ciclo de vacío (RH, DH), el método de soplado de argón al vacío con cuchara (Gazid), el método de pulverización de polvo con cuchara (IJ, TN, SL), etc., todos entran en esta categoría.

Refinado en cuchara: abreviatura de refinado en cuchara fuera del refinado en horno. Se caracteriza por un tiempo de refinación más largo que el procesamiento en cuchara (entre 60 y 180 minutos), una variedad de funciones de refinación y un dispositivo de calentamiento para compensar la disminución de la temperatura del acero fundido. Es adecuado para todo tipo de acero de alta aleación. y refinación de tipos de acero de rendimiento especial (como especies de acero ultrapuro). El método de descarburación con oxígeno al vacío (VOD), el método de desgasificación por calentamiento por arco al vacío (VAD), el método de refinación en cuchara (ASEA-SKF), el método de ajuste fino del componente de soplado de argón cerrado (CAS), etc., todos entran en esta categoría similar a esta; También existe la descarburación con oxígeno y argón (AOD).

Tratamiento con gas inerte: soplar gas inerte en el acero fundido. Este gas en sí no participa en la reacción metalúrgica, pero cada pequeña burbuja que surge del acero fundido equivale a una "pequeña cámara de vacío" (burbuja). La presión parcial de H2, N2 y CO es cercana a cero), lo que tiene un efecto de "lavado de gas". El principio de producción de acero inoxidable mediante el método de refinación fuera del horno es utilizar la relación equilibrada entre el carbono-cromo y la temperatura bajo diferentes presiones parciales de CO. El uso de gas inerte para agregar oxígeno para el refinado y la descarburación puede reducir la presión parcial de CO en la reacción carbono-oxígeno. En condiciones de temperatura más baja, el contenido de carbono se reduce sin que se oxide el cromo.

Prealeación: El proceso operativo de añadir uno o varios elementos de aleación al acero fundido para que cumpla con las especificaciones de composición del acero acabado se denomina aleación. En la mayoría de los casos, la desoxidación y la aleación se llevan a cabo al mismo tiempo. Parte del desoxidante agregado al acero se consume en la desoxidación del acero y se convierte en productos de desoxidación y se descarga, la otra parte es absorbida por el acero fundido y se reproduce; un papel de aleación. Antes de que la operación de desoxidación se complete por completo, el efecto de aleación causado por la aleación agregada al mismo tiempo que el acero fundido absorbe el desoxidante se denomina prealeación.

Control de composición: operación para garantizar que los componentes del acero acabado cumplen todos los requisitos estándar. El control de la composición abarca todos los aspectos, desde el procesamiento por lotes hasta el roscado, pero la atención se centra en el control de la composición del elemento de aleación durante la aleación. Para el acero de alta calidad, a menudo se requiere controlar con precisión la composición dentro de un rango estrecho, generalmente se controla de acuerdo con los límites medio e inferior sin afectar el rendimiento del acero;

Aumento de silicio: Al final del soplado, el contenido de silicio en el acero fundido es extremadamente bajo. Para cumplir con los requisitos de contenido de silicio de cada grado de acero, se debe agregar una cierta cantidad de silicio en forma de materiales de aleación. Además de utilizarse como parte de consumo de desoxidante, también aumenta el silicio en el acero fundido. La cantidad de silicio agregado debe calcularse con precisión y no debe exceder el rango permitido del tipo de acero soplado.

Control de punto final: el control que se lleva a cabo en el punto final de la fabricación de acero y el soplado del convertidor de oxígeno (final del soplado de oxígeno) para garantizar que la composición química y la temperatura del metal cumplan con los requisitos planificados de extracción de acero en el punto final. mismo tiempo. Hay dos métodos para el control del punto final: método de carburación y método de extracción de carbono.

Tapping: Operación de liberar acero fundido cuando la temperatura y composición del acero fundido cumplen con los requisitos especificados para el tipo de acero que se está fabricando. Al perforar acero, tenga cuidado de evitar que la escoria fundida fluya hacia el cucharón. Los aditivos utilizados para ajustar la temperatura, la composición y la desoxidación del acero fundido se agregan a la cuchara o corriente de extracción durante el proceso de extracción.