Four à arc électrique : classification, composition et application

Fourneau à arc électrique: classification, composition et application

UneFours à arc électrique (EAF) est un récipient métallurgique à haute température qui utilise un arc électrique, formé entre une électrode et un matériau de charge, pour faire fondre des métaux et des minerais.l'énergie est fortement concentréePour la fusion des métaux, les FEA offrent une flexibilité de procédé supérieure à celle des autres méthodes de fabrication de l'acier,permettant une élimination efficace des impuretés telles que le soufre et le phosphoreIls assurent également un contrôle précis de la température, nécessitent une empreinte relativement faible et sont particulièrement adaptés à la production d'alliages et d'aciers spéciaux de haute qualité.

Classification des fours à arc électrique

Les FEA sont principalement classés en fonction de leur mécanisme de chauffage:

1- Le four à arc indirect:

Principe: un arc est frappé entre deux électrodes placées au-dessus de la charge. Le matériau est chauffé indirectement par rayonnement de l'arc.

Statut: caractérisé par des niveaux de bruit élevés et un rendement thermique inférieur, ce type a été largement éliminé des applications métallurgiques courantes.

2. fourneau à arc direct:

Principe: l'arc est formé directement entre la pointe des électrodes et le matériau de charge conductrice, ce qui assure un chauffage direct et très efficace.C'est la conception la plus courante pour la sidérurgie moderne.

Sous-types: comprend les fours à arc à trois phases en courant alternatif et en courant continu, qui sont les chevaux de bataille de l'industrie de l'acier et des alliages à base de ferraille.

3. Forneau à arc submergé (FAS):

Principe: Les électrodes sont partiellement enterrées dans la charge (un mélange de minerai, de réducteur et de flux).Le chauffage se produit par une combinaison d'activité d'arc dans la charge et de la résistance électrique (chauffage en Joule) du matériau lui-même.

Application: principalement utilisée pour la production de ferrosilicium, ferromanganèse, carbure de calcium et pour la fusion de matériaux non ferreux tels que le mat.

Composants clés d'un système de FEAO

Un four à arc direct moderne est un système électromécanique complexe composé de plusieurs sous-systèmes principaux:

1Système d'alimentation électrique: comprend le transformateur de four (et le redresseur pour les fours à courant continu), un interrupteur haute tension et des armoires de commande basse tension pour réguler l'alimentation.

2Système d'électrodes: composé d'électrodes de graphite, de support/bras d'électrode,et le système de régulation des électrodes qui contrôle automatiquement la position des électrodes pour maintenir une longueur d'arc et une puissance stables.

3- Structure mécanique du four: comprend la coque du four refroidi à l'eau, le toit du four (souvent refroidi à l'eau et pivotant pour le chargement) et le mécanisme d'inclinaison pour le tirage des scories et de l'acier.

4Système de conduction à courant élevé (réseau de court-circuit): Ensemble de systèmes de conduction à courant élevé,barres d'alimentation en cuivre refroidies à l'eau et câbles souples qui délivrent un courant très élevé du transformateur aux bras d'électrode.

5Système d'eau de refroidissement: Réseau critique en boucle fermée fournissant de l'eau pour refroidir les panneaux, le toit, les câbles, les supports d'électrodes et autres composants exposés à une chaleur extrême.

Principe de fonctionnement de base

Dans un four à arc direct pour la sidérurgie, la chaleur intense générée par des arcs entre les électrodes de graphite et une charge de ferraille provoque une fusion rapide.opérations de raffinage (réglage de la températureLes EAF sont classés soit comme acides, soit comme basiques.déterminée par la nature chimique de la doublure réfractaire et de la slague utiliséeLes fours à revêtement de base, qui utilisent une scorie à base de chaux, sont capables de désulfuration et de déphosphorisation étendues.

Applications principales

Les fours à arc électrique sont des outils polyvalents dans la métallurgie extractive et de processus, les principales applications comprennent:

1Production d'acier: l'application principale, la fusion des déchets d'acier pour produire du carbone, des alliages et des aciers inoxydables.

2Raffinage des alliages ferreux: production et raffinage de divers alliages principaux à base de fer.

3- Fusion de matériaux spécialisés: traitement de matériaux tels que les scories à haute teneur en titane et les scories de flux de soudage synthétique.

4Production de matériaux réfractaires: fusion de matières premières pour la production de matériaux réfractaires à haute température tels que l'alumine fondue, le magnésium et les cimentes d'alumine et de calcium.

5Recyclage des sous-produits métallurgiques: récupération de métaux précieux provenant de déchets tels que les échafaudages de broyage de l'acier inoxydable et les écailles des usines.

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