Что такое металлургия и что такое металлургическое оборудование?

Металлургическая промышленность является опорной отраслью национальной экономики, выполняющей важнейшую задачу по переработке минеральных ресурсов в металлические материалы.Металлургическое оборудованиеявляется основным носителем этого процесса трансформации. От предварительной обработки руды до выплавки металла, от рафинирования и очистки до прокатки — каждый этап зависит от точной работы специализированного оборудования. В зависимости от процесса металлургического производства металлургическое оборудование можно разделить на пять основных категорий: оборудование для подготовки сырья, плавильное оборудование, рафинировочное оборудование, прокатное оборудование и вспомогательное оборудование. Вместе они образуют эффективную, качественную и экономичную систему металлургического производства.

I. Оборудование для подготовки сырья: «инструмент предварительной обработки» металлургического производства. Первым этапом металлургического производства является предварительная обработка сырья для удаления примесей и корректировки его состава, обеспечивающая получение качественного сырья для последующей плавки. Оборудование для подготовки сырья имеет основополагающее значение для обеспечения эффективности плавки и качества продукции. Основное оборудование включает в себя:

**Дробильно-сортировочное оборудование:** Щековые, конусные и ударные дробилки предназначены для дробления крупных кусков руды, измельчая сырую руду до размеров частиц, подходящих для плавки. Вибрационные сита и круговые вибрационные сита классифицируют измельченную руду, отсеивая сырье с однородными размерами частиц и отделяя примеси.

**Оборудование для смешивания и дозирования.** Смесительный штабелер-реклаймер обеспечивает равномерное перемешивание компонентов руды за счет послойной укладки и торцевой регенерации, предотвращая влияние колебаний компонентов на плавку. Дисковые питатели и ленточные весы точно контролируют объем подачи различного сырья в соответствии с рецептурой плавки, обеспечивая точные пропорции дозирования.

**Оборудование для сушки и предварительного нагрева.** Ротационные сушилки используют горячий воздух для удаления влаги из сырья, предотвращая влияние влаги на температуру и химические реакции во время плавки. В процессе коксования коксовые печи предварительно нагревают уголь для подготовки к последующему коксованию. Железорудный порошок перерабатывается в окатыши в шахтных печах или вращающихся печах с цепной решеткой, что улучшает проницаемость сырья и эффективность плавки.

II. Плавильное оборудование: «Актовый реактор» для формирования металлов Плавильное оборудование имеет решающее значение для извлечения металлических элементов из руд посредством высокотемпературных химических реакций с образованием сырых металлов. В зависимости от типа выплавляемого металла его в основном разделяют на две категории: оборудование для производства чугуна и оборудование для производства стали.

Оборудование для производства чугуна: Сердцем является доменная печь. Доменная печь представляет собой высокий вертикальный реактор. Железная руда, кокс и известняк загружаются сверху, а горячий воздух подается снизу. Реакция восстановления происходит при высоких температурах, восстанавливая железо из железной руды с получением расплавленного железа (чушкового чугуна). Вспомогательное оборудование включает в себя доменные воздухонагреватели (подающие в доменную печь высокотемпературный горячий воздух), оборудование для очистки доменных газов (утилизация и утилизация газа, образующегося в доменной печи), а также вагоны-ковши для жидкого чугуна (перенос жидкого чугуна в сталеплавильный цех).

Сталеплавильное оборудование: в основном используется для удаления примесей, таких как углерод, кремний и марганец, из чугуна и корректировки состава сплава для получения качественной расплавленной стали. Обычное сталеплавильное оборудование включает конвертеры (конвертеры с кислородной продувкой сверху, конвертеры с нижней продувкой кислорода), которые быстро окисляют примеси за счет подачи кислорода в печь, что приводит к коротким циклам плавки и высокой эффективности; электродуговые печи (дуговые печи переменного тока, дуговые печи постоянного тока), в которых для нагрева шихты используется электрическая дуга, генерируемая электродами, в качестве сырья можно использовать стальной лом, они обладают высокой гибкостью и часто используются при выплавке специальных сталей; мартеновские печи, являющиеся традиционным сталеплавильным оборудованием, хотя и имеют длительные циклы плавки, но хорошо адаптируются к сырью и постепенно заменяются конвертерами и электродуговыми печами.

