EAF Electric Arc Furnace (Arc Arc Furnace) صناعة الصلب

الهيكل الأساسي:

يتكون EAF Furnace بشكل أساسي من جسم الفرن ونظام الإلكترود والنظام الكهربائي ونظام تبريد الماء ونظام معالجة الخبث وأجزاء أخرى. جسم الفرن هو مساحة لعقد الشحنة والذوبان ، بما في ذلك قشرة الفرن ، وبطانة الفرن ، إلخ ؛ يقدم نظام القطب التيار الكهربائي إلى الفرن عبر أقطاب الجرافيت لإنشاء قوس كهربائي ؛ يوفر النظام الكهربائي طاقة كهربائية للقوس ويتحكم في معلمات التشغيل للفرن ؛ يتم استخدام نظام تبريد الماء لتبريد جسم الفرن والأقطاب الكهربائية والمكونات الأخرى لمنع المعدات من ارتفاع درجة الحرارة ؛ ونظام علاج الخبث مسؤول عن علاج الخبث الناتج أثناء عملية الذوبان.

مبدأ العمل:

يستخدم فرن EAF ظاهرة تصريف القوس الكهربائي المتولد بين القطب والشحنة لتحويل الطاقة الكهربائية إلى طاقة حرارية ، مما يتيح الشحن من التسخين بسرعة إلى درجة حرارة الانصهار. على وجه التحديد ، عندما يكون القطب والشحنة قريبة من مسافة معينة ، تحت عمل الجهد العالي ، يكون الغاز بين القطب والشحن مؤينًا ، ويشكل قناة موصلة وتوليد قوس كهربائي. درجة حرارة القوس مرتفعة للغاية ، بشكل عام تصل إلى 3000 درجة أو أكثر ، يمكن أن تذوب الشحنة بسرعة لتحقيق ذوبان المعدن.

الميزات الرئيسية:

المرونة العالية: يمكن تعديل درجة حرارة الانصهار والوقت والمعلمات الأخرى بمرونة وفقًا للطلب الإنتاجي ، وهو مناسب لذوبان الأنواع المختلفة ومواصفات المعادن. في الوقت نفسه ، يمكن أن يبدأ بسرعة وتوقف ، بحيث يكون من السهل ضبط خطة الإنتاج وفقًا للطلب في السوق في الوقت المناسب.

حماية البيئة وتوفير الطاقة: مقارنة مع معدات الذوبان التقليدية مثل القبة ، تتبنى EAF Furnace الطاقة الكهربائية كمصدر للحرارة ، ولا تنتج كمية كبيرة من غاز العادم والخبث أثناء عملية الاحتراق ، لذلك فهي أقل تلوثًا للبيئة. بالإضافة إلى ذلك ، من خلال التصميم والتشغيل العقلاني ، يمكن لـ EAF Furnace تحقيق الاستخدام الفعال للطاقة ويقلل من استهلاك الطاقة.

جودة المنتج الجيدة: نظرًا لدرجة حرارة موحدة ويمكن التحكم فيها داخل EAF ، يمكن التحكم في عملية ذوبان المعدن بدقة لتقليل خلط الشوائب ، وبالتالي تحسين نقاء وجودة المعدن. في الوقت نفسه ، يمكن أيضًا تعديل تكوين المعدن بدقة عن طريق إضافة عناصر صناعة السبائك ، وما إلى ذلك لتلبية احتياجات المستخدمين المختلفين.

مجالات التطبيق:

تستخدم أفران EAF بشكل أساسي في عملية ذوبان المعادن في الحديد والصلب والمعادن غير الحديدية وغيرها من الصناعات. في صناعة الصلب ، التي تستخدم عادة في إنتاج مجموعة متنوعة من الصلب والفولاذ عالي الجودة ، مثل الفولاذ المقاوم للصدأ ، والسبائك الصلب ، إلخ ؛ في صناعة المعادن غير الحديدية ، يمكن استخدامها لذوبان النحاس والألمنيوم والنيكل والمعادن الأخرى وسبائكهم. مع التطوير المستمر للتكنولوجيا ، لا تزال حقول تطبيق EAF Furnace تتوسع ، كما هو الحال في مجال إعادة تدوير المعادن الخردة ، يمكن لـ EAF Furnace إذابة معدن الخردة بكفاءة وتحقيق إعادة تدوير الموارد.

