Quina és la matèria primera inicial del procés del forn de l’arc elèctric (EAF)?

L’arc elèctric (EAF) és un dels mètodes més utilitzats per a la producció d’acer, especialment en el reciclatge de ferralla . a diferència dels processos tradicionals de forns explosius que utilitzen el mineral de ferro com a matèria primera primària, el procés EAF es basa principalment en acer de ferralla reciclat com a material inicial ., depenent de les necessitats específiques de l’acer (DRI), Pig Iron, o fins i tot Ore de ferro també es pot utilitzar . En aquesta publicació del bloc, explorarem les matèries primeres clau del procés EAF, el paper que juguen en el procés de fabricació d'acer i com contribueixen a produir acer d'alta qualitat .

L’acer de ferralla és, amb molt, el material de partida més comú i econòmic per alFabricació d'acer EAF, comptabilitzant al voltant de 70-75% de les matèries primeres utilitzades en la fabricació d'acer EAF moderna . La ferralla consisteix normalment en acer reciclat a partir de productes de final de vida com vehicles, aparells, materials de construcció i residus industrials {{4}, generalment es soluciona, es tritura i, de vegades forn .

Per què ferralla d’acer?

1. Sostenibilitat: l'ús d'acer de ferralla en el procés EAF és beneficiós ambientalment . El reciclatge d'acer redueix la necessitat de mineria de mineral de ferro i redueix significativament el consum d'energia en comparació amb els mètodes tradicionals de forns .
2. Cost-efectivitat: Com que l'acer de ferralla sovint és més barat que els materials primaris com el mineral de ferro o el ferro de porc, és una elecció rendible, especialment en regions amb abundant disponibilitat de ferralla .
3. Control de qualitat: Si bé la ferralla pot variar en composició i qualitat, el procés EAF permet als operadors controlar la composició química de la fusió per produir acer de gran qualitat .

Tipus de ferralla utilitzada

1. Scrap Home: Steel Generat dins de la mateixa instal·lació (e . g ., triomf de la rascada dels processos de fabricació) .
2. Francp: ferralla d'acer generada per activitats industrials, com ara la fabricació o la construcció .
3. Obsolete Scrap: acer dels productes de final de vida, com ara cotxes antics, electrodomèstics i infraestructura .

A més de la ferralla, el ferro reduït directe (DRI), també coneguda com a ferro esponja, és una altra matèria primera important que s’utilitza aFabricació d'acer EAF. DRI es produeix a partir de mineral de ferro en un procés de reducció que no implica el forn tradicional de explosions, sinó que utilitza gas natural o hidrogen com a agents reductors per convertir el mineral de ferro (Fe2O3 o Fe3O4) en ferro metàl·lic .

       Per què DRI?

1. SUPLEMENTACIÓ SCRAP: A les regions on la disponibilitat de ferralla és limitada o de mala qualitat, DRI és un suplement important, proporcionant una qualitat de ferro més consistent per a l'acer .
2. Contingut de baixa impuresa: DRI té nivells inferiors d'impureses en comparació amb la ferralla, cosa que pot ajudar a produir acer de més qualitat amb menys defectes .
3. Sostenibilitat: la producció de DRI mitjançant hidrogen (anomenat "DRI verd") és un mètode més sostenible de producció de ferro amb emissions de carboni més baixes en comparació amb els mètodes tradicionals de forns explosius .

Producció de DRI

1. mineral de ferro: el mineral de ferro es processa en un reactor de reducció, on es tracta amb gasos com el gas natural o l'hidrogen per eliminar l'oxigen, produint dri .
2. Ús en EAF: Un cop produït, DRI s'alimenta a l'EAF, on es fon i es perfecciona per produir acer .

El ferro de porc és una altra matèria primera que es pot utilitzar en el procés EAF, tot i que no s’utilitza tan habitualment com a ferralla o DRI . Pig Iron és un producte intermedi del forn explosiu, que consisteix principalment en ferro i carboni, juntament amb petites quantitats d’impuritats com el silici, el sofre i el fòsfor .}

Per què ferro de porc?

1. Suplement a ferralla: el ferro de porc es pot utilitzar per complementar l'acer de ferralla, particularment en situacions en què no hi ha una ferralla suficient per satisfer la capacitat de producció d'acer desitjada .
2. Control sobre el contingut de carboni: afegir ferro de porc a l'EAF ajuda a augmentar el contingut de carboni a l'acer, cosa útil per produir certs tipus d'acer que requereixen nivells de carboni més elevats .
3. Augment de la productivitat: el ferro de porc s'utilitza a l'EAF quan es necessiten temperatures més altes o quan la ferralla és massa baixa en carboni per al producte d'acer previst .

Tot i que no és tan comú com l'acer de ferralla, el mineral de ferro també es pot utilitzar alFabricació d'acer EAF, sobretot quan DRI o ferralla no està disponible . El mineral de ferro es compon principalment d’òxid de ferro (Fe2O3 o Fe3O4), i abans que es pugui utilitzar a l’EAF, normalment experimenta un procés de reducció per produir ferro en una forma similar a Dri .

Per què el mineral de ferro?

1. Material suplementari: En els casos en què els subministraments de ferralla i DRI són insuficients, el mineral de ferro es pot utilitzar com a font de còpia de seguretat de ferro per a la producció d'acer . Tanmateix, normalment requereix un processament i energia addicionals per convertir -la en una forma útil com Dri .
2. Consideracions de costos: l'ús de mineral de ferro de vegades pot ser més car en comparació amb la ferralla de reciclatge, especialment amb els requisits d'energia afegits de produir DRI o Pig Iron .

A més de les principals matèries primeres (ferralla, DRI, ferro de porc o mineral de ferro), s’utilitzen diversos additius i agents de flux durant el procés EAF per aconseguir composicions químiques específiques, millorar la qualitat de l’acer o ajudar a la formació d’escòria .

Additius comuns

1. calç (CAO): s'utilitza per eliminar les impureses com el sofre i el fòsfor formant l'escòria .
2. Fluorspar (CAF2): afegit per baixar el punt de fusió de l'escòria i millorar la seva fluïdesa .
3. boron, crom, manganès: aquests elements d'aliatge s'afegeixen per produir acer amb propietats específiques com la resistència, la duresa i la resistència a la corrosió .

1. g . s . r . murthy, "Electric ARC Furnace Steelmaking: el mètode principal per a la producció d'acer," Steel Times International, Vol . 47, no . 3, PP {{6}, {72020.}}
2. H . Zhang et al ., "El paper de la ferralla i DRI en l'acer del forn elèctric," Journal of Materials Processing Technology, Vol . 255, Pp . 35-42, 2018.
3. t . s . nguyen, "Fonaments de SteelMaking," Journal of Iron and Steel Research International, vol . 28, no . 4, pp . 250-257, 2019.