Classificação de equipamentos de fabricação e refino de aço

Classificação do refino de aço:

Pode ser dividido em refino em forno e refino fora do forno. O refino fora do forno refere-se ao tratamento de refino do aço líquido fora do forno de fabricação de aço, como desgaseificação a vácuo, pulverização de pó, etc. O refino em forno refere-se ao processo de refino, como sopro de oxigênio, no forno de fabricação de aço. Adicionar minério, etc.

Classificado por objeto de processamento:

Pode ser dividido em refino de aço comum e refino de aço de alto desempenho. O refino de aço comum refere-se ao tratamento de refino de aço carbono comum, aço de baixa liga, etc., e o refino de aço de alto desempenho refere-se ao tratamento de refino de aço de alta resistência, aço inoxidável, aço ferramenta, etc.

Forno de arco elétrico: utiliza o calor do arco gerado entre o eletrodo e o material do forno para fundir o material do forno, usando principalmente sucata de aço como matéria-prima, e também pode adicionar um pouco de ferro gusa ou ferro diretamente reduzido. A fabricação de aço em forno de arco elétrico tem as características de alta flexibilidade, a capacidade de produzir vários tipos de aço e forte adaptabilidade às matérias-primas, tornando-o adequado para a produção de aço especial e aço de alta liga.

Forno de Refino de Panela (LF):Equipamento que combina as funções de aquecimento e refino de um forno de fabricação de aço. As principais funções incluem aumentar a temperatura e o isolamento do aço líquido, fornecer nova energia térmica ao aço líquido por meio de aquecimento por arco, facilitar a adição de ligas e ajustar a composição, adicionar materiais de escória e obter dessulfuração e desoxidação profundas do aço líquido; A função de agitação com argônio sopra gás argônio no aço líquido através dos tijolos permeáveis na parte inferior da panela, permitindo que o aço seja agitado e homogeneizado em termos de composição e temperatura; Alguns fornos de refino de panela também possuem função de desgaseificação a vácuo, que pode remover gases como hidrogênio e nitrogênio do líquido de aço, reduzir ainda mais o teor de oxigênio e enxofre e obter um líquido de aço de maior pureza.

Equipamentos de Forno de Fabricação e Refino de Aço

I. Fornos Primários de Fabricação de Aço

1. Forno de Arco Elétrico (EAF)

• Princípio Central: Use a alta temperatura gerada pelo arco entre os eletrodos de grafite e a carga para fundir as matérias-primas (principalmente sucata de aço) e concluir o processo de fabricação de aço por meio de sopro de oxigênio, escória e outras operações.
• Características da Estrutura: Composto por corpo do forno, sistema de elevação do eletrodo, tampa do forno, mecanismo de inclinação e sistema de remoção de poeira. Os fornos de arco elétrico modernos são principalmente fornos de arco elétrico de ultra-alta potência (UHP) para melhorar a eficiência da fusão.
• Vantagens: Adaptabilidade flexível da matéria-prima (pode usar 100% de sucata de aço), ciclo de fusão curto, baixa poluição ambiental (equipado com remoção eficiente de poeira) e adequado para a produção de aço especial e aço carbono de alta qualidade.
• Parâmetros Chave: Nível de potência (a classe UHP geralmente é de 600 a 1200 kVA/t), ciclo de fusão (40 a 60 minutos por carga), temperatura de vazamento (1600 a 1650°C).

2. Forno Básico de Oxigênio (BOF)

• Princípio Central: Use ferro gusa líquido como principal matéria-prima, sopre oxigênio de alta pureza no ferro líquido de cima ou de baixo, oxide carbono, silício, manganês e outras impurezas no ferro líquido e libere uma grande quantidade de calor para aumentar a temperatura do aço líquido.
• Características da Estrutura: Inclui principalmente corpo do forno (concha de aço + revestimento de tijolo de magnésia carbono), sistema de lança de oxigênio, coifa de fumaça da boca do forno e dispositivo de inclinação. De acordo com o método de sopro de oxigênio, é dividido em conversor de sopro superior, conversor de sopro inferior e conversor de sopro combinado.
• Vantagens: Alta eficiência de produção (a capacidade de um único forno pode atingir 300 a 400 toneladas), baixo custo de produção e adequado para a produção contínua em larga escala de aço carbono comum.
• Cenário de Aplicação: O equipamento principal de grandes usinas siderúrgicas integradas, combinando o processo de produção contínua de alto-forno - conversor.

