تُعد عملية فرن القوس الكهربائي (EAF) طريقة حاسمة في صناعة الصلب، وتستخدم في المقام الأول لإعادة تدوير الخردة المعدنية إلى صلب عالي الجودة.وتتضمن هذه العملية سلسلة من المراحل، تُعرف مجتمعة باسم دورة الصهر والتكرير والصب للصلب.وتشمل هذه المراحل شحن الفرن، والصهر، والصهر، والتكرير، وإزالة التغليف، والنقر.وتلعب كل مرحلة دورًا حيويًا في تحويل الخردة المعدنية إلى صلب قابل للاستخدام، حيث تعتمد العملية على أقواس كهربائية عالية الحرارة لتحقيق الصهر السريع.فيما يلي، شرح المراحل الرئيسية لعملية فرن القوس الكهربائي بالتفصيل.
شرح النقاط الرئيسية:
-
شحن الفرن:
- هذه هي المرحلة الأولية التي يتم فيها تحميل المواد الخام، وهي في المقام الأول خردة معدنية، في الفرن.
- وغالباً ما يتم خلط الخردة المعدنية مع الحجر الجيري للمساعدة في تكوين الخبث، مما يساعد على إزالة الشوائب.
- تم تصميم الفرن للتعامل مع كميات كبيرة من المواد، بما في ذلك الألواح والعوارض والخردة المقطعة.
- يضمن الشحن المناسب كفاءة الصهر ويقلل من استهلاك الطاقة.
-
الذوبان:
- بمجرد شحن الفرن، يتم إدخال الأقطاب الكهربائية في المعدن، ويتم توليد قوس كهربائي بين الأقطاب الكهربائية والمعدن.
- وينتج القوس الكهربائي درجات حرارة عالية للغاية، تصل إلى 3275 درجة فهرنهايت (1800 درجة مئوية)، مما يؤدي إلى صهر المعدن الخردة بسرعة.
- عملية الصهر كثيفة الاستهلاك للطاقة، حيث تتطلب ما يقرب من 350 إلى 370 كيلووات ساعة لكل طن من الخردة.
- ويمكن حقن الأكسجين خلال هذه المرحلة لتعزيز عملية الصهر وإزالة الشوائب.
-
التكرير:
- بعد الصهر، يخضع المعدن المنصهر لعملية تكرير لضبط تركيبه الكيميائي وإزالة الشوائب.
- ويمكن إضافة عناصر السبائك لتحقيق درجة الصلب المطلوبة.
- تضمن عملية التكرير أن المنتج النهائي يفي بمعايير جودة محددة، بما في ذلك محتوى الكربون وتركيب السبائك والخصائص الميكانيكية.
- ويُعد التحكم في درجة الحرارة أمرًا بالغ الأهمية أثناء التكرير لتجنب العيوب وضمان التوحيد.
-
إزالة الترسبات:
- يتم إزالة الخبث، وهو منتج ثانوي لعمليات الصهر والتكرير، من سطح المعدن المنصهر.
- يحتوي الخبث على شوائب مثل الأكاسيد والفوسفور والكبريت، والتي يتم فصلها عن الصلب.
- تتم عملية إزالة الخبث عادةً عن طريق إمالة الفرن أو استخدام أدوات متخصصة لإزالة الخبث.
- يضمن إزالة الخبث بشكل صحيح أن يكون منتج الصلب النهائي نظيفًا وخاليًا من الملوثات.
-
النقر:
- تتضمن المرحلة النهائية صب الفولاذ المصهور المكرر من الفرن في مغرفة أو ماكينة صب.
- ويجب التحكم في الصب بعناية لتجنب الانسكاب وضمان درجة الحرارة والتركيب الصحيحين للصلب.
- ثم يتم نقل الصلب المنصهر بعد ذلك إلى مزيد من المعالجة، مثل الصب المستمر أو صب السبائك، لإنتاج منتجات الصلب النهائية.
- ثم يتم إعداد الفرن للدورة التالية، بدءًا من الشحن مرة أخرى.
-
اعتبارات الطاقة والكفاءة:
- تتسم عملية أفران الصهر الكهربائية بكفاءة عالية في استخدام الطاقة مقارنةً بأفران الصهر التقليدية، حيث أنها تستخدم الطاقة الكهربائية في المقام الأول.
- تم تجهيز أفران الصهر الحديثة بأنظمة متقدمة للتحكم في درجة الحرارة لتحسين استخدام الطاقة وتقليل تكاليف التشغيل.
- كما أن القدرة على إعادة تدوير الخردة المعدنية تجعل عملية المُرَفَّق الكهربائي الكهربائي صديقة للبيئة، مما يقلل من الحاجة إلى المواد الخام ويقلل من النفايات.
-
الاختلافات في عمليات القوالب الكهربائية:
- في حين أن دورة الصب من الصنبور إلى الصنبور هي المعيار لمعظم عمليات أفران القوس الكهربائي الكهربائية، فإن بعض الأفران المتخصصة، مثل أفران القوس غير المستهلكة ذاتيًا بالتفريغ، تتبع مراحل إضافية مثل المعالجة بالتفريغ والصب بالشفط.
- وتستخدم هذه الاختلافات لتطبيقات محددة، مثل إنتاج سبائك عالية النقاء أو درجات الصلب المتخصصة.
من خلال فهم هذه المراحل، يمكن لمشتري المعدات والمواد الاستهلاكية تقييم متطلبات صيانة وتحسين عمليات مرفق الصلب الكهربائي بشكل أفضل، مما يضمن إنتاج الصلب بكفاءة وجودة عالية.
جدول ملخص:
| المرحلة | التفاصيل الرئيسية |
|---|---|
| شحن الفرن | يتم تحميل الخردة المعدنية والحجر الجيري في الفرن من أجل الصهر الفعال. |
| الصهر | تعمل الأقواس الكهربائية على تسخين الخردة إلى 3275 درجة فهرنهايت (1800 درجة مئوية)، مما يؤدي إلى صهرها بسرعة. |
| التكرير | يتم تعديل التركيب الكيميائي وإزالة الشوائب للحصول على فولاذ عالي الجودة. |
| إزالة الخبث | يتم إزالة الخبث، الذي يحتوي على شوائب، من المعدن المنصهر. |
| التنصت | يتم صب الفولاذ المكرر في مغرفة أو آلة صب لمزيد من المعالجة. |
| كفاءة الطاقة | تتميز مصانع EAFs بالكفاءة في استخدام الطاقة، حيث تستخدم حوالي 350-370 كيلووات ساعة لكل طن من الخردة. |
تحسين عملية صناعة الصلب لديك من خلال رؤى الخبراء- اتصل بنا اليوم !