فرن القوس الكهربائي (EAF) هو وعاء مبطن أسطواني مزود بأقطاب جرافيت تستخدم درجات الحرارة العالية الناتجة عن قوس كهربائي لذوبان الخردة أو الحديد المخفض المباشر. يتم استخدام العملية على نطاق واسع وبشكل متزايد في صناعة الصلب الحديثة بسبب كفاءتها ومرونتها وتأثيرها البيئي المنخفض نسبيًا.

مرحلة الشحن

تبدأ العملية بشحن الفرن بالخردة والسبائك والتدفقات. يتم التخطيط بعناية تكوين وطبقة الخردة لضمان ذوبان فعال والخصائص الكيميائية المطلوبة للمنتج الصلب النهائي.

مرحلة الانصهار

بعد الشحن ، يولد التيار العالي حرارة عالية للغاية (تصل إلى 3 ، 000 في منطقة القوس). أثناء الحفر الأولي ، يتم ذوبان 15 ٪ من الخردة. بعد بضع دقائق ، يخترق القطب الخردة عميقًا بما يكفي للسماح بفولتية أعلى دون إتلاف بنية الفرن.

مرحلة التكرير

مرحلة التكرير ضرورية لضبط التركيب الكيميائي للصلب وإزالة الشوائب.

1.

fe + 1\/2o₂ → Feo (splags)

Si + O₂ → Sio₂ (خبث)

mn + 1\/2o₂ → mno (خبث)

2 cr + 3\/2 o₂ → cr₂o₃ (splags)

4p + 5 o₂ → p₂o₅ (خبث)

S + O₂ → So₂ (Gase)

2al + 3\/2 O₂ → al₂o₃ (خبث)

2.Decarburization: الحد من إجمالي محتوى الكربون من الصلب.

ج O₂ → ثاني أكسيد الكربون

C + 1\/2o₂ → Co

3. مرحلة التراجع:

بعد الأكسدة ، يتم إنشاء بيئة تخفيض بكميات محددة (من خلال إضافة عوامل تقليل مثل الكربون والسيليكون) من أجل استرداد العناصر المعدنية لتحسين جودة الصلب.

تكوين الخبث

يلعب Slag دورًا حيويًا في محاصرة الشوائب وحماية الفولاذ من الغازات الجوية. يتكون من مجموعة من الشوائب المؤكسدة وتدفقات إضافية

2 cr₂o₃ + 3 si → 4 cr + 3 sio₂

Sio₂ + Cao → Casio₃

p₂o₅ + 3 cao → ca₃ (po₄) ₂

EAFs ليست فعالة مثل أفران الصهر في إزالة الشوائب لأنها تعتمد بشكل كبير على الخردة ، والتي يمكن أن تحتوي على عناصر متبقية يصعب إزالتها مثل النحاس والنيكل والقصدير. بينما تعمل BF في ظل ظروف تقليل محسّنة لإزالة الشوائب مثل الكبريت والفوسفور من خلال كيمياء الخبث ، فإن الغلاف الجوي المؤكسد وقدرة الخبث المحدودة لـ EAF يجعلها أقل كفاءة في إزالة الشوائب. بالإضافة إلى ذلك ، تقدم عملية BF-BOF تكريرًا متكاملًا ، في حين أن EAF تركز بشكل أكبر على إعادة التدوير والاستدامة.

من الصلب

بمجرد الوصول إلى التكوين الكيميائي المطلوب ودرجة الحرارة ، يتم سحب الصلب من الفرن إلى مغرفة لمزيد من المعالجة أو الصب.

قاع الفرن

(1) طوب الكربون المغنيسيوم: يمكن للانكسار العالي ، ومقاومة الصدمة الحرارية الجيدة ومقاومة تآكل الخبث ، أن يقاوم الصلب عالية درجة الحرارة وتآكل الخبث وتآكله ، ولكن لديه أيضًا درجة معينة من الموصلية الكهربائية ، مناسبة لقاع فرن القوس الكهربائي DC ، يمكن أن يحسن حياة القاع.

(2) الطوب المغنيسيوم: المكون الرئيسي هو أكسيد المغنيسيوم ، ولديه نقطة انصهار عالية ومقاومة جيدة لأداء التآكل القلوي ، يمكن أن يقاوم بفعالية تغلغل الخبث وتآكله ، للحفاظ على ثبات قاع الفرن ، لكن مقاومته للصدمة الحرارية ضعيفة نسبيًا ، تستخدم عمومًا في قاع الفرن لمتطلبات الصدمة الحرارية.

