Comment la ferraille chagrinée fond dans les EAF

Processus de fusion EAF

La période de fusion est au cœur des opérations EAF. L'EAF est devenu un appareil de fusion hautement efficace et les conceptions modernes visent à maximiser la capacité de fusion de l'EAF. La fusion est accomplie en fournissant de l'énergie à l'intérieur du four. Cette énergie peut être électrique ou chimique. L'énergie électrique est fournie via les électrodes en graphite et est généralement le principal contributeur aux opérations de fusion. Initialement, une prise de tension intermédiaire est sélectionnée jusqu'à ce que les électrodes pénètrent dans la ferraille. Habituellement, des déchets légers sont placés au-dessus de la charge pour accélérer le forage. Environ 15% de la ferraille est fondue pendant la période initiale de forage. Après quelques minutes, les électrodes auront suffisamment pénétré dans la ferraille pour qu'une prise à arc long (haute tension) puisse être utilisée sans crainte de dommages causés par les radiations au toit. L'arc long maximise le transfert de puissance vers la ferraille et une piscine liquide de métal se formera dans la sole du four. Au début de la fusion, l'arc est erratique et instable. De larges fluctuations de courant sont observées accompagnées d'un mouvement rapide des électrodes. Au fur et à mesure que l'atmosphère du four se réchauffe, l'arc se stabilise et une fois le bain fondu formé, l'arc devient assez stable et la puissance d'entrée moyenne augmente.

L'énergie chimique est fournie via plusieurs sources, notamment des brûleurs oxy-combustibles et des lances à oxygène. Les brûleurs oxy-combustibles brûlent du gaz naturel en utilisant de l'oxygène ou un mélange d'oxygène et d'air. La chaleur est transférée à la ferraille par rayonnement de flamme et convection par les produits chauds de combustion. La chaleur est transférée dans la ferraille par conduction. Les gros morceaux de ferraille mettent plus de temps à fondre dans le bain que les petits morceaux. Dans certaines opérations, l'oxygène est injecté via une lance de tuyau consommable pour\"couper \" la ferraille. L'oxygène réagit avec la ferraille chaude et brûle le fer pour produire une chaleur intense pour couper la ferraille. Une fois qu'un bain d'acier fondu est généré dans le four, l'oxygène peut être injecté directement dans le bain. Cet oxygène réagira avec plusieurs composants du bain, notamment l'aluminium, le silicium, le manganèse, le phosphore, le carbone et le fer. Toutes ces réactions sont exothermiques (c'est-à-dire qu'elles génèrent de la chaleur) et fournissent de l'énergie supplémentaire pour aider à la fusion de la ferraille. Les oxydes métalliques formés finiront dans le laitier. La réaction de l'oxygène avec le carbone dans le bain produit du monoxyde de carbone, qui brûle dans le four s'il y a suffisamment d'oxygène et / ou est évacué par le système d'évacuation directe où il est brûlé et acheminé vers le système antipollution. Les opérations de carburant auxiliaire sont examinées plus en détail dans la section sur les opérations EAF.

Une fois que suffisamment de ferraille a été fondue pour accueillir la deuxième charge, le processus de chargement est répété. Une fois la charge de ferraille finale fondue, les parois latérales du four sont exposées à un rayonnement intense de l'arc. En conséquence, la tension doit être réduite. Alternativement, la création d'un laitier mousseux permettra d'enterrer l'arc et protégera l'enveloppe du four. De plus, une plus grande quantité d'énergie sera retenue dans le laitier et transférée au bain, ce qui se traduira par une plus grande efficacité énergétique.

Une fois que la charge de ferraille finale est complètement fondue, les conditions de bain plat sont atteintes. À ce stade, une température du bain et un échantillon seront prélevés. L'analyse de la chimie du bain permettra au fondoir de déterminer la quantité d'oxygène à souffler pendant le raffinage. À ce stade, le fondoir peut également commencer à faire en sorte que les ajouts d'alliage de tarauds en vrac soient effectués. Ces quantités sont finalisées après la période de raffinage.