تعتبر خردة الفولاذ المادة الخام الرئيسية لصهر أفران القوس الكهربائي. ما هي بدائلها؟

تعتبر خردة الفولاذ المادة الخام الرئيسية لصهر أفران القوس الكهربائي. ما هي بدائلها؟

تعتبر خردة الفولاذ المادة الخام الرئيسية لصهر أفران القوس الكهربائي. يعد الافتقار إلى موارد خردة الصلب أحد الأسباب الرئيسية التي تؤثر على تطوير صناعة الصلب في الفرنك. توجد بشكل عام ثلاثة مصادر لخردة الصلب ، وهي الصلب الذي تنتجه شركات الحديد والصلب أثناء عملية الإنتاج ، والمؤسسات الصناعية والتعدين التي تعالج الخردة في عملية الإنتاج ، والاجتماعية (الإنتاج ، والمعيشة ، والدفاع الوطني ، وما إلى ذلك) نفايات مواد الحديد والصلب (بما في ذلك هدم خردة الصلب مثل السيارات الخردة) والسفن والجسور الفولاذية وحديد البناء ، إلخ.). بسبب التقدم التكنولوجي ، انخفضت كمية الخردة الناتجة عن السببين الأولين ، واستمرت كمية الخردة الاجتماعية في الزيادة. بسبب الاستخدام المتكرر للخردة الاجتماعية أو احتوائها على كمية كبيرة من العناصر الضارة مثل Cu و Sn و As و Pb ، والتي لا يمكن إزالتها بسهولة ، يتم إثراء بعض العناصر الضارة في الفولاذ ، ونوعية خردة الفولاذ يتم تقليله. من أجل حل مشكلة نقص الخردة وتدهور الجودة ، من الضروري تطوير بدائل الخردة. في الوقت الحاضر ، البدائل الرئيسية لخردة الصلب هي: الحديد المنصهر (الحديد الزهر) ، الحديد المختزل المباشر (DRI) ، الحديد الحبيبي منزوع الكربنة ، كربيد الحديد ، المواد المعدنية المركبة ، إلخ.

1 معدن ساخن (حديد خام)

تستخدم أفران القوس الحديثة على نطاق واسع مسدسات الكربون والأكسجين ، والاحتراق الثانوي ، وتكنولوجيا حرق الأكسجين ، وتقنية الاحتراق الثانوي لغاز الأفران ، وما إلى ذلك ، وامتصاص المحول ودمجه لتقوية تقنية الصهر ، وخاصة تم تحسين كثافة إمداد الأكسجين بشكل كبير ، واستهلاك الأكسجين يصل إلى حوالي 30Nm3 / t. حتى أن بعضها يتجاوز 40 نيوتن متر مكعب / طن ، وهو قريب من استهلاك الأكسجين في المحول. في المقابل ، تزداد كمية الكربون ، والحديد المنصهر (الحديد الخام) هو الطريقة الأكثر فعالية للكربون. عندما يضاف الحديد المنصهر بكمية كبيرة ، بسبب أكسدة العناصر (بشكل أساسي الكربون) في الفولاذ المصهور ، يتم توليد كمية كبيرة من الحرارة الكيميائية. قد تكون هناك فترة من الوقت لا يتم فيها توفير الطاقة أثناء الصهر ، أي صهر محول الفرن الكهربائي. طريقة الصهر الكيميائي. تستخدم شركات الحديد والصلب طويلة التدفق أساسًا عملية المعدن الساخن مع أفران القوس الكهربائي ، وبعض مصانع الفولاذ التي تعمل بالقوس الكهربائي تقوم ببناء أفران صهر جديدة لتوفير المعدن الساخن لحل النقص في موارد خردة الصلب وتكلفة الإنتاج العالية للأفران الكهربائية العمليات. إن طريقة توريد الحديد المصهور إلى فرن القوس الكهربائي في فرن الصهر حديث الإنشاء ليست أفضل من التطوير الحالي والمستقبلي.

