تنطوي عملية الصهر في فرن القوس الكهربائي (EAF) على استخدام أقواس كهربائية عالية الجهد لتوليد الحرارة المطلوبة لصهر الخردة المعدنية أو المواد الخام الأخرى.وتستخدم هذه العملية على نطاق واسع في صناعة الصلب بسبب كفاءتها ومرونتها.وتشمل الخطوات الرئيسية شحن الفرن بالمواد الخام، وبدء القوس الكهربائي لتوليد الحرارة، وصهر المواد، وتكرير المعدن المنصهر، وأخيرًا النقر على الفرن لصب المعدن المنصهر في القوالب.تتأثر العملية بعوامل مثل الجهد وعمق القطب الكهربائي ووجود الشوائب.بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدام الفرن الأنبوبي يمكن أن تكون ذات صلة في بعض العمليات التحضيرية أو المساعدة على الرغم من أنها ليست جزءًا مباشرًا من عملية الصهر في فرن القصدير الكهربائي.
شرح النقاط الرئيسية:
-
شحن الفرن:
- يتم شحن فرن القوس الكهربائي بمواد خام، عادةً ما تكون خردة معدنية أو خام الحديد أو الحديد المختزل المباشر (DRI).يتم تحميل المواد في الفرن من خلال السقف أو الأبواب الجانبية.
- الشحن السليم أمر بالغ الأهمية لضمان كفاءة الصهر وتجنب تلف بطانة الفرن.
-
بدء القوس الكهربائي:
- بمجرد أن يتم شحن الفرن، يتم إنزال الأقطاب الكهربائية في الفرن، ويتم بدء قوس كهربائي بين الأقطاب الكهربائية والمواد المشحونة.يولد القوس الكهربائي حرارة شديدة تصل إلى 3000 درجة مئوية (5432 درجة فهرنهايت)، وهو ما يكفي لصهر المعدن.
- يتم زيادة الجهد بعد إنشاء القوس لتسريع عملية الصهر.ويساعد أيضًا الاستحمام العميق للأقطاب الكهربائية (غمرها في المعدن المنصهر) في تسريع عملية الصهر.
-
صهر المواد:
- تعمل الحرارة الناتجة عن القوس الكهربائي على صهر المواد المشحونة وتحويلها إلى حالة منصهرة.خلال هذه المرحلة، غالبًا ما يتم إمالة الفرن أو تدويره لضمان انصهار موحد ولمنع تكوين بقع باردة.
- يمكن أن يؤثر وجود الشوائب والخبث والمواد المؤكسدة على عملية الصهر، وغالبًا ما تتم إزالتها أو معالجتها خلال هذه المرحلة.
-
تكرير المعدن المنصهر:
- بعد صهر المواد بالكامل، يخضع المعدن المنصهر للتكرير لإزالة الشوائب وضبط التركيب الكيميائي.وقد يتضمن ذلك إضافة تدفقات أو سبائك أو عوامل تكرير أخرى.
- وتعد عملية التكرير أمرًا بالغ الأهمية لتحقيق الجودة والخصائص المرغوبة للمنتج المعدني النهائي.
-
التنصت على الفرن:
- وبمجرد اكتمال عملية التكرير، يتم النقر على الفرن عن طريق إمالته لصب المعدن المنصهر في مغرفة أو مباشرة في قوالب.يجب التحكم بعناية في عملية النقر لضمان التدفق المناسب للمعدن وتجنب الانسكاب أو التلوث.
- ثم يتم صب المعدن المنصهر في الأشكال المرغوبة أو معالجته حسب الحاجة.
-
صيانة الفرن:
-
بعد النقر، قد يحتاج الفرن إلى صيانة أو إصلاح، خاصةً إذا كانت البطانة قد تآكلت أو تلفت.تعتمد خطوات الإصلاح على مدى الضرر:
- للإصلاح الكامل (عندما يتآكل الجدار بشكل موحد إلى حوالي 70 مم)، يتم كشط الخبث، ويتم ضبط القالب، ويتم إعداد رمل الكوارتز وصبه، وضغطه، ويتم تسخين الفرن.
- بالنسبة للإصلاح الجزئي (عندما يكون التآكل أقل من 70 مم أو عندما تكون هناك شقوق فوق ملف الحث)، يتم كشط المناطق المتضررة، ويتم تثبيت الشحنة بلوح فولاذي، وتعبئتها برمل الكوارتز، وضغطها.
-
بعد النقر، قد يحتاج الفرن إلى صيانة أو إصلاح، خاصةً إذا كانت البطانة قد تآكلت أو تلفت.تعتمد خطوات الإصلاح على مدى الضرر:
-
مزايا الصهر بفرن القوس الكهربائي:
- توفر عملية الرغوة الكهربائية القابلة للتخصيب الكهربائي العديد من المزايا، بما في ذلك القدرة على الصهر المستمر على مدار 24 ساعة، والتشغيل البسيط، وانخفاض استهلاك الطاقة، والملاءمة البيئية.
- وتستفيد هذه العملية أيضًا من تأثير التحريك المغناطيسي، مما يحسن من توحيد تركيبة المعدن ويساعد في إزالة الزبد.
-
مقارنة مع عمليات الصهر الأخرى:
- تتميز عملية الصهر في فرن القوس الكهربائي عن الطرق الأخرى، مثل الفرن الحثي، والتي يمكن تقسيمها إلى طريقة صهر البوتقة القلوية وطريقة صهر البوتقة الحمضية، اعتمادًا على مادة البوتقة المستخدمة.
- وتعد عملية الصهر بالحث بالتفريغ، التي تتضمن خطوات مثل اختيار البوتقة، وإعداد الشحنة، والصهر، والتكرير، والصب، بديلاً آخر ولكنها تستخدم عادةً للتطبيقات المتخصصة.
وباختصار، فإن عملية الصهر في فرن القوس الكهربائي هي طريقة معقدة ولكنها عالية الكفاءة لإنتاج منتجات معدنية عالية الجودة.وهي تتضمن عدة خطوات حاسمة، بدءًا من الشحن والصهر إلى التكرير والتنقيب، ويجب إدارة كل منها بعناية لضمان تحقيق أفضل النتائج.وتتأثر هذه العملية بعوامل مختلفة، بما في ذلك الجهد وعمق القطب الكهربائي ووجود الشوائب، وتوفر العديد من المزايا مقارنة بطرق الصهر الأخرى.
جدول ملخص:
| الخطوة | الوصف |
|---|---|
| الشحن | يتم تحميل المواد الخام (خردة المعادن، وخام الحديد، وخام الحديد، و DRI) في الفرن. |
| بدء القوس الكهربائي | تولد الأقطاب الكهربائية حرارة شديدة (تصل إلى 3,000 درجة مئوية) لصهر المواد. |
| الصهر | يتم صهر المواد بشكل موحد؛ ويتم إزالة الشوائب. |
| التكرير | يتم تكرير المعدن المنصهر لضبط التركيب وإزالة الشوائب. |
| الصقل | يتم صب المعدن المنصهر في قوالب أو مغارف لمزيد من المعالجة. |
| الصيانة | يتم إصلاح بطانة الفرن في حالة تلفها، مما يضمن طول العمر والكفاءة. |
| المزايا | تشغيل على مدار 24 ساعة، واستهلاك منخفض للطاقة، وملاءمة للبيئة، وجودة معدنية موحدة. |
اكتشف كيف يمكن لفرن القوس الكهربائي أن يُحدث ثورة في إنتاج المعادن لديك اتصل بخبرائنا اليوم !
