Introduzione del forno ad arco elettrico a corrente continua

Principio fondamentale di lavoro

1. Conversione di potenza: Il CA a tre fasi è rettificato in CC stabile da un sistema di alimentazione.
2. Generazione dell'arco: Si forma un arco stabile tra il catodo di grafite superiore e l'anodo inferiore del forno, riscaldando la carica a oltre 3.000°C.
3. Fusione e raffinazione: L'arco ad alta temperatura scioglie rapidamente il rottame o le materie in lega; vengono eseguite la legazione e la rimozione delle impurità per regolare la composizione e migliorare la qualità dell'acciaio.
4. Agitazione in vasca fusa: La corrente continua direzionale crea una forte agitazione elettromagnetica, garantendo una temperatura e una composizione uniformi.

Caratteristiche strutturali chiave

• Elettrodi singoli superiori: viene utilizzato un solo grande elettrodo di grafite, semplificando il sistema di elettrodi e riducendo il consumo.
• Elettrodo di fondo: Il fondo del forno è dotato di un anodo conduttore (ad esempio, perni di contatto metallici o refrattarie MgO-C), che è la caratteristica distintiva di un EAF DC.
• Unità rettificatriceConverte il CA in CC, consentendo un funzionamento a arco stabile.
• Corpo del forno: rivestimento refrattario ottimizzato per l'alta temperatura e la resistenza alla corrosione, con dispositivi di agitazione a gas per migliorare gli effetti di raffinazione.

Vantaggi per la fusione dell'acciaio speciale

1Qualità dell' acciaio superiore

• Arco stabile e riscaldamento uniforme: riduce al minimo il surriscaldamento locale, riduce la segregazione e migliora la purezza.
• Forte agitazione: favorisce una composizione uniforme e un'efficiente deossidazione/desolfurazione, soddisfacendo rigide norme speciali in acciaio.

2. Alta efficienza e basso consumo

• Consumo di elettrodi inferiore: ~ 50% in meno rispetto al FEAC, riducendo i costi operativi.
• Risparmio energetico: maggiore fattore di potenza e minore perdita della rete; consumo energetico tipico 250-300 kWh/t.
• Ciclo più breve: fusione e raffinazione più veloci, con un tempo di tap-to-tap spesso inferiore a 30 minuti.

3. Operazione stabile e benefici ambientali

• Basso impatto della rete: Piccole fluttuazioni di corrente/tensione, meno lampeggiamento e migliore compatibilità con la rete elettrica.
• Riduzione dell'erosione del rivestimento: La distribuzione uniforme del calore prolunga la durata del forno di circa il 30%.
• Basso rumore ed emissioni: funzionamento più silenzioso e migliore controllo dei gas di combustione.

Applicazione nella produzione di acciaio speciale

• Acciaio da cuscinetto: Alta pulizia, durezza uniforme e resistenza alla stanchezza.
• Acciaio a fuso: eccellente durezza, resistenza e stabilità termica.
• Acciaio inossidabile: Efficiente lega di cromo/nickel e controllo basso delle emissioni di carbonio.
• Acciaio per utensili ad alta velocità: Composizione precisa e prestazioni ad alte temperature.
• Leghe speciali: leghe a base di nichel, titanio e resistenti al calore.

Processo tipico di fusione

1. Preparazioni: patchaggio del forno, ispezione degli elettrodi di fondo e preparazione delle materie prime.
2. Caricamento: Rottami, leghe e scorie vengono caricati in lotti.
3. Fusione: viene applicata corrente continua; l'arco scioglie la carica, con l'aiuto di ossigeno/carburante.
4. Periodo di ossidazione: ossidare le impurità (P, C, Si) e rimuovere le scorie.
5. Riduzione e raffinazione: Aggiungere disossidanti e leghe; regolare composizione e temperatura.
6. Sfruttare: L'acciaio fuso viene inserito in una cucchiaia per una ulteriore raffinazione (ad esempio, LF, VD).

Tendenza dello sviluppo tecnico

• Fornitore di alimentazione a corrente continua flessibile: Le sorgenti di alimentazione modulari basate su IGBT migliorano la risposta e la stabilità.
• Controllo intelligente: regolazione automatica degli elettrodi, ottimizzazione dei processi e monitoraggio digitale.
• Green & Low-Carbon: Pre riscaldamento dei rottami, recupero del calore di scarto e tecnologie a basse emissioni.
• Grandi dimensioni e specializzazione: Capacità maggiori (≥ 100 t) e progetti personalizzati per acciai speciali di fascia alta.

Riassunto