Densité d'énergie du four à arc électrique

Produisant une tonne d'acier dans un fournaise à arc électrique nécessite environ 400 kWh par courte tonne (1,44 gigajoules) ou environ 440 kWh par tonne (1,6 GJ); L'énergie minimale théorique nécessaire pour faire fondre une tonne de ferraille est de 300 kWh (1,09 GJ) (point de fusion de 1 520 ° C (2 768 ° F). L'acier en fusion, et environ 37 minutes de "Temps d'énergie " (le temps que l'acier est fondu par l'arc). , les usines fonctionnent pendant les heures hors pointe lorsque les services publics ont une capacité de génération excédentaire et les prix de l'électricité sont plus bas. Toutes les méthodes.

Opération

La ferraille est transportée dans une poubelle située à côté de l'usine de fusion. La ferraille est généralement divisée en deux catégories principales: les lambeaux (produits blancs, voitures et autres objets en acier de jauge lumineux similaire) et en fonte lourde (grandes dalles et poutres en acier ), et un fer réduit direct pour l'équilibre chimique (DRI) ou la fonte. Certains fours font fondre près de 100% DRI.La ferraille est chargée dans de grands tambours appelés paniers avec une porte "flip " en bas.parez les soins pour superposer la ferraille dans le panier pour assurer une bonne opération de fournaise; La fonte lourde est placée sur une fine couche de copeaux de protection sur laquelle plus de copeaux sont placés. Pour chauffer la ferraille et récupérer l'énergie, augmentant l'efficacité des plantes.

Le panier de ferraille est ensuite amené à la boutique de fonde libère beaucoup d'énergie potentielle; Tout métal liquide dans la fournaise est souvent déplacé vers le haut et vers l'extérieur par la ferraille solide, et si la fournaise est chaude, la graisse et la poussière sur la ferraille peuvent être enflammées, provoquant une boule de feu. La première coquille fond, la ferraille est chargée dans la deuxième coquille, qui est préchauffée avec des gaz d'échappement de la coque active. Les autres opérations sont de charge en continu préchauffant les déchets sur un tapis roulant avant de le décharger dans un four ou de le charger à partir d'un arbre Définir au-dessus du four à travers lequel l'air d'échappement passe directement. Les autres fours peuvent être remplis de métal chaud (fondu) des autres opérations.

Après le chargement, le toit de la fournaise se balance et la fusion commence. Une partie de l'opération pour protéger le toit et les murs de la surchauffe et des dommages à l'arc. L'électrode atteint la fonte lourde au bas du four et l'arc est protégé par la ferraille, la tension peut être augmentée et l'électrode augmentée, prolongeant, prolongeant L'arc et l'augmentation de la puissance de la fonte. Les deux processus accélèrent la fusion de la ferraille. Les buses supersoniques permettent aux jets d'oxygène de pénétrer les scories moussantes et d'atteindre la piscine liquide.