(3) الجرافيت الحرارية: الموصلية الكهربائية الجيدة ، الموصلية الحرارية ومقاومة الصدمة الحرارية ، يمكنها تحمل درجة الحرارة العالية في قاع فرن القوس والتأثير الحالي ، شائع الاستخدام في قاع فرن قوس التيار المستمر للطبقة الموصلة ، لضمان انتقال مستقر للتيار.

جدار الفرن

(1) المغنيسيوم لبنة الكربون: إحدى المواد الحرارية التي تستخدم عادة في جدار الفرن ، وخاصة في منطقة خط الخبث ، فإن الانكسار العالي لبنة الكربون المغنيسيوم ، ومقاومة تآكل الخبث ومقاومة الصدمة الحرارية تجعلها قادرة على تحمل التآكل القوي للخبث والتغيرات الجذرية في درجة الحرارة ، وإطالة عمر خدمة جدار الفرن.

(2)الطوب المغنيسيوم والكريميوم: مع قوة جيدة في درجات الحرارة العالية ، ومقاومة تآكل الخبث ومقاومة الصدمة الحرارية ، فإن الخبث القلوي والأجواء المؤكسدة لها مقاومة أفضل ، ومناسبة لأجزاء درجات الحرارة العالية من جدار الفرن ومنطقة خط الخبث ، ولكن بسبب وجود الكروم ، في استخدام النفايات والتخلص منها ، تحتاج إلى إيلاء اهتمام مسائل الحماية البيئية.

(3) ارتفاع ألومينا لبريك: يمكن للألومينا أن المكون الرئيسي ، مع الانكسار العالي ، والقوة الميكانيكية ومقاومة الصدمة الحرارية ، يمكن أن يقاوم درجة معينة من تآكل الخبث والصدمة الميكانيكية ، والتي تستخدم عادة في أجزاء خط الخطي غير الفاشلة ، من التكاليف.

غطاء الفرن

(1) الأجزاء المسبقة كروم كوروندوم: مع الانكسار العالي ، ومقاومة الصدمة الحرارية الجيدة ومقاومة التآكل ، يمكن أن تصمد أمام الإشعاع العالي لدرجات الحرارة لقوس القطب والتجوب في تدفق هواء الفرن ، حماية بنية الغطاء بشكل فعال وتحسين عمر خدمة الغطاء ، والذي يستخدم عادة في غطاء أفران القوس الكهربائية الكبيرة.

(2) أجزاء مسبقة الصنع عالية الألومنيوم: استنادًا إلى مواد عالية الألومنيوم ، ذات القوة العالية والانكسار ، يمكن أن تقاوم بشكل أفضل تآكل درجات الحرارة والغبار بشكل أفضل في الفرن ، القابل للتطبيق على غطاء فرن القوس الكهربائي الصغير والمتوسط ​​، وتكون التكلفة منخفضة نسبيًا.

(3) الطوب الألومنيوم الكربون: مع درجة معينة من الانكسار والمقاومة للصدمة الحرارية ، وفي الوقت نفسه ، يكون السعر منخفضًا نسبيًا ، وكان يستخدم على نطاق واسع في غطاء الفرن الكهربائي ، ولكن مع تحسين متطلبات عمر غطاء الفرن ، يتم استبداله تدريجياً بمواد أخرى بأداء أفضل.

منفذ الصلب

(1) طوب مخرج الفولاذ من المغنيسيا والكربون: مع الانكسار العالي ، ومقاومة تآكل الخبث ومقاومة الصدمة الحرارية الجيدة ، يمكنهم تحمل تجوب الصلب والخبث في عملية تصريف الصلب لضمان استقرار شكل وحجم منفذ الصلب وإطالة عمر خدمة المخرج الفولاذ.

(2) كوروندوم منفذ الطوب: corundum لأن المادة الخام الرئيسية ، مع صلابة عالية ومقاومة للارتداء ، ومقاومة جيدة لتآكل الفولاذ السائل والخبث ، يمكن أن تجعل التدفق الفولاذ أكثر سلاسة ، ويقلل من انسداد المخرج وظاهرة مرض السل.

