تولید فولاد با کوره قوس الکتریکی: یک بررسی جامع

کوره قوس الکتریکی (EAF)تولید فولاد یک فرآیند پیچیده است که می تواند به طور سیستماتیک به پنج مرحله اصلی تقسیم شود: جمع آوری مواد اولیه، آماده سازی پیش از ذوب، دوره ذوب، دوره اکسیداسیون،و دوره کاهشهر مرحله ای نقش مهمی در تضمین کیفیت، کارایی و مقرون به صرفه تولید فولاد دارد.

جمع آوری مواد اولیه

فولاد خرد شده به عنوان مواد اولیه در تولید فولاد EAF عمل می کند و کیفیت آن به طور مستقیم بر کیفیت، هزینه و بهره وری محصول فولاد نهایی تأثیر می گذارد.در هنگام انتخاب فولاد خرد شده باید چندین ملاحظه را در نظر گرفت:

1. پاکسازی سطح: زباله باید تمیز و بدون زنگ باشد. ناخالصی ها و زباله ها می توانند رسانایی شارژ را کاهش دهند، زمان ذوب شدن را طولانی کنند و از بین بردن فسفر و کنترل فرسایش پوشش را به چالش بکشند.
2. فلزات غیر آهن: زباله نباید حاوی فلزات غیر فلزی مانند سرب، قلع، آرسنیک، روی و مس باشد که می تواند باعث شکنندگی در هنگام گرم و مسائل دیگر شود.
3. نگرانی های امنیتی: زباله نباید شامل ظروف بسته شده، مواد قابل احتراق، منفجره یا سمی باشد تا تولید ایمن تضمین شود.
4. ترکیب شیمیایی: زباله باید ترکیب شیمیایی شفاف و حاوی گوگرد و فسفر کم داشته باشد.
5. محدودیت اندازه: اندازه قطعات نباید بیش از حد بزرگ باشد (مساحت برش متقابل ≤ 150mm * 150mm، حداکثر طول ≤ 350mm). آهن خام می تواند برای بهبود محتوای کربن استفاده شود، به طور معمول بیش از 30٪ از بار.

آماده سازی قبل از ذوب

دسته بندی یک مرحله حیاتی در تولید فولاد EAF است، با تناسب مناسب ضروری برای عملکرد عادی و کوتاه شدن زمان ذوب.

1. محاسبه و وزن دقیق: محاسبه صحیح و وزن دقیق مواد تشکیل دهنده بسیار مهم است.
2. تطابق اندازه شارژ: اندازه شارژ باید متناسب با تناسب مناسب و سرعت باشد.
3. ملاحظات کیفیت و روش: مواد تشکیل دهنده باید بر اساس الزامات کیفیت فولاد و روش های ذوب انتخاب شوند.
4. انطباق فنی: مواد تشکیل دهنده باید مطابق با مشخصات فنی باشند.

عناصر کلیدی در هزینه کوره عبارتند از:

• محتوای کربن: برای واکنش های اکسیداسیون برای حذف هوا و ناخالصی ها به مقدار کافی کربن نیاز است.4٪) از حد پایین فولاد اما بیش از حد بالا برای جلوگیری از اکسیداسیون طولانی مدت و گرم شدن بیش از حد.
• محتوای سیلیکون: به طور کلی ≤ 0.8٪ برای جلوگیری از تاخیر در جوش فولاد مایع.
• مقادیر منگنیز: به طور معمول، محتوای منگنز یک نگرانی عمده نیست، اما پس از حذف آن باید < 0.3٪ باشد تا از تاخیر در جوش حوضچه جلوگیری شود.
• محتوای فسفر و گوگرد: پایین تر بهتر است، با محتوای فسفر در حالت ایده آل < 0.05٪.

چگالی بار با مخلوط کردن مواد بزرگ، متوسط و کوچک به طور معقول بهینه می شود، مواد کوچک 15٪ - 20٪، مواد متوسط 40٪ - 50٪،و مواد بزرگ برای 40 درصد باقی ماندهقبل از تغذیه، 1.5٪ از وزن مواد باید در پایین کوره قرار گیرد تا از بین بردن فاسفوری زودهنگام و کاهش مکش را تسهیل کند.

دوره ذوب شدن

دوره ذوب شدن، از قدرت به ذوب شدن فولاد، حدود نیمی از زمان ذوب و دو سوم کل مصرف انرژی را تشکیل می دهد.به سرعت به دمای ذوب با حداقل مصرف برق می رسد، و تشکیل slag خوب برای قوس های پایدار و حذف فسفر.

1. فاز قوس: با شارژ کامل، ولتاژ متوسط و حدود دو سوم از قدرت نامی ترانسفورماتور برای جلوگیری از آسیب بالای کوره استفاده می شود.
2. مرحله حفاری: حداکثر قدرت اعمال می شود زیرا گرما توسط شارژ جذب می شود ، نه پوشش ، به طور معمول حدود 20 دقیقه (1/4 از کل زمان ذوب) طول می کشد.
3. مرحله رشد: الکترودها به پایین می رسند و یک استخر ذوب شده را تشکیل می دهند. گرما تابشی سطح مایع را افزایش می دهد و حداکثر قدرت هنوز برای حدود نیمی از زمان ذوب کل استفاده می شود.
4. آخرین مرحله ذوب شدن: پس از ذوب 3 / 4 ، شارژ دیگر قوس را پوشش نمی دهد. قدرت حداکثر طولانی مدت می تواند به پوشش کوره و دیوار آن آسیب برساند ، بنابراین قدرت مطابق با آن تنظیم می شود.

تشکیل خاشاک در طول ذوب بسیار مهم است، با 1٪ - 1.5٪ خاشاک برای پوشش و ثبات قوس کافی است، اما برای از فسفوریزه شدن بیشتر مورد نیاز است.

دوره اکسید

وظایف اصلی

1. اکسیداسیون فسفر: ادامه اکسید کردن فسفر در فولاد ذوب شده برای رسیدن به سطوح مورد نظر (≤ 0.015٪ - 0.010٪).
2. حذف گاز و گنجاندن: کاهش محتوای نیتروژ