III. Рафинировочное оборудование: «Инструменты оптимизации качества» очистки стали

Сырая сталь все еще содержит небольшое количество примесей (таких как сера, фосфор и газы), и точность ее состава недостаточна. Рафинировочное оборудование за счет дальнейших химических реакций и контроля процесса улучшает чистоту и однородность состава расплавленной стали, отвечая требованиям производства высококачественной стали.

Оборудование для ковшового рафинирования: В печи LF (печь для ковша) используется нагрев электродов и продувка аргоном для регулирования температуры и состава расплавленной стали и удаления из нее серы; это наиболее широко используемое нефтеперерабатывающее оборудование. Установка вакуумного рафинирования RH использует вакуумную камеру для подъема расплавленной стали, удаления водорода, азота и других газов в вакуумной среде, уменьшения количества пузырьков и повышения ударной вязкости стали. Печь VD (вакуумная печь для дегазации) и печь VOD (печь для обезуглероживания с вакуумной продувкой кислородом) также обеспечивают дегазацию и обезуглероживание с помощью вакуумной технологии и обычно используются для производства высококачественной подшипниковой стали и нержавеющей стали.

Оборудование непрерывного литья: Машина непрерывного литья используется для непрерывной разливки очищенной расплавленной стали в заготовки, заменяя традиционный процесс литья слитков и значительно повышая эффективность производства. Машина непрерывного литья сначала затвердевает расплавленную сталь в оболочку в кристаллизаторе, затем дополнительно охлаждает ее в зоне вторичного охлаждения и, наконец, правильная машина вытягивает заготовку и разрезает ее на квадратные заготовки, слябы, круглые заготовки и т. д. фиксированной длины для получения сырья для последующей прокатки стали. Сердцем оборудования непрерывного литья заготовок является кристаллизатор, охлаждающий эффект которого напрямую определяет качество поверхности и внутреннюю структуру отлитой заготовки.

IV. Оборудование прокатного стана: «формующий инструмент» для штамповки стали

Оборудование прокатного стана оказывает давление на стальные заготовки, вызывая пластическую деформацию и прокатку их в стальные изделия различных характеристик и форм (например, листы, профили, трубы и проволока). Это «процесс окончательной формовки» в металлургическом производстве.

Оборудование для горячей прокатки: Стальные заготовки, нагретые до высоких температур (обычно выше 1000 ℃), прокатываются на прокатном стане. Благодаря хорошей пластичности и низкой стойкости стали к деформации при высоких температурах достигается значительная деформация. В состав основного оборудования входят нагревательная печь (для нагрева заготовки до температуры прокатки), черновой стан (для предварительной прокатки заготовки, корректировки ее толщины и формы), чистовой стан (для точного контроля толщины, ширины и качества поверхности стали), моталка (для раскатки горячекатаных листов в рулоны для удобства хранения и транспортировки). Обычная горячекатаная продукция включает в себя горячекатаные стальные листы, горячекатаные полосы и горячекатаные профили.

Оборудование для холодной прокатки: Это оборудование прокатывает горячекатаную сталь при комнатной температуре. Холодная прокатка еще больше уменьшает толщину стали, улучшает качество поверхности и точность размеров, а также улучшает механические свойства стали (такие как прочность и твердость). Основное оборудование включает станы холодной прокатки (многовалковые станы холодной прокатки, реверсивные станы холодной прокатки), на которых достигается высокоточная деформация за счет нескольких комплектов валков; печи отжига (печи непрерывного отжига, колпаковые печи отжига), используемые для устранения внутренних напряжений, возникающих при холодной прокатке, и восстановления пластичности стали; правильные машины, выравнивающие холоднокатаные стальные листы для улучшения качества поверхности и формы; и оборудование для нанесения покрытий (агрегаты цинкования, агрегаты окраски), которые наносят на поверхность холоднокатаных стальных листов цинковые или цветные покрытия для повышения коррозионной стойкости и эстетичности.