ثقوب القطب

(1) مادة حرارية موليت: مع الاستقرار الحراري الجيد ، ومقاومة الصدمة الحرارية ومعامل التوسع الحراري المنخفض ، يمكن أن يحافظ على الاستقرار تحت إشعاع حرارة عالية الحرارة وحركات رفع وخفض متكررة للقطب ، ومنع بشكل فعال تسرب الغاز الساخن والغبار في الفرن.

(2) مادة ثقب القطب الجرافيت: بفضل التوصيل الكهربائي الجيد والتوصيل الحراري والتشعب الذاتي ، يمكن أن تتم مطابقة القطب بشكل وثيق مع القطب لتقليل الاحتكاك بين القطب وجدار الفتحة ، وفي الوقت نفسه ، يمكن أيضًا تحمل استئصال القوس ذات درجة الحرارة العالية لتمديد عمر ثقب القطب.

لتحديد المواد الحرارية المناسبة لفرن EAF (فرن القوس الكهربائي) ، من الضروري النظر بشكل شامل في استخدام الأجزاء وظروف العمل وأداء المواد وعوامل أخرى ، فيما يلي النقاط المحددة:

1. باستخدام أجزاء: تختلف ظروف عمل أجزاء مختلفة من فرن EAF تمامًا ، والتي تحتاج إلى مطابقة للمواد الحرارية المقابلة. مثل الجزء السفلي من الفرن لتحمل ارتفاع درجة حرارة الفولاذ السائل السائل ، وتآكل الخبث والإجهاد الحراري ، يمكنك الاختيارطوب الكربون المغنيسيوم, الطوب المغنيسيوم، إلخ.؛ خط خبث جدار الفرن جزء من تآكل الخبث والصدمة الحرارية خطيرة ، طوب الكربون المغنيسيوم ،الطوب كروم المغنيسيومهو خيار أفضل. غطاء الفرن الذي يواجه درجة الحرارة العالية لإشعاع قوس القطب ، مناسب للأجزاء المسبقة للكروم ، إلخ ؛ يجب أن تكون خارج مصب الصلب قادرة على مقاومة الصلب السائل والخبث من كربون المغنيسيوم أو كوروندوم من فم الطوب الصلب.

2. ظروف العمل: يجب اختيار الحراريات وفقًا لبيئة العمل المحددة لفرن EAF. إذا كانت درجة حرارة الصهر مرتفعة ، فأنت بحاجة إلى مواد انكسار عالية ، مثل الحراريات التي تحتوي على الألومينا وأكسيد المغنيسيوم ومكونات نقطة انصهار عالية أخرى ؛ إذا كان الفرن هو جو مؤكسد ، فإن طوب المغنيسيوم والكروم والمواد المضادة للأكسدة الأخرى أكثر ملاءمة ؛ من أجل الفتح المتكرر ووقف الفرن الكهربائي ، تحتاج إلى اختيار الحراريات ذات المقاومة الجيدة للصدمة الحرارية ، مثل طوب المغنيسيوم والكربون ، وطوب الألومنيوم والكربون وما إلى ذلك.

3. أداء حراري: تحدد مؤشرات الأداء الرئيسية للمادة قابلية تطبيقها. الانكسار العالي هو الأساس لضمان عدم تليين في درجات الحرارة المرتفعة ، ولا تذوب ؛ يمكن لمقاومة الصدمة الحرارية الجيدة أن تمنع المادة في التغيرات السريعة في تكسير درجة الحرارة ، والتشويش ؛ يمكن لمقاومة قوية لتآكل الخبث أن تقاوم التآكل الكيميائي للخبز والاختراق ، مما يطيل عمر الخدمة ؛ تتيح قوة درجات الحرارة العالية الكافية للمادة تحمل الحمل في درجات حرارة عالية دون تشوه.

4. توافق المواد: يجب أن تكون المواد الحرارية متوافقة مع الخبث والفولاذ ومواد بطانة الفرن الأخرى في فرن EAF. على سبيل المثال ، المواد الحرارية القلوية مناسبة لبيئة الخبث القلوي ، فإن المواد الحرارية الحمضية مناسبة لبيئة الخبث الحمضي ، وإلا فإن التفاعل الكيميائي سيحدث ، ويسرع تآكل المادة الحرارية. في الوقت نفسه ، يجب أن يكون لأجزاء مختلفة من المادة الحرارية توافق جيد ، لتجنب معامل التمدد الحراري والاختلافات الأخرى كبيرة جدًا ، مما يؤدي إلى مزيج من الشقوق والمشاكل الأخرى.

