Η διαδικασία της κατασκευής χάλυβα ηλεκτρικού τόξου (EAF)

EAF χάλυβαείναι μια περίπλοκη και ενεργειακά έντονη διαδικασία που μετατρέπει τις πρώτες ύλες σε χάλυβα, ένα υλικό που είναι απαραίτητο για την υποδομή, τη μεταφορά και τις διάφορες άλλες βιομηχανίες . μια από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες μεθόδους για την παραγωγή χάλυβα σήμερα είναι η διαδικασία του φούρνου του ηλεκτρικού τόξου (EAF). blog, θα διερευνήσουμε τα βήματα που εμπλέκονται στη χάλυβα χρησιμοποιώντας ένα EAF και γιατί αυτή η μέθοδος έχει αποκτήσει προβολή στη σύγχρονη παραγωγή χάλυβα .

Ένας φούρνος ηλεκτρικού τόξου (EAF) είναι ένας τύπος φούρνου που χρησιμοποιεί ηλεκτρική ενέργεια για να λιώσει το χάλυβα παλιοσίδερων και άλλα μεταλλικά υλικά . Ο φούρνος δημιουργεί θερμότητα δημιουργώντας ένα ηλεκτρικό τόξο μεταξύ των ηλεκτροδίων γραφίτη και του υλικού απορριμμάτων. Το τόξο παράγει θερμοκρασίες έως 3, {{3} βαθμός (5,432 βαθμός F), το οποίο είναι επαρκές για να λυγίσει και να αναφλέξει το μόλυνση και το refine και το refine και το reftine (5,432. μέταλλο .
Η διαδικασία EAF είναι διαφορετική από τις παραδοσιακές μεθόδους όπως η μέθοδος υψικαμίνου, η οποία χρησιμοποιεί το οπτάνθρακα και το σιδηρομετάλλευμα για να παράγει τετηγμένο σίδερο . Αντίθετα, το EAF μπορεί να επεξεργαστεί άμεσα ανακυκλωμένο χάλυβα απορριμμάτων, μειώνοντας την ανάγκη για παρθένα υλικά και ελαχιστοποιώντας τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις της παραγωγής χάλυβα .}}}

1. φόρτωση του φούρνου
Το πρώτο βήμα στοEAF χάλυβαΗ διαδικασία περιλαμβάνει τη φόρτωση του κλιβάνου με πρώτες ύλες . Η πρωταρχική πρώτη ύλη που χρησιμοποιείται στο EAF Steelmaking είναι παλιοσίδερα, το οποίο μπορεί να αντιπροσωπεύει έως και 100% του φορτίου σε ορισμένες περιπτώσεις . Τα παλιοσίδερα συνήθως προέρχονται από αγαθά μετα-καταναλωτή, βιομηχανικά απόβλητα ή απορροφημένα μηχανήματα {{4}. (E . G ., μαγγάνιο, χρωμίου), και μερικές φορές μπορεί να προστεθεί μειωμένο σίδηρο (DRI) για να ρυθμίσει τη σύνθεση του χάλυβα .
Ο κλιβάνος έχει μεγάλες πόρτες μέσω των οποίων οι πρώτες ύλες φορτώνονται στο κέλυφος του κλιβάνου . Η ποσότητα και ο τύπος του φορτωμένου υλικού που έχει φορτωθεί μπορεί να επηρεάσει την ποιότητα και τον βαθμό του τελικού προϊόντος .

2. τήξη του παλιοσίδερου
Μόλις φορτιστεί ο φούρνος, το ηλεκτρικό τόξο χτυπάται μεταξύ των ηλεκτροδίων γραφίτη και του παλιοσίδερου . Η ηλεκτρική ενέργεια θερμαίνει τα θραύσματα, προκαλώντας την τήξη . Η θερμότητα που παράγεται από το ηλεκτρικό τόξο μπορεί να αυξήσει τη θερμοκρασία του φούρνου σε πάνω από 1,600 βαθμούς (2,9 βαθμός F) και σε ορισμένες περιπτώσεις, η θερμοκρασία πάνω από 3, { (5,432 βαθμοί F) . Το τετηγμένο μέταλλο, τώρα σε μια υγρή κατάσταση, αναφέρεται ως τετηγμένος χάλυβας .
Κατά τη διάρκεια αυτής της φάσης, το παλιοσίδερο λιώνει γρήγορα και οι ακαθαρσίες όπως το θείο, ο φωσφόρος και ο άνθρακας αρχίζουν να διαχωρίζονται από τον τετηγμένο χάλυβα . Η διαδικασία EAF είναι εξαιρετικά αποτελεσματική στην αφαίρεση αυτών των ακαθαρσιών .