تتمتع صناعة الفولاذ في فرن القوس الكهربائي وتكنولوجيا المعادن الساخنة بالمزايا التالية:

1) بالنسبة لنوع فرن الصهر غير المسطح ، يمكن تحسين مصدر الطاقة ، وتشكيل حوض مصهور مسبقًا ، مما يزيد من وقت إمداد الطاقة العالية الطاقة ، ويقصر دورة الصهر ؛

2) زيادة الحرارة الفيزيائية والكيميائية وتحسين الكفاءة الحرارية ؛

3) يمكن أن يخفف من محتوى الشوائب المعدنية الضارة في الفولاذ المصهور.

ليس من الأفضل إضافة المزيد من الحديد المنصهر ، ومن الأنسب التحكم في نسبة الحديد المنصهر إلى 30٪ -50٪. عندما تكون كثافة إمداد الأكسجين منخفضة ، تكون نسبة الحديد المنصهر المثلى حوالي 30٪ ؛ عندما تكون كثافة إمداد الأكسجين كبيرة ، يمكن أن تصل نسبة الحديد المنصهر إلى 50٪. من أجل الحصول على فوائد التسخين المسبق الكافية ، يقترح فرن القوس الكهربائي الكمومي الذي طورته شركة Primetals of Germany أنه يجب استخدام خردة الفولاذ بنسبة 50٪ على الأقل. تسببت طريقة الصهر بالمحول للفرن الكهربائي بالماء الساخن المعدني بالكامل في فقدان فرن القوس الكهربائي تفوقه في التنمية المستدامة.

يتم صب الحديد الزهر بشكل أساسي من الحديد المنصهر (الحديد السائل) في السبائك. متوسط ​​الاستخدام العالمي للحديد الخام في أفران القوس الكهربائي هو 5٪ -10٪ من إجمالي المعدن.

02 حديد مختزل مباشر

حاليًا ، يستخدم 95٪ من DRI في إنتاج أفران القوس الكهربائي. يشير الاختزال المباشر إلى عملية صناعة الحديد التي يتم فيها تقليل خام الحديد والأكاسيد المحتوية على الحديد إلى منتجات معدنية أقل من درجة حرارة الانصهار ، ويتم إجراؤها عمومًا في فرن عمود أو فرن دوار. وفقًا للمنتجات المختلفة ، يتم تقسيمها إلى ثلاث فئات: الحديد الإسفنجي ، الكريات المعدنية والحديد الساخن. تشمل طرق الإنتاج الخفض المباشر القائم على الغاز والاختزال المباشر القائم على الفحم. يوضح الجدول 1 بيانات مصنع فرن كهربائي محلي باستخدام الاختزال المباشر. من البيانات الواردة في الجدول 1 ، يمكن اشتقاق مزايا استخدام الحديد المختزل المباشر في صناعة الصلب في فرن القوس الكهربائي:

1) تركيبة كيميائية مستقرة ، شوائب أقل ضررًا ، خاصة محتوى P ، S ، N ، مما يؤدي إلى إنتاج منتجات ذات قيمة مضافة عالية

2) الجودة المستقرة والعناصر المتبقية المنخفضة (مثل النحاس أقل من 0.002٪) ، والتي يمكن أن تخفف العناصر الضارة في خردة الصلب وتزيد من اختيار توريد الخردة ؛

3) يمكن تحميل الحديد الإسفنجي وحديد فحم حجري ساخن بشكل مستمر في الفرن ، مع تقليل وقت انقطاع التيار الكهربائي وفقدان صغير للحرارة ، مما يساعد على توفير الكهرباء ، وكذلك تقصير وقت صهر الفرن الكهربائي وزيادة الإنتاج ؛

4) من المفيد صنع خبث الرغوة وإطالة العمر التشغيلي للحرارة والأقطاب الكهربائية في الفرن.

في الوقت الحالي ، تجاوزت كمية DRI المستخدمة في أفران القوس الكهربائي في البلدان الأجنبية بشكل أساسي 50٪ ، بل إن البعض يستخدم 100٪ DRI.