5. عامل التكلفة: بموجب فرضية تلبية متطلبات الاستخدام ، تعد التكلفة اعتبارًا مهمًا. للنظر في تكلفة شراء المواد الحرارية وتكاليف النقل وتكاليف البناء وعمر الخدمة. بعض المواد عالية الأداء ، على الرغم من ارتفاع سعر الخدمة ، ولكن عمر الخدمة الطويلة ، قد تكون التكلفة الشاملة أكثر فعالية من حيث التكلفة. على سبيل المثال ، استخدام طوب الكربون المغنيسيوم عالي الجودة في الأجزاء الرئيسية من فرن EAF الكبير ، على الرغم من أن تكلفة الشراء عالية ، ولكن يمكن أن تقلل من عدد توقف الصيانة ، وتحسين كفاءة الإنتاج ، وفي المدى الطويل ، فإن الفوائد الاقتصادية أفضل.

(1) أضرار بطانة الفرن: إذا بدا أن بطانة الفرن قد تم إزالتها جزئيًا ، وفتحات مثقوبة وغيرها من الأضرار الجسيمة ، فمن الضروري إيقاف الفرن في الوقت المناسب للإصلاح.

طريقة الإصلاح: أولاً وقبل كل شيء ، تم إزالة الجزء التالف من بطانة الفرن بالكامل ، ثم وفقًا لمتطلبات عملية البناء بطانة الفرن ، وإعادة ربط الفرن الجديد. في عملية البناء ، يجب علينا التحكم الصارم في جودة المواد الحرارية وجودة البناء لضمان أن جودة بطانة البناء تلبي المتطلبات.

(2) فشل الإلكترود: إذا كان القطب ينهار والشقوق وغيرها من الفشل ، توقف فورًا عن استخدام القطب واستبداله بأحدها جديد. في الوقت نفسه ، قم بتحليل أسباب فشل القطب ، مثل مشاكل جودة الإلكترود ، والتشغيل غير السليم ، وما إلى ذلك ، واتخاذ التدابير المناسبة لحل المشكلة لمنع حدوث فشل مماثل مرة أخرى.

(3) الفشل الكهربائي: عندما يفشل النظام الكهربائي ، مثل الدائرة القصيرة ، الحمل الزائد ، التسرب ، وما إلى ذلك ، يجب قطع مصدر الطاقة على الفور وإصلاحه من قبل موظفي الصيانة الكهربائية المهنية. يحتاج موظفو الصيانة إلى استخدام أدوات الاختبار المهنية ، مثل Multimeter ، واختبار مقاومة العزل ، وما إلى ذلك ، للعثور على نقطة الفشل ، وتحديد سبب الفشل ، وإصلاح أو استبدال المعدات الكهربائية التالفة.

(4) فشل نظام التبريد: إذا كان نظام التبريد يتسرب ، ودرجة حرارة الماء المرتفعة أو تدفق الماء الضعيف وغيرها من الأخطاء ، فيجب إيقاف الفرن في الوقت المناسب للتحقق. لخطأ تسرب المياه ، للعثور على نقطة التسرب ، قم بإصلاح أو استبدال أنابيب المياه التالفة والصمامات والمكونات الأخرى. بالنسبة لمشكلة ارتفاع درجة حرارة الماء أو تدفق المياه الضعيف ، قم بتنظيف المقياس والشوائب في خط أنابيب مياه التبريد ، تحقق من تشغيل مضخة المياه لضمان التشغيل الطبيعي لنظام التبريد.

شركة Zinfon الحرارية التكنولوجية المحدودة

نحن مورد مواد حراري يدمج البحث والتطوير والإنتاج والبناء والتخزين والتجارة.

نحن نقدم العديد من حراريات المغنيسيا والألومينا بما في ذلك كل من المنتجات ذات الشكل غير المقيد والمواد الخام والمنتجات الكيميائية ذات الصلة.

نحن معتمدون على ISO9001 و ISO14001 و ISO45001 والشهادات الوطنية والمحلية الأخرى على النحو التالي:

أرسل الاستفسار الآن