Ruostumattoman teräksen valmistaminen loppupään terässulattoprosessit.

Transkriptio

1 Ruostumattoman teräksen valmistaminen loppupään terässulattoprosessit

2 Johdanto Tuotantokaavio AOD-konvertteri AOD Senkka-asema SA Yhteenveto

3 Ruostumaton teräs Ruostumaton teräs koostuu raudasta sekä seosaineista, kuten kromi, nikkeli, mangaani, rikki, pii, happi ja hiili Jokaiselle alkuaineelle on määritetty tuotestandardin mukainen tavoite- tai maksimipitoisuus teräksessä Jokainen alkuaine vaikuttaa lopullisen tuotteen ominaisuuksiin Kromi suojaa terästä korroosiolta Nikkeli vaikuttaa teräksen kovuuteen ja sitkeyteen Mangaani vaikuttaa teräksen työstettävyyteen Rikki vaikuttaa teräksen hitsattavuuteen Happi vaikuttaa teräksen puhtauteen Hiili vaikuttaa teräksen lujuuteen ja kovuuteen

4 Terässulaton tuotantokaavio Linja 1 95 t Sula FeCr FeCr-konvertteri CRK Romun kuivaus Linja t Valokaariuuni VKU1 AOD-konvertteri AOD1 Senkkakäsittely SA1 Jatkuvavalukone JVK1 Kuumavalssaamo Romupiha Aihiohiomo Romun kuivaus Valokaariuuni VKU2 AOD-konvertteri AOD2 Senkkakäsittely SA2 Jatkuvavalukone JVK2 Kuumahiomo

5 Sulaton alkupään prosessivaiheet C Si Cr 7 4,5 53 C Si Cr 3 0,1 37 AOD-konvertteri AOD1 Hiilen hapettaminen Piin hapettaminen Cr2O3 pelkistäminen Seostaminen FeCr-konvertteri CRK Välivarasto Energiaetu Piin hapettaminen C Si Cr ,1 20 Valokaariuuni VKU1 Kierrätysteräksen sulattaminen C Si Cr 0,02 0,36 18

6 Sulaton loppupään prosessivaiheet C Si Cr ,1 20 C Si Cr 0,02 0,36 18 C Si Cr 0,022 0,4 18,2 AOD-konvertteri AOD1 Hiilen hapettaminen Piin hapettaminen Cr2O3 pelkistäminen Seostaminen Senkka-asema SA1 Seostaminen Lämpötilan täsmäys Sulkeumien muokkaus Välivarasto Jatkuvavalu JVK1 Teräksen jähmettäminen Sekvenssivalu

7 AOD-konvertteri AOD = (Argon Oxygen Decarburization) Tavoitteena on tehdä oikea teräsmäärä, oikeaan aikaan ja oikeassa koostumuksessa mahdollisimman nopeasti ja taloudellisesti Konvertterissa mellotetaan (hapetetaan, poltetaan) teräksen hiili ja pii haluttuun pitoisuuteen Myös teräksen kromi hapettuu kromioksidiksi Hiilen, piin ja kromin palaminen (hapettuminen) tuottaa lämpöä, joka voidaan käyttää romun sulattamiseen Palamistuotteet, kuten kromi- tai piioksidit nousevat teräksen pinnalle muodostaen kuonan Syntyvän kuonan koostumusta muokataan lisäämällä siihen kalkkia

8 AOD-konvertteri Siiloista Seosaineet Siiloromu Molybdeeni Nikkeli Kromi Pelkistysaineet Piimangaani Ferropii Kuonanmuodostajat Kalkki Dolomiitti Fluspaatti CRK + VKU sula C Si Cr Ni , Sula senkka-asemalle C Si Cr Ni 0,02 0,3 18 8

