El procés de fabricació d’acer del forn d’arc elèctric (EAF)

Fabricació d'acer EAFés un procés complex i intens energètic que converteix les matèries primeres en acer, un material essencial per a la infraestructura, el transport i diverses altres indústries . Un dels mètodes més utilitzats per a la producció d'acer és el procés d'arc elèctric Metal . En aquest bloc, explorarem els passos implicats en la fabricació d'acer mitjançant un EAF i per què aquest mètode ha guanyat protagonisme en la producció d'acer moderna .

Un forn d’arc elèctric (EAF) és un tipus de forn que utilitza energia elèctrica per fondre l’acer de ferralla i altres materials metàl·lics . El forn genera calor creant un arc elèctric entre els elèctrodes de grafit Fereu i perfeccioneu el metall .
El procés EAF és diferent dels mètodes tradicionals, com ara el mètode del forn BLAST, que utilitza coca i mineral de ferro per produir ferro fos . en canvi, l'EAF pot processar directament l'acer de ferralla reciclada, reduint la necessitat de materials verges i minimitzant l'impacte ambiental de la producció d'acer .

1. Carregant el forn
El primer pas a laFabricació d'acer EAFEl procés consisteix en carregar el forn amb matèries primeres . La matèria primera primària utilitzada en la fabricació d'acer EAF és acer de ferralla, que pot representar fins a un 100% de la càrrega en alguns casos . ferralla es basa normalment a partir de productes posteriors al consum, residus industrials o rebutjades de maquinària . (e {. g ., manganès, crom), i de vegades es pot afegir ferro reduït directe (dri) a la càrrega per ajustar la composició de l'acer .
El forn té grans portes a través de les quals es carreguen les matèries primeres a la closca del forn . La quantitat i el tipus de material de ferralla carregats poden afectar la qualitat i el grau del producte final .

2. Moblar la ferralla
Un cop carregat el forn, l’arc elèctric s’aconsegueix entre els elèctrodes de grafit i el ferralla . L’energia elèctrica s’escalfa la ferralla, provocant -la que es fon 3, 000 grau (5.432 graus f) . El metall fos, ara en estat líquid, es coneix com a acer fos .
Durant aquesta fase, la ferralla es fon ràpidament i les impureses com el sofre, el fòsfor i el carboni comencen a separar -se de l’acer fos . El procés EAF és altament eficient per eliminar aquestes impureses .

3. perfeccionar l'acer
Una vegada que la ferralla s'ha fos, el següent pas és perfeccionar l'acer per eliminar les impureses restants i ajustar la seva composició química . Això s'aconsegueix introduint agents de flux com ara calç o dolomítica, que es combinen amb les impures
El procés de refinació sovint implica:

• Desoxidació: eliminació de l’oxigen de l’acer fos, que pot incloure l’addició d’alumini, silici o altres agents reductors .
• Aliatge: afegir elements d’aliatge com el crom, el níquel i el manganès per millorar les propietats de l’acer, depenent de la seva aplicació prevista .
• Eliminació de l'escòria: l'escòria, que conté impureses, s'elimina periòdicament durant el procés de refinació per assegurar la qualitat de l'acer .

La composició química de l’acer es controla i s’ajusta mitjançant una combinació de mostreig i anàlisi en temps real . Això garanteix que el producte final compleixi els requisits específics de qualitat i qualitat .

Tocant i Llançant
Un cop perfeccionat l’acer i s’aconsegueix la composició química desitjada, el següent pas s’està punxant, on l’acer fos s’aboca del forn en una cullera per a un processament posterior . es fa amb cura per evitar la contaminació i per assegurar -se que només es transfereix l’acer fosós desitjat .
L'acer fos es posa a continuació en formes com ara billetes, flors o lloses, depenent dels passos de processament posteriors . colada contínua, en què l'acer fos

5. Tractament metal·lúrgic secundari (opcional)
Després de tocar, alguns acer poden patir tractaments metal·lúrgics secundaris per afinar encara més les seves propietats . Aquests tractaments es realitzen normalment en forns separats i poden incloure processos com la degassació de buit, la refinació de la canya o l’argència Especificacions .

6. refrigeració i rodatge
Finalment, l’acer solidificat es refreda i està sotmès a processos mecànics com ara rodar o forjar per formar productes com ara barres d’acer, fulls o plaques . L’acer es processa encara més per millorar les seves propietats mecàniques, com ara la força, la duresa i la ductilitat, mitjançant diverses tècniques de tractament tèrmic com el desgast o el temperament .}

1. Beneficis mediambientals

Un dels avantatges principals delFabricació d'acer EAFEl procés és la seva capacitat per reciclar la ferralla, que redueix la necessitat de matèries primeres mineres com el mineral de ferro . Això no només conserva els recursos naturals, sinó que també redueix el consum d’energia i les emissions de gasos d’efecte hivernacle .
2. flexibilitat

Els EAF poden produir una àmplia gamma de qualificacions d'acer i poden processar diversos tipus de ferralla, cosa que els fa altament flexibles i adaptables a les demandes del mercat .
3. Eficiència energètica

Si bé els EAF consumeixen quantitats importants d’electricitat, generalment són més eficients energèticament que els forns tradicionals, sobretot quan s’alimenten per fonts d’energia renovables .
4. Start-up més ràpid i tancar

Els EAF es poden iniciar i tancar relativament ràpidament, proporcionant una major flexibilitat operativa .

Ira https: // doi . org/10.1016/s 0924-0136 (01) 01301- x
2. zhang, y ., & zhang, x . (2017) . siderúrgia en forns d'arc elèctric: principis i aplicacions . Elsevier .
3. bhaskar, r ., & sahu, p . (2020) . una revisió sobre el furnace elèctric siderúrgic: eficiència energètica i innovacions . Materials ciències i enginyeria . https: // doi . org/10 . 1016/j.mser .2020.03.002