3. εξευγενισμός του χάλυβα
Μόλις λιωθεί τα θραύσματα, το επόμενο βήμα είναι ο εξευγενισμός του χάλυβα για να αφαιρέσει τυχόν ανεπιθύμητες ακαθαρσίες και να προσαρμόσει τη χημική του σύνθεση . Αυτό επιτυγχάνεται με την εισαγωγή παραγόντων ροής όπως ο ασβέστης ή το dolomitic ασβέστη, ο οποίος συνδυάζεται με ακαθαρσίες για να σχηματίσει μια σκωρία που επιπλέει πάνω από τον χαλύβδινο χάλυβα .
Η διαδικασία διύλισης συχνά περιλαμβάνει:

• Αποκειμαιοποίηση: Αφαίρεση οξυγόνου από τον τετηγμένο χάλυβα, το οποίο μπορεί να περιλαμβάνει την προσθήκη αλουμινίου, πυριτίου ή άλλων αναγωγικών παραγόντων .
• Κράμα: προσθήκη στοιχείων κράματος όπως χρωμίου, νικέλιο και μαγγάνιο για την ενίσχυση των ιδιοτήτων του χάλυβα, ανάλογα με την προβλεπόμενη εφαρμογή .
• Αφαίρεση σκωρίας: Η σκωρία, η οποία περιέχει ακαθαρσίες, αφαιρείται περιοδικά κατά τη διάρκεια της διαδικασίας διύλισης για να εξασφαλιστεί η ποιότητα του χάλυβα .

Η χημική σύνθεση του χάλυβα παρακολουθείται και ρυθμίζεται μέσω ενός συνδυασμού δειγματοληψίας και ανάλυσης σε πραγματικό χρόνο . Αυτό εξασφαλίζει ότι το τελικό προϊόν πληροί τις συγκεκριμένες απαιτήσεις βαθμού και ποιότητας .

4. πατώντας και χύτευση
Μόλις εξευγενιστεί ο χάλυβας και επιτευχθεί η επιθυμητή χημική σύνθεση, το επόμενο βήμα είναι η εκτόξευση, όπου ο τετηγμένος χάλυβας χύνεται από τον κλίβανο σε μια κουτάκια για περαιτέρω επεξεργασία ..
Στη συνέχεια, ο τετηγμένος χάλυβας χύνεται σε σχήματα όπως τα μπαλέτες, τα άνθη ή οι πλάκες, ανάλογα με τα επόμενα βήματα επεξεργασίας . συνεχής χύτευση, στην οποία ο τετηγμένος χάλυβας χύνεται συνεχώς σε καλούπια και στερεοποιημένη, είναι μια κοινή πρακτική σε αυτό το στάδιο για να μειωθεί η εργασία και να αυξηθεί η απόδοση .

5. Δευτερεύουσα μεταλλουργική θεραπεία (προαιρετικά)
Μετά την εκτόξευση, κάποιος χάλυβα μπορεί να υποβληθεί σε δευτερογενείς μεταλλουργικές θεραπείες για να βελτιώσει περαιτέρω τις ιδιότητές του . Αυτές οι θεραπείες συνήθως διεξάγονται σε ξεχωριστές κλιβάνους και μπορεί να περιλαμβάνουν διαδικασίες όπως η εξατομικευμένη διάκριση κενού, η διύλιση με κουτάκια ή το αργαίο οξυγόνο (AOD) {1}. Προδιαγραφές .

6. ψύξη και κύλιση
Τέλος, ο στερεοποιημένος χάλυβας ψύχεται και υποβάλλεται σε μηχανικές διεργασίες, όπως κυλίνδρους ή σφυρηλάτηση σε προϊόντα όπως χαλύβδινες ράβδους, φύλλα ή πλάκες . ο χάλυβας στη συνέχεια επεξεργάζεται περαιτέρω για να ενισχύσει τις μηχανικές του ιδιότητες, όπως η σκληρότητα και η ολκιμότητα, μέσω διαφόρων τεχνικών θερμικής επεξεργασίας όπως η αποσύνδεση ή η ταχύτητα..

1. Περιβαλλοντικά οφέλη

Ένα από τα πρωταρχικά πλεονεκτήματα τουEAF χάλυβαΗ διαδικασία είναι η ικανότητά του να ανακυκλώνει τα παλιοσίδερα, γεγονός που μειώνει την ανάγκη για εξόρυξη πρώτων υλών όπως το σιδηρομεταλλεύμα . Αυτό όχι μόνο διατηρεί τους φυσικούς πόρους αλλά και μειώνει την κατανάλωση ενέργειας και τις εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου .
2. ευελιξία

Τα EAFs μπορούν να παράγουν ένα ευρύ φάσμα βαθμών χάλυβα και μπορούν να επεξεργαστούν διάφορους τύπους παλιοσίδερων, καθιστώντας τους ιδιαίτερα ευέλικτες και προσαρμόσιμες στις απαιτήσεις της αγοράς .
3. ενεργειακή απόδοση

Ενώ τα EAFs καταναλώνουν σημαντικές ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας, είναι γενικά πιο ενεργειακά αποδοτικές από τις παραδοσιακές υψικαμίνους, ειδικά όταν τροφοδοτούνται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας .
4. ταχύτερη εκκίνηση και κλείσιμο

Τα EAF μπορούν να ξεκινήσουν και να κλείσουν σχετικά γρήγορα, παρέχοντας μεγαλύτερη λειτουργική ευελιξία .

1. r . b . (2002) . Ηλεκτρικός φούρνος Arc SteelMaking . Εφημερίδα της τεχνολογίας επεξεργασίας υλικών . https: // doi . org/10.1016/s 0924-0136 (01) 01301- x
2. zhang, y ., & zhang, x . (2017) . Steelmaking in Electric Arc Furnaces: Αρχές και εφαρμογές . Elsevier .
3. bhaskar, r ., & sahu, p . (2020) . Μια ανασκόπηση για το ηλεκτρικό arc furnace steelmaking: ενεργειακή απόδοση και καινοτομίες { https: // doi . org/10 . 1016/j.mser .2020.03.002