إن عملية الصهر في فرن القوس الكهربائي (EAF) هي طريقة عالية الكفاءة والتحكم لصهر المعادن، وخاصة خردة الصلب، باستخدام الأقواس الكهربائية المتولدة بين الأقطاب الكهربائية والشحنة المعدنية.وتتضمن العملية عدة مراحل، بما في ذلك الشحن والصهر والتكرير، وتعتمد على الحرارة الشديدة الناتجة عن القوس الكهربائي لصهر المعدن.ويعمل الفرن بتيار كهربائي ثلاثي الأطوار، ويمكن أن تصل درجة حرارة القوس الكهربائي إلى 3275 درجة فهرنهايت (1800 درجة مئوية)، مما يضمن سرعة الصهر.وتشمل العوامل الرئيسية التي تؤثر على العملية درجة الحرارة ووجود الشوائب وتكوين الخبث والمواد المؤكسدة.يُستخدم المُرَكِّب الكهربائي على نطاق واسع في إنتاج الصلب نظرًا لقدرته على إعادة تدوير الخردة المعدنية وطبيعته القائمة بذاتها، حيث لا يتطلب مصدر حرارة ثانوي.
شرح النقاط الرئيسية:
-
توليد القوس الكهربائي وإنتاج الحرارة:
- يولد فرن القوس الكهربائي الحرارة من خلال قوس كهربائي يتشكل بين أقطاب الجرافيت والشحنة المعدنية.
- يمكن أن تصل درجة حرارة القوس الكهربائي إلى 3275 درجة فهرنهايت (1800 درجة مئوية)، مما يوفر حرارة كافية لصهر المعادن بسرعة.
- هذه العملية مكتفية ذاتيًا، مما يعني أنها لا تتطلب مصدر حرارة خارجي، مما يجعلها موفرة للطاقة.
-
مراحل عملية الذوبان:
- الشحن:يتم تحميل الخردة المعدنية الثقيلة والخفيفة في الفرن باستخدام سلة كبيرة.وغالباً ما يتم تسخين الخردة باستخدام غازات العادم لتحسين كفاءة الطاقة.
- الصهر:يتم إنزال الأقطاب الكهربائية على الخردة، ويتم تشكيل قوس كهربائي.يتم زيادة الجهد لتسريع عملية الصهر.خلال هذه المرحلة، يتأكسد الكربون والسيليكون والمنجنيز في المعدن.
- التكرير:بعد الصهر، تتم إضافة عوامل التكرير مثل الجير المحروق والصاري لتكوين الخبث، مما يساعد على إزالة الشوائب من المعدن المنصهر.
-
دور الخبث والمواد المؤكسدة:
- تكوين الخبث أمر بالغ الأهمية لإزالة الشوائب وتحسين جودة المعدن المنصهر.يُضاف الجير المحروق والصاري لتسهيل تكوين الخبث.
- تُستخدم المؤكسدات لتسريع عملية الصهر وتحسين كفاءة إزالة الشوائب.
-
استهلاك الطاقة والكفاءة:
- يحتاج فرن القوس الكهربائي إلى ما يقرب من 350 كيلو وات ساعة إلى 370 كيلو وات ساعة من الطاقة لصهر طن واحد من الخردة المعدنية.
- ويعزز استخدام الخردة المسخنة مسبقًا وغازات العادم من كفاءة الطاقة الإجمالية للعملية.
-
التطبيقات والمزايا:
- تُستخدم مصانع EAFs في المقام الأول لإعادة تدوير خردة الصلب وإنتاج الفولاذ الكربوني وسبائك الفولاذ.
- وهذه العملية صديقة للبيئة، حيث أنها تعيد تدوير الخردة المعدنية وتقلل من الحاجة إلى المواد الخام.
- كما أن القدرة على التحكم في عملية الصهر بدقة تجعل المرافئ الكهربائية مناسبة لإنتاج الصلب عالي الجودة بتركيبات كيميائية محددة.
-
العوامل المؤثرة في عملية الصهر:
- درجة الحرارة:تُعد درجة الحرارة العالية للقوس الكهربائي أمرًا حاسمًا للصهر السريع.
- الضغط:على الرغم من عدم ذكر ذلك صراحة، إلا أن الفرن يعمل في ظروف جوية محكومة.
- الشوائب والخبث:يؤثر وجود الشوائب على جودة المعدن المصهور، كما أن تكوين الخبث ضروري لإزالة الشوائب.
- المؤكسدات:تُستخدم المؤكسدات لتسريع عملية الصهر وتحسين جودة المعدن.
وباختصار، فإن عملية الصهر في فرن القوس الكهربائي هي طريقة متطورة وفعالة لصهر المعادن، وخاصة خردة الصلب.وهي تنطوي على توليد حرارة شديدة من خلال الأقواس الكهربائية، تليها مراحل محكومة من الشحن والصهر والتكرير.وهذه العملية موفرة للطاقة وصديقة للبيئة وقادرة على إنتاج فولاذ عالي الجودة بتركيبات كيميائية دقيقة.
جدول ملخص:
| الجانب الرئيسي | التفاصيل |
|---|---|
| درجة حرارة القوس الكهربائي | تصل إلى 3275 درجة فهرنهايت (1800 درجة مئوية) للصهر السريع. |
| استهلاك الطاقة | 350-370 كيلوواط ساعة لكل طن من الخردة المعدنية. |
| مراحل عملية الصهر | الشحن والانصهار والتكرير. |
| دور الخبث | يزيل الشوائب؛ يتكون باستخدام الجير المحروق والصاري. |
| التطبيقات | إعادة تدوير خردة الصلب، وإنتاج الفولاذ الكربوني/السبائكي. |
| المزايا | موفرة للطاقة، وصديقة للبيئة، وتركيبات كيميائية دقيقة وموفرة للطاقة. |
اكتشف كيف يمكن لفرن القوس الكهربائي تحسين عملية إعادة تدوير المعادن لديك- اتصل بنا اليوم !