9 AOD-prosessi AOD-konvertterissa sulasta teräksestä poistetaan hiili puhaltamalla teräkseen hapea ja hapen argonin ja typen seosta Teräksen rikkipitoisuus pyritään minimoimaan kuonan avulla AOD-prosessissa on kolme vaihetta: mellotus, pelkistys ja rikinpoisto Mellotuksessa terässulassa oleva kromi hapettuu Pelkistyksessä kuonassa oleva kromioksidi palautetaan teräkseen piiseostuksella Loppuseostus tehdään tarvittaessa lähelle tulevan tuotteen tavoitekoostumusta Teräksen lämpötila tähdätään n asteeseen

10 Senkkametallurgia Senkkametallurgian tavoitteena on Nopeuttaa AOD-prosessia Täsmätä teräksen tuotekoostumus Kemiallinen koostumus Sulkeumien muokkaus ja poisto Kaasumaisten komponenttien poisto (vety, rikki, happi) Täsmätä teräksen lämpötila jatkuvavalua varten Toimia puskurivarastona sekvenssivalulle

11 Senkka-asema Seosainejärjestelmä SEOSAINEJÄRJESTELMÄ NÄYTTEEN- JA LÄMPÖTILANMITTAUS Näytteenotto ja lämpötilanmittaus Käsittelyt Lämmönmittaus Näytteenotto Kuonan poisto Kuumennus Sekoitus Seostus Kuonan laappakone KUONAN LAAPPAKONE Muuntaja MUUNTAJA Langansyöttö LANGANSYÖTTÖ, 4 LINJAA Pölynpoisto PÖLYNPOISTO Pohja ja tankohuuhtelu POHJA JA TANK Kuonapatavaunu KUONAPATAVAUNU Senkkavaunu SENKKAVAUNU

12 Kuumennus ELEKTRODIT Kuumennus tuo joustavuutta prosessiin Lämmitys, jos teräs jäähtyy liikaa Ongelmana hiilen liukeneminen elektrodeista

13 Laappaus eli kuonanpoisto Laapalla poistetaan pintakuonaa Pintakuonan poistaminen Jähmettyneen kuonakuoren rikkominen

14 Seostus Seostus tapahtuu palaseosaineilla, kierrätysteräksellä, langoilla ja kaasulla Tavoitteet Sulan koostumuksen täsmäys tuotestandardiin Sulan jäähdyttäminen Sulkeumien muokkaus Esimerkkejä seosaineista Palaseosaineet (FeTi, SiMn, FeSi, FeCr) Langat (FeNb, FeTi, S, CaSi, Al) Käsinlisäykset (C, FeB, Cu) Kaasu (N2)

15 Sekoitus Senkka-asemalla sekoitus tapahtuu argonhuuhtelulla koska argon ei reagoi teräksen kanssa Huuhtelutiilen avulla pohjan kautta Lanssilla Tavoitteet Koostumukseltaan ja lämpötilaltaan tasalaatuinen teräs Teräksen jäähdyttäminen Sulkeumien poisto teräksestä

16 Seosaineiden tuottama lämpö Riippuu prosessivaiheesta Happipuhalluksen aikana seostettu pii palaa Si + O2(g) è SiO2 à Palaminen tuottaa lämpöä à Teräksen lämpötila nousee Seostuksen yhteydessä lisätty pii lämpenee, sulaa ja liukenee teräkseen SiT25C è SiFe,T1600C à Lämpeneminen, sulaminen ja liukeneminen sitovat lämpöä à Teräksen lämpötila laskee

17 Terässulaton kuonat Kuonalla on merkittävä rooli teräksenvalmistusprosesseissa Sen tehtävänä on ottaa vastaan hapetustuotteita, suojata sula metalli ilmalta, suojata vuorauksia sekä toimia lämmöneristäjänä Kuona valmistetaan prosessien aikana hapettuvista aineista ja erillisistä kuonanmuodostajista Kuonien pääkomponentit ovat kalsiumoksidi (CaO), piioksidi (SiO2), alumiinioksidi (Al2O3) ja magnesiumoksidi (MgO) Myös kromi (Cr2O3) ja titaani (TiO2) hapettuvat helposti