Une partie importante de l'acier est la formation de scories, qui flotte à la surface de l'acier fondu. Le laitier est généralement composé d'oxydes métalliques et sert de destination pour les impuretés oxydés, agit comme une couverture thermique (arrête une perte de chaleur excessive) et aide à réduire l'érosion de la doublure réfractaire. Pour les fours à l'aide de matériaux réfractaires de base, y compris la plupart des fours de production d'acier carbone, Les agents de scorisage habituels sont l'oxyde de calcium (CaO, sous forme de chaux rapide) et de l'oxyde de magnésium (MgO, sous forme de dolomite et de magnésite). Ces agents de scorie sont chargés dans la ferraille ou soufflés dans la fournaise pendant le processus de fusion. Un autre composant majeur des laitiers EAF est l'oxyde de fer produit par la combustion d'acier avec de l'oxygène injecté. Dater pendant le chauffage, le carbone (sous forme de coke ou de charbon) est injecté dans cette couche de laitier, qui réagit avec les oxydes de fer pour former du fer métallique et Le gaz monoxyde de carbone, qui provoque ensuite la bulle du laitier, entraînant une amélioration de l'efficacité thermique, et une meilleure stabilité de l'arc et une efficacité électrique. La couche de scories couvre également l'arc, empêchant la chaleur rayonnante de endommager le toit de la fournaise et les parois latérales.Une fois la charge de ferraille initiale fondue, un autre baril de ferraille peut être chargé dans la fournaise, bien que le développement de l'EAF se déplace vers une conception à charge unique. Le processus de chargement et de fusion de la ferraille peut être répété autant de fois que nécessaire pour atteindre la thermogravité souhaitée, le nombre de charges dépend de la densité de la ferraille; La ferraille de densité plus faible signifie plus de dépenses. Après que tout le ferraille est complètement fondu, une opération de raffinage est effectuée pour vérifier et corriger la composition chimique de l'acier et pour surchauffer la fonte au-dessus de son point de congélation dans la préparation du tapotement. L'oxygène dans la piscine foncière brûle des impuretés telles que le silicium, le soufre, le phosphore, l'aluminium, le manganèse et le calcium et élimine leurs oxydes dans le laitier fondu. Après que ces éléments s'épuisent en premier, le carbone est retiré en raison de leur plus grande affinité pour l'oxygène. Les métaux tels que le nickel et le cuivre, qui ont une affinité plus faible pour l'oxygène que le fer, ne peuvent pas être éliminés par oxydation et doivent être contrôlés uniquement par la chimie des déchets, tels que l'introduction de la réduction directe de fer et de porc , et il déborde souvent le four et se déverse dans la fosse du laitier à partir de la porte du laitier. Échantillonnage à température et échantillonnage chimique par pistolet à pulvérisation automatique. L'oxygène et le carbone peuvent être mesurés automatiquement avec des sondes spéciales trempées dans l'acier, mais pour tous les autres éléments, un échantillon "Cold " Un petit échantillon d'acier solidifié est analysé sur un spectromètre d'émission d'arc. Une fois la température et la composition chimique sont correctes , l'acier fondu est retiré en inclinant la fournaise dans une louche préchauffée. Pour les fours en acier en carbone ordinaires, une fois que les scories sont détectées pendant le taraudage, la fournaise reviendra rapidement du côté de retrait des scories, minimisant ainsi le slemeau étant apporté dans la louche. Pour certaines classes en acier spéciales, y compris en acier inoxydable, le laitier est également versé dans les louches, où il est traité dans des fours à louches pour récupérer des éléments d'alliage précieux. Lors du tapotement, certains ajouts d'alliage sont introduits dans le flux métallique et plus de flux, comme le citron vert , est ajouté au sommet de la louche pour commencer à construire une nouvelle couche de scories. Typique, des tonnes d'acier fondu et de scories sont laissées dans la fournaise pour créer un "talon chaud ", qui aide à préchauffer le prochain lot de ferraille et de vitesse En haut de sa fusion. de nouveaux segments; Une fois le taraudage terminé, tapez la bouche remplie de sable. Pour une fournaise moyenne de 90 tonnes, tout le processus d'un feu à la suivante prend généralement environ 60 à 70 minutes (temps de taraudage).

Périodiquement, la fournaise est complètement vidé en acier fondu et en scories pour permettre des inspections réfractaires et, si nécessaire, des réparations plus étendues, car les matériaux réfractaires sont généralement fabriqués à partir de carbonates calcinés, qui sont très sensibles à l'hydratation avec de l'eau, toute fuite suspectée de l'eau - Les composants refroidis sont pris très au sérieux, plutôt que des préoccupations purs et simples concernant les explosions de vapeur potentielles. Une usure réfractaire excessive peut entraîner des éruptions, du métal liquide et des scories peuvent s'infiltrer dans la coquille réfractaire et fournaise et s'échapper dans la zone environnante.