Classification des équipements de fabrication et d'affinage de l'acier

Classification de l'affinage de l'acier :

Peut être divisé en affinage en poche et affinage hors four. L'affinage hors four fait référence au traitement d'affinage de l'acier en fusion en dehors du four de fabrication de l'acier, tel que le dégazage sous vide, la pulvérisation de poudre, etc. L'affinage en four fait référence au processus d'affinage, tel que le soufflage d'oxygène, dans le four de fabrication de l'acier. Ajouter du minerai, etc.

Classé par objet de traitement :

Peut être divisé en affinage d'acier ordinaire et en affinage d'acier haute performance. L'affinage d'acier ordinaire fait référence au traitement d'affinage de l'acier au carbone ordinaire, de l'acier faiblement allié, etc., et l'affinage d'acier haute performance fait référence au traitement d'affinage de l'acier à haute résistance, de l'acier inoxydable, de l'acier à outils, etc.

Four à arc électrique: utilise la chaleur de l'arc générée entre l'électrode et le matériau du four pour faire fondre le matériau du four, en utilisant principalement de la ferraille comme matière première, et peut également ajouter de la fonte ou du fer réduit directement. La fabrication de l'acier au four à arc électrique présente les caractéristiques d'une grande flexibilité, de la capacité de produire plusieurs types d'acier et d'une forte adaptabilité aux matières premières, ce qui la rend adaptée à la production d'acier spéciaux et d'acier fortement allié.

Four d'affinage en poche (LF) :Équipement qui combine les fonctions de chauffage et d'affinage d'un four de fabrication d'acier. Les fonctions principales comprennent l'augmentation de la température et l'isolation de l'acier en fusion, l'apport d'une nouvelle énergie thermique à l'acier en fusion par chauffage à l'arc, la facilitation de l'ajout d'alliages et l'ajustement de la composition, l'ajout de scories et la réalisation d'une désulfuration et d'une désoxydation profondes de l'acier en fusion ; La fonction d'agitation à l'argon souffle du gaz argon dans l'acier en fusion à travers les briques perméables au fond de la poche, ce qui permet d'agiter et d'homogénéiser l'acier en termes de composition et de température ; Certains fours d'affinage en poche ont également une fonction de dégazage sous vide, qui peut éliminer les gaz tels que l'hydrogène et l'azote du liquide d'acier, réduire davantage la teneur en oxygène et en soufre et obtenir un liquide d'acier de plus grande pureté.

Équipement de four de fabrication et d'affinage de l'acier

I. Fours de fabrication d'acier primaires

1. Four à arc électrique (EAF)

• Principe de base: Utilisez la température élevée générée par l'arc entre les électrodes en graphite et la charge pour faire fondre les matières premières (principalement de la ferraille), et terminez le processus de fabrication de l'acier par soufflage d'oxygène, scoriification et autres opérations.
• Caractéristiques structurelles: Composé d'un corps de four, d'un système de levage d'électrodes, d'un couvercle de four, d'un mécanisme d'inclinaison et d'un système d'élimination des poussières. Les fours à arc électrique modernes sont pour la plupart des fours à arc électrique à très haute puissance (UHP) pour améliorer l'efficacité de la fusion.
• Avantages: Adaptabilité flexible des matières premières (peut utiliser 100 % de ferraille), cycle de fusion court, faible pollution environnementale (équipé d'une élimination efficace des poussières) et adapté à la production d'acier spéciaux et d'acier au carbone de haute qualité.
• Paramètres clés: Niveau de puissance (le grade UHP est généralement de 600 à 1 200 kVA/t), cycle de fusion (40 à 60 minutes par chauffe), température de coulée (1 600 à 1 650 °C).

2. Four à oxygène basique (BOF)

• Principe de base: Prendre de la fonte en fusion comme matière première principale, souffler de l'oxygène de haute pureté dans la fonte en fusion par le haut ou le bas, oxyder le carbone, le silicium, le manganèse et d'autres impuretés dans la fonte en fusion, et libérer une grande quantité de chaleur pour augmenter la température de l'acier en fusion.
• Caractéristiques structurelles: Comprend principalement le corps du four (coque en acier + revêtement en briques de magnésie-carbone), le système de lance à oxygène, la hotte d'évacuation des fumées et le dispositif d'inclinaison. Selon la méthode de soufflage d'oxygène, il est divisé en convertisseur à soufflage par le haut, convertisseur à soufflage par le bas et convertisseur à soufflage combiné.
• Avantages: Efficacité de production élevée (la capacité d'un seul four peut atteindre 300 à 400 tonnes), faible coût de production et adapté à la production continue à grande échelle d'acier au carbone ordinaire.
• Scénario d'application: L'équipement principal des aciéries intégrées à grande échelle, correspondant au processus de production continu du haut fourneau - convertisseur.

