فرن القوس الكهربائي (EAF) هو فرن صهر عالي الحرارة يستخدم بشكل أساسي في صناعة الصلب لصهر الخردة المعدنية وإنتاج الصلب الكربوني وسبائك الصلب ومنتجات الحديد الزهر.ويعمل الفرن عن طريق توليد قوس كهربائي بين أقطاب الجرافيت وشحنة المعدن، حيث تصل درجة الحرارة إلى 3275 درجة فهرنهايت (1800 درجة مئوية).وهذه العملية موفرة للطاقة ومكتفية ذاتياً وتعتمد على الطاقة الكهربائية بدلاً من مصادر الحرارة الثانوية.وتستخدم أفران الصهر الكهربائية على نطاق واسع لإعادة تدوير الخردة الحديدية، مما يجعلها بديلاً مستداماً للأفران العالية التقليدية.وتتضمن عملية الصهر مراحل مثل الشحن والصهر والتكرير، مع إضافة مواد مثل الجير المحروق والصاري للمساعدة في تكوين الخبث.
شرح النقاط الرئيسية:
-
الاستخدام الأساسي لأفران القوس الكهربائي:
- تستخدم أفران القوس الكهربائي في المقام الأول لصهر الخردة المعدنية بما في ذلك الخردة الحديدية، لإنتاج الصلب الكربوني , سبائك الصلب و منتجات الحديد الزهر .
- على عكس أفران الصهر التقليدية، لا تتطلب أفران الصهر الكهربائية معدنًا منصهرًا كمادة أساسية، مما يجعلها مثالية لإعادة تدوير وإعادة استخدام الخردة المعدنية.
-
مبدأ العمل:
- تولد المُرَفِّعات الكهربائية الكهربائية الحرارة من خلال قوس كهربائي بين أقطاب الجرافيت والشحنة المعدنية.
- ينشئ القوس تفريغ بلازما الذي يُنتج حرارة شديدة (تصل إلى 3275 درجة فهرنهايت أو 1800 درجة مئوية) التي تذيب المعدن.
- هذه العملية قائمة بذاتها تعتمد فقط على الطاقة الكهربائية دون الحاجة إلى مصادر حرارة خارجية.
-
المواد المنصهرة في المصاهر الكهربائية:
- خردة الصلب:المادة الخام الأساسية لمصانع السبائك الكهربائية، بما في ذلك الخردة الثقيلة والخفيفة، والتي يتم تسخينها وشحنها في الفرن.
- عناصر السبائك:يتم أكسدة مواد مثل الكربون والسيليكون والمنجنيز أثناء عملية الصهر لتنقية الفولاذ.
- المواد المضافة:يتم إضافة الجير المحروق والصاري لتسهيل تكوين الخبث مما يساعد على إزالة الشوائب.
-
مراحل العملية:
- الشحن:يتم تحميل الخردة المعدنية في الفرن باستخدام سلة كبيرة.يتأرجح السقف مفتوحاً للسماح بالشحن.
- الانصهار:يتم إنزال الأقطاب الكهربائية على الخردة، ويتم تشكيل قوس كهربائي.يتم زيادة الجهد لتسريع عملية الصهر.
- التكرير:يمكن إضافة الأكسجين لأكسدة الشوائب، ويتكون الخبث لفصل الشوائب عن المعدن المنصهر.
-
استهلاك الطاقة:
- مفاعلات الطاقة الكهربائية موفرة للطاقة، وتتطلب حوالي 350 كيلو وات ساعة إلى 370 كيلو وات ساعة تقريبًا من الطاقة الكهربائية لصهر طن واحد من الخردة.
- إن استخدام الطاقة الكهربائية يجعل المرافئ الكهربائية أكثر صداقة للبيئة مقارنة بالطرق التقليدية التي تعتمد على الوقود الأحفوري.
-
التطبيقات في الصناعة:
- تُستخدم مصانع EAFs على نطاق واسع في صناعة الصلب لإنتاج الألواح الكبيرة والعوارض والمكونات الهيكلية الأخرى.
- كما أنها تستخدم في المسابك لصهر الخردة المقطعة وإنتاج منتجات الصلب عالية الجودة.
-
مزايا المرافئ الكهربائية:
- الاستدامة:تعمل مصانع EAFs على تعزيز إعادة التدوير باستخدام الخردة المعدنية كمادة خام أولية.
- المرونة:يمكنها إنتاج مجموعة واسعة من درجات وسبائك الصلب.
- الفعالية من حيث التكلفة:انخفاض تكاليف التشغيل مقارنة بأفران الصهر التقليدية بسبب انخفاض متطلبات الطاقة والمواد الخام.
-
التحكم في درجة الحرارة:
- مجهزة بأجهزة متطورة لـ للتحكم الدقيق في درجة الحرارة مما يضمن التشغيل الآمن والفعال.
- تسمح القدرة على الحفاظ على درجات حرارة عالية (تصل إلى 3275 درجة فهرنهايت) بالصهر والتكرير السريع للمعادن.
-
التأثير البيئي:
- تساهم مصانع EAFs في الحد من انبعاثات الكربون عن طريق إعادة تدوير الخردة المعدنية واستخدام الطاقة الكهربائية بدلاً من الوقود الأحفوري.
- تولد العملية نفايات أقل وتقلل من الحاجة إلى تعدين المواد الخام.
-
الاتجاهات المستقبلية:
- من المتوقع أن ينمو اعتماد المُرَفِّعات الكهربائية الكهربائية مع إعطاء الصناعات الأولوية للاستدامة وكفاءة الطاقة.
- تعمل الابتكارات في تكنولوجيا الأقطاب الكهربائية وأنظمة استعادة الطاقة على تعزيز كفاءة أفران القوس الكهربائي.
وباختصار، فإن أفران القوس الكهربائي هي أدوات متعددة الاستخدامات وموفرة للطاقة وصديقة للبيئة لصهر الخردة المعدنية وإنتاج منتجات الصلب عالية الجودة.إن قدرتها على إعادة تدوير المواد وتشغيلها في درجات حرارة عالية تجعلها حجر الزاوية في صناعة الصلب الحديثة.
جدول ملخص:
| الجانب الرئيسي | التفاصيل |
|---|---|
| الاستخدام الأساسي | صهر الخردة المعدنية لإنتاج الصلب الكربوني وسبائك الصلب والحديد الزهر. |
| مبدأ العمل | توليد الحرارة عن طريق القوس الكهربائي بين أقطاب الجرافيت والشحنة المعدنية. |
| نطاق درجة الحرارة | حتى 3275 درجة فهرنهايت (1800 درجة مئوية). |
| استهلاك الطاقة | 350-370 كيلوواط ساعة لكل طن من الخردة. |
| المواد الرئيسية | خردة الفولاذ، وعناصر السبائك، والجير المحروق، والصاري. |
| مراحل العملية | الشحن، والصهر، والتكرير |
| المزايا | الاستدامة، والمرونة، والفعالية من حيث التكلفة، والتحكم الدقيق في درجة الحرارة. |
| التأثير البيئي | يقلل من انبعاثات الكربون ويقلل من احتياجات التعدين. |
تعرّف كيف يمكن لأفران القوس الكهربائي أن تحول عملية صناعة الصلب لديك- اتصل بخبرائنا اليوم !
