Вторичное рафинирование — также называемое ковшовым рафинированием или рафинированием в печи-ковше — является важным процессом в современном сталеплавильном производстве. После первичной плавки в электродуговой или индукционной печи расплавленная сталь переливается в рафинировочную печь для дальнейшей обработки.
Цель вторичного рафинирования заключается в повышении чистоты стали, точном контроле химического состава и температуры, а также в оптимизации неметаллических включений. Современные технологии рафинирования позволяют существенно снизить содержание вредных элементов и примесей — таких как сера, фосфор, кислород, водород и азот, — что помогает сталелитейным предприятиям производить стальную продукцию более высокого качества.
Основные функции вторичного рафинирования
Процесс вторичного рафинирования выполняет главным образом следующие задачи:
- Гомогенизация температуры и состава расплавленной стали посредством перемешивания;
- Точная корректировка сплава и строгий контроль состава;
- Контроль температуры перед непрерывным литьем;
- Десульфурация, раскисление, дегазация и удаление неметаллических включений;
- Модифицирование включений для улучшения свойств стали;
- Буферизация и координация производства между плавильными печами и машинами непрерывного литья заготовок.
Для достижения этих целей в системах рафинирования могут применяться продувка аргоном, продувка кислородом, ввод проволоки, инжекция порошковых материалов, нагрев, вакуумная обработка, а также технологии шлакового рафинирования.
Типовые схемы вторичного рафинирования стали из электродуговых печей
На сталеплавильных предприятиях, использующих электродуговые печи, к распространенным конфигурациям вторичного рафинирования относятся:
EAF + LRF + CCM
Данная конфигурация широко применяется для производства легированной стали и специальной стали общего назначения. Установка печь-ковш (LRF) выполняет преимущественно функции регулирования температуры, раскисления, корректировки химического состава и повышения чистоты стали перед непрерывной разливкой.
EAF + LRF + VD + CCM
Данный процесс подходит для производства «чистых» сталей, к которым предъявляются повышенные требования в отношении содержания газов и неметаллических включений, — таких как подшипниковая, зубчатая и трубная стали. Вакуумная обработка позволяет дополнительно повысить эффективность дегазации, десульфурации и удаления включений.
EAF + LRF + RH + CCM
Технологический маршрут LRF + RH широко применяется при производстве стали высокой чистоты. Установка LRF обеспечивает нагрев и шлаковое рафинирование, в то время как обработка на установке RH дополнительно снижает содержание водорода и кислорода, а также стабилизирует температуру разливки.
EAF + AOD/VOD + CCM
Этот технологический маршрут используется преимущественно для производства нержавеющей стали. Для обезуглероживания и рафинирования нержавеющей стали после первичной плавки в дуговой сталеплавильной печи применяются процессы AOD или VOD.
Решения для вторичного рафинирования в индукционных печах
По сравнению с производством EAF, сама индукционная печь имеет очень ограниченные возможности по очистке. Поэтому качество сырья особенно важно в операциях по производству ИФ.
В практических проектах выплавка стали в индукционных печах, как правило, применяется при следующих условиях:
- Наличие стабильных и качественных ресурсов лома;
- Переработка возвратного лома с прокатных станов или сталелитейных заводов;
- Местные электросети непригодны для электродуговых печей.
- Проекты с относительно низким бюджетом;
При использовании обычного смешанного лома вторичная рафинировка приобретает всё большее значение.
IF + LRF
Данная конфигурация обеспечивает главным образом регулировку температуры и незначительную корректировку состава. Тем не менее, она по-прежнему требует использования относительно качественных ломовых материалов.
IF + AOD + LRF
Этот процесс используется преимущественно для производства нержавеющей стали в индукционных печах.
IF + LOD + LRF
Рафинировочная печь LOD, разработанная SME Group, предназначена для повышения эффективности выплавки стали в индукционных печах за счет содействия процессам обезуглероживания и обесфосфоривания. Данное решение позволяет снизить зависимость от высококачественного металлолома, одновременно повышая качество готовой стали и укрепляя конкурентные позиции на соответствующих региональных рынках.