3. Four à induction

• Principe de base: Utilisez l'induction électromagnétique pour générer un courant de Foucault dans la charge, et comptez sur l'effet thermique du courant de Foucault pour faire fondre les matières premières. Il est divisé en four à induction sans noyau et en four à induction à canal.
• Avantages: Vitesse de chauffage rapide, température uniforme de l'acier en fusion, contrôle précis de la composition et faible encombrement.
• Scénario d'application: Convient aux aciéries de petite et moyenne taille, utilisé pour la fusion d'acier spéciaux, d'acier allié et la production de pièces brutes de fonderie de précision.

II. Fours d'affinage secondaires

1. Four en poche (LF)

• Fonction principale: Le dégazage sous vide n'est pas effectué, principalement pour le chauffage, la désoxydation, la désulfuration et l'ajustement de la composition de l'acier en fusion. Il utilise des électrodes en graphite pour générer un arc dans la poche afin de chauffer l'acier en fusion et élimine les inclusions en ajoutant des agents de scoriification (chaux, fluorite).
• Principaux avantages: Peut ajuster avec précision la température de l'acier en fusion (précision du contrôle de la température ±5 °C), améliorer la propreté de l'acier en fusion et prolonger le temps de coulée de la coulée continue.
• Application: Largement utilisé dans les lignes de production de fours à arc électrique et de convertisseurs, en particulier pour l'affinage de l'acier spécial.

2. Four de dégazage sous vide RH

• Principe de base: Utilisez le principe de l'aspiration et de la circulation sous vide pour soulever l'acier en fusion de la poche dans la chambre à vide, éliminer le gaz dissous (H, N) dans l'acier en fusion dans des conditions de vide poussé et réaliser la déshydrogénation, la dénitrification et le dégazage.
• Caractéristiques structurelles: Composé d'une chambre à vide, d'un tuyau de levage, d'un système de vide et d'un système d'entraînement de circulation de l'acier en fusion.
• Avantages: Efficacité de dégazage élevée (la teneur en hydrogène peut être réduite à ≤ 2 ppm), temps de traitement court et adapté à la production à grande échelle d'acier de haute qualité (tel que l'acier pour panneaux automobiles, l'acier pour pipelines).

3. Four de raffinage sous vide VD/VOD

• VD (Four de dégazage sous vide): Similaire à RH en fonction, il s'agit d'un équipement de dégazage sous vide statique, adapté à l'affinage en poche de petite et moyenne taille, avec un faible investissement en équipement.
• VOD (Four de décarburation à l'oxygène sous vide): Sur la base de VD, ajoutez la fonction de soufflage d'oxygène, qui peut réaliser la décarburation dans des conditions de vide, et est principalement utilisé pour la fusion de l'acier inoxydable (réduisant la teneur en carbone en dessous de 0,03 % tout en conservant le chrome).

4. Four AOD (Four de décarburation à l'argon-oxygène)

• Principe de base: Souffler un mélange d'argon et d'oxygène dans l'acier en fusion, réduire la pression partielle de CO par l'argon, réaliser la décarburation à une température plus basse et éviter la perte d'oxydation du chrome.
• Scénario d'application: L'équipement clé pour la fusion de l'acier inoxydable et de l'acier allié à haute teneur en chrome, avec un rendement métallique élevé et une qualité de produit stable.

III. Systèmes de support clés

1. Système de poche: Responsable du transport de l'acier en fusion entre le four de fabrication d'acier, le four d'affinage et la machine de coulée continue, et son matériau de revêtement (brique de magnésie-carbone, brique d'aluminium-magnésium-carbone) affecte directement la perte de température et la propreté de l'acier en fusion.
2. Système de scoriification: Ajouter des agents de scoriification (chaux, fluorite, silice) pour former une couche de scories protectrice, qui joue les rôles de désoxydation, de désulfuration et d'adsorption des inclusions.
3. Système de contrôle automatique: Réaliser la surveillance et l'ajustement en temps réel des paramètres de fusion (température, teneur en oxygène, courant des électrodes) et améliorer la stabilité et le niveau d'automatisation du processus de fusion.

IV. Tendance de développement

1. Vert et à faible émission de carbone: Populariser les technologies d'économie d'énergie telles que la récupération de la chaleur des gaz de combustion et le revêtement par pulvérisation thermique des électrodes ; développer des fours à arc électrique utilisant un gaz réducteur riche en hydrogène pour réduire les émissions de carbone.
2. Intelligentisation: Appliquer des technologies telles que le big data, l'intelligence artificielle et les jumeaux numériques pour réaliser le contrôle intelligent de l'ensemble du processus de fabrication et d'affinage de l'acier et prédire la qualité de l'acier en fusion.
3. À grande échelle et à haut rendement: Développer des convertisseurs de grande capacité (400 à 500 tonnes) et des fours à arc électrique à très haute puissance pour améliorer l'efficacité de la production par four et réduire la consommation d'énergie unitaire.