Horno de Arco Eléctrico (EAF) Dr. Dmitri Kopeliovich Horno de Arco Eléctrico (EAF) es un horno de fabricación de acero, en el que la chatarra de acero se calienta y se funde por el calor de arcos eléctricos en huelga entre los electrodos del horno y el baño de metal. Dos tipos de corriente eléctrica pueden ser utilizados en hornos de arco eléctrico: directa (DC) y alterna (CA). Corriente alterna trifásica hornos de arco eléctrico con electrodos de grafito se utilizan comúnmente en la fabricación de acero. La principal ventaja de los hornos de arco eléctrico en los hornos de oxígeno básico (BOF) es su capacidad para tratar los cargos que contienen hasta un 100% de chatarra. Alrededor del 33% de la de acero crudo en el mundo se hace en el arco eléctrico Hornos (EAF). Capacidad del horno de arco eléctrico puede llegar a 400 t. ? Estructura de un horno de arco eléctrico ? Revestimiento refractario de un horno de arco eléctrico ? Procesos químicos y físicos en un horno de arco eléctrico ? El funcionamiento de un horno de arco eléctrico Estructura de un horno de arco eléctrico El esquema de un horno de arco eléctrico (EAF) se presenta en la imagen. El horno está constituido por una solera esférica (parte inferior), carcasa cilíndrica y un techo en forma de cúpula refrigerado por agua movimientos de balanceo. El techo tiene tres agujeros para los electrodos de grafito consumibles en poder de un mecanismo de sujeción. El mecanismo de elevación independiente y proporciona la reducción de cada electrodo. Los porta electrodos refrigerados por agua sirven también como contactos para la transmisión de corriente eléctrica suministrada por cables refrigerados por agua (tubos). El electrodo y la chatarra forman la conexión en estrella de corriente trifásica, en el que la chatarra es unión común. El horno está montado sobre un mecanismo de inclinación para aprovechar el acero fundido a través de un orificio de colada con un pico vertedor situado en el lado posterior de la carcasa. La puerta de carga, a través del cual se cargan los componentes de escoria y aditivos de aleación, se encuentra en el lado frontal de la envoltura del horno. La puerta de carga también se utiliza para la eliminación de la escoria (de-formación de escoria).
La chatarra se carga normalmente desde la parte superior del horno. El techo con los electrodos se giró a un lado antes de que la carga de chatarra. La chatarra dispuesto en la cesta de carga se transfiere al horno por una grúa y luego se dejó caer en la cáscara. Revestimiento refractario de un horno de arco eléctrico Los revestimientos refractarios de hornos de arco eléctrico se hacen generalmente de ladrillos de magnesia-carbono aglomerados. Granos de magnesita fundido y grafito en escamas se utilizan como materias primas. Cuando se calientan los ladrillos el material de unión es de coque y se convierte en una red de carbono de unión a los granos refractarios, la prevención de la humectación por la escoria y proteger el revestimiento de la de la erosión y ataque químico del metal fundido y la escoria. Procesos químicos y físicos en un horno de arco eléctrico Fusión Proceso de fusión se inicia en baja tensión (arco corto) entre los electrodos y la chatarra. El arco durante este período es inestable. Con el fin de mejorar la estabilidad del arco pequeños trozos de la chatarra se colocan en la capa superior de la carga. Los electrodos descienden fundir la carga y penetrar en los taladros de la formación de la chatarra. El metal fundido fluye hacia abajo a la parte inferior del horno. Cuando los electrodos de llegar al tanque de líquido que el arco se estabiliza y la tensión puede aumentarse (arco largo). Los electrodos están levantando junto con el nivel de fusión. La mayoría de la chatarra (85%) la masa fundida durante este período. Temperatura del arco alcanza 6300 ° F (3500 ° C). Etapa oxidante En esta etapa de carbono excesiva, fósforo, silicio y manganeso se oxidan. El proceso es similar a la de horno de oxígeno básico. Escoria oxidante básica compuesta de cal (CaO) y el mineral de iones (FeO) se utiliza durante el período de oxidante. El oxígeno gaseoso puede ser soplado en la masa fundida para oxidante adicional. Óxido de hierro provoca aumento del contenido de oxígeno en el acero fundido de acuerdo con la reacción:
(Entre corchetes [] - significar la solución en acero, entre paréntesis () - en la escoria, entre llaves {} - en gas) (FeO) = [Fe] + [O] El oxígeno disuelto en la masa fundida se oxida de carbono, fósforo, silicio y manganeso: [C] + [O] = {CO} [Si] + {O2} = (SiO2) [Mn] + 1/2 {O2} = (MnO) 2 [P] + 5/2 {O2} = (P2O5) El monóxido de carbono se quema parcialmente en la atmósfera: {CO} + {O2} = {} CO2 Los óxidos formados son absorbidos por la escoria. CO burbujas flotando a través del resultado de la masa fundida en la refinación del acero a partir de inclusiones no metálicas y separación de hidrógeno. Los productos gaseosos CO y CO2 son eliminados por el sistema agotador. Potencial de oxidación de la atmósfera se caracteriza por la relación de post-combustión: {CO2} / ({CO2} + {CO}). La escoria oxidante enriquecido con fósforo y otros óxidos que se forman durante este período se retira del horno a una olla de escoria (de-formación de escoria). La reducción de la etapa Nueva escoria compuesta principalmente de cal (CaO), CaF2 (como fluidificante escoria) se agrega en esta etapa para la formación de condiciones reductoras básicos. La función de esta escoria está refinando del acero a partir de azufre y la absorción de óxidos, formado como resultado de la desoxidación (? Matar?). El exceso de oxígeno disuelto en la masa fundida durante el período de oxidante se elimina por desoxidantes metálicos Mn, Si, Al:
[Mn] + [O] = (MnO) [Si] + 2 [O] = (SiO2) 2 [Al] + 3 [O] = (Al2O3) La reducción de la escoria básica es favorable para la desulfuración de acuerdo con la reacción: [S] + (CaO) = (CAS) + [O] El óxido y las inclusiones no metálicas de sulfuro son absorbidos por la escoria. Elementos de aleación (Cr, Ni, Mo, V, etc) se añade después de la desoxidación. En muchos casos los procesos de? Matar? (Desoxidación), desulfuración, de aleación y de calentamiento final se llevan a cabo fuera del horno refinación cuchara de colada. El funcionamiento de un horno de arco eléctrico ? Chatarra de carga; ? De fusión; ? Toma de muestras y el análisis químico de la masa fundida; ? Comburentes formación de escoria; ? La oxidación de C, P, Mn, Si, Al. ? Toma de muestras y medición de la temperatura; ? De-formación de escoria; ? Formación básica de escoria; ? Desoxidante (matar??); ? Aleación; ? Aprovechar el acero; ? Mantenimiento revestimiento refractario.