Станы для прокатки профилей и труб: они специально используются для производства профилей (таких как угловая сталь, швеллер и двутавровые балки) и труб (стальные бесшовные трубы, сварные трубы). Сортовые прокатные станы прокатывают стальные заготовки в профили определенной формы поперечного сечения посредством нескольких проходов прокатки; станы по прокатке бесшовных стальных труб (такие как прошивные станы, станы непрерывной прокатки и калибровочные станы) производят бесшовные стальные трубы из стальных заготовок посредством процессов прошивки, прокатки и калибровки; Заводы по производству сварных труб производят сварные трубы путем прокатки стальных листов в трубчатые формы и последующей их сварки.

V. Вспомогательное вспомогательное оборудование: «Система поддержки» металлургического производства. Сложный процесс металлургического производства требует ряда вспомогательного вспомогательного оборудования для обеспечения бесперебойной работы каждого этапа, а также для обработки отходов, образующихся во время производства, для обеспечения защиты окружающей среды и безопасного производства.

Энергетическое и энергетическое оборудование: Подстанции и трансформаторы обеспечивают стабильное электроснабжение всего металлургического завода; воздушные компрессоры обеспечивают сжатым воздухом пневмооборудование; генераторы кислорода обеспечивают кислород высокой чистоты для такого оборудования, как конвертеры и доменные печи; Котлы-утилизаторы рекуперируют отходящее тепло, образующееся в процессе плавки, производя пар для выработки электроэнергии или отопления, обеспечивая рециркуляцию энергии.

Логистическое и транспортное оборудование: мостовые и козловые краны используются для подъема сырья, расплавленной стали и заготовок внутри цеха; ленточные и роликовые конвейеры обеспечивают непрерывную транспортировку сырья и полуфабрикатов; Поезда и грузовики отвечают за транспортировку сырья и готовой продукции за пределы территории завода.

Оборудование для защиты окружающей среды и безопасности: Пылесборники (электрофильтры, рукавные фильтры) очищают пыль, образующуюся при выплавке и прокатке стали, снижая загрязнение воздуха; оборудование для очистки сточных вод (отстойники, фильтры, оборудование мембранного разделения) очищает производственные сточные воды, позволяя отправлять их на переработку или сбрасывать при соблюдении норм; оборудование сероочистки и денитрификации удаляет из дымовых газов диоксид серы и оксиды азота; Кроме того, имеются газгольдеры (для хранения угольного газа), противопожарное оборудование (пожарные гидранты, огнетушители), системы контроля безопасности (контроль температуры, давления и концентрации газа), обеспечивающие безопасность производства и экологичность.

Заключение:Металлургическое оборудованиепроходит весь процесс от сырья до готовой продукции, от предварительной обработки сырья до извлечения металла на этапе плавки, до оптимизации качества при рафинировании и формовании стального проката. Различные виды оборудования работают вместе, чтобы совместно способствовать развитию металлургической промышленности. С развитием промышленных технологий металлургическое оборудование модернизируется в сторону увеличения масштаба, интеллекта и экологичности. Крупные доменные печи и толстолистовые прокатные станы увеличивают масштабы производства; интеллектуальные системы управления позволяют осуществлять точный контроль и автоматическую корректировку работы оборудования; а утилизация отработанного тепла и оборудование со сверхнизкими выбросами помогают металлургической промышленности достичь своих целей «двойного углерода», обеспечивая надежную поддержку производству высококачественных металлических материалов и устойчивому развитию.