3. Forno de Indução

• Princípio Central: Use a indução eletromagnética para gerar corrente parasita na carga e confie no efeito térmico da corrente parasita para fundir as matérias-primas. É dividido em forno de indução sem núcleo e forno de indução de canal.
• Vantagens: Velocidade de aquecimento rápida, temperatura uniforme do aço líquido, controle preciso da composição e pequena área ocupada.
• Cenário de Aplicação: Adequado para usinas siderúrgicas de pequeno e médio porte, usado para fundir aço especial, aço liga e produção de peças fundidas de precisão.

II. Fornos de Refino Secundário

1. Forno de Panela (LF)

• Função Central: A desgaseificação a vácuo não é realizada, principalmente para aquecimento, desoxidação, dessulfuração e ajuste da composição do aço líquido. Ele usa eletrodos de grafite para gerar arco na panela para aquecer o aço líquido e remove inclusões adicionando agentes de escória (cal, fluorita).
• Vantagens Principais: Pode ajustar com precisão a temperatura do aço líquido (precisão do controle de temperatura ±5°C), melhorar a limpeza do aço líquido e estender o tempo de vazamento da fundição contínua.
• Aplicação: Amplamente utilizado em linhas de produção de fornos de arco elétrico e conversores, especialmente para o refino de aço especial.

2. Forno de Desgaseificação a Vácuo RH

• Princípio Central: Use o princípio da sucção a vácuo e circulação para levantar o aço líquido da panela para a câmara de vácuo, remover o gás dissolvido (H, N) no aço líquido em condições de alto vácuo e realizar a desidrogenação, desnitrificação e desgaseificação.
• Características da Estrutura: Composto por câmara de vácuo, tubo de elevação, sistema de vácuo e sistema de acionamento de circulação de aço líquido.
• Vantagens: Alta eficiência de desgaseificação (o teor de hidrogênio pode ser reduzido para ≤2 ppm), tempo de processamento curto e adequado para a produção em larga escala de aço de alta qualidade (como aço para painéis automotivos, aço para tubulações).

3. Forno de Refino a Vácuo VD/VOD

• VD (Forno de Desgaseificação a Vácuo): Semelhante ao RH em função, é um equipamento de desgaseificação a vácuo estático, adequado para refino de panela de pequeno e médio porte, com baixo investimento em equipamentos.
• VOD (Forno de Descarburação a Oxigênio a Vácuo): Com base no VD, adicione a função de sopro de oxigênio, que pode realizar a descarburação em condições de vácuo e é usado principalmente para fundir aço inoxidável (reduzindo o teor de carbono para abaixo de 0,03%, mantendo o cromo).

4. Forno AOD (Forno de Descarburação a Argônio e Oxigênio)

• Princípio Central: Sopre uma mistura de argônio e oxigênio no aço líquido, reduza a pressão parcial de CO por argônio, realize a descarburação em uma temperatura mais baixa e evite a perda de oxidação do cromo.
• Cenário de Aplicação: O equipamento principal para fundir aço inoxidável e aço liga de alto cromo, com alto rendimento de metal e qualidade estável do produto.

III. Sistemas de Suporte Chave

1. Sistema de Panela: Responsável por transportar aço líquido entre o forno de fabricação de aço, forno de refino e máquina de fundição contínua, e seu material de revestimento (tijolo de magnésia carbono, tijolo de alumínio magnésio carbono) afeta diretamente a perda de temperatura e a limpeza do aço líquido.
2. Sistema de Escória: Adicione agentes de escória (cal, fluorita, sílica) para formar uma camada de escória protetora, que desempenha os papéis de desoxidação, dessulfuração e adsorção de inclusões.
3. Sistema de Controle de Automação: Realize o monitoramento e ajuste em tempo real dos parâmetros de fusão (temperatura, teor de oxigênio, corrente do eletrodo) e melhore a estabilidade e o nível de automação do processo de fusão.

IV. Tendência de Desenvolvimento

1. Verde e Baixo Carbono: Popularize tecnologias de economia de energia, como recuperação de calor residual de gases de combustão e revestimento por pulverização térmica de eletrodos; desenvolva fornos de arco elétrico usando gás redutor rico em hidrogênio para reduzir as emissões de carbono.
2. Inteligência: Aplique tecnologias como big data, inteligência artificial e gêmeos digitais para realizar o controle inteligente de todo o processo de fabricação e refino de aço e prever a qualidade do aço líquido.
3. Escala e Alta Eficiência: Desenvolva conversores de grande capacidade (400 a 500 toneladas) e fornos de arco elétrico de ultra-alta potência para melhorar a eficiência de produção de um único forno e reduzir o consumo unitário de energia.