EAF ELECTROME ELECTRICA (horno de arco eléctrico) fabricación de acero

Estructura básica:

El horno de EAF consiste principalmente en el cuerpo del horno, el sistema de electrodos, el sistema eléctrico, el sistema de enfriamiento de agua, el sistema de tratamiento de escoria y otras partes. El cuerpo del horno es el espacio para sostener la carga y la fusión, incluida la carcasa del horno, el revestimiento del horno, etc.; El sistema de electrodos entrega corriente eléctrica al horno a través de electrodos de grafito para generar un arco eléctrico; El sistema eléctrico proporciona energía eléctrica para el ARC y controla los parámetros operativos del horno; El sistema de refrigeración por agua se utiliza para enfriar el cuerpo del horno, los electrodos y otros componentes para evitar que el equipo se sobrecaliente; y el sistema de tratamiento de escoria es responsable de tratar la escoria generada durante el proceso de fusión.

Principio de trabajo:

El horno de la EAF utiliza el fenómeno de la descarga de arco eléctrico generado entre el electrodo y la carga para convertir la energía eléctrica en energía térmica, lo que permite que la carga se caliente rápidamente hasta la temperatura de fusión. Específicamente, cuando el electrodo y la carga están cerca de una cierta distancia, bajo la acción de alto voltaje, el gas entre el electrodo y la carga se ioniza, formando un canal conductor y generando un arco eléctrico. La temperatura del arco es extremadamente alta, generalmente de hasta 3000 grados o más, puede derretir rápidamente la carga para lograr la fusión del metal.

Características principales:

Alta flexibilidad: la temperatura de fusión, el tiempo y otros parámetros se pueden ajustar de manera flexible de acuerdo con la demanda de producción, que es adecuada para derretir diferentes tipos y especificaciones de metales. Al mismo tiempo, se puede comenzar y detener rápidamente, para que sea fácil ajustar el plan de producción de acuerdo con la demanda del mercado de manera oportuna.

Protección del medio ambiente y ahorro de energía: en comparación con los equipos de fusión tradicionales como la cúpula, el horno de EAF adopta la energía eléctrica como fuente de calor, y no produce una gran cantidad de gases de escape y escoria durante el proceso de combustión, por lo que es menos contaminante para el medio ambiente. Además, a través del diseño y operación racional, el horno de la EAF puede realizar una utilización eficiente de la energía y reducir el consumo de energía.

Buena calidad del producto: debido a la temperatura uniforme y controlable dentro del EAF, el proceso de fusión del metal se puede controlar con precisión para reducir la mezcla de impurezas, mejorando así la pureza y la calidad del metal. Al mismo tiempo, la composición del metal también se puede ajustar con precisión agregando elementos de aleación, etc. para satisfacer las necesidades de diferentes usuarios.

Áreas de aplicación:

Los hornos EAF se utilizan principalmente en el proceso de fusión de metales en el hierro y el acero, el metal no ferroso y otras industrias. En la industria del acero, comúnmente utilizada en la producción de una variedad de acero de alta calidad y acero especial, como acero inoxidable, acero de aleación, etc.; En la industria de metales no ferrosos, se puede utilizar para derretir cobre, aluminio, níquel y otros metales y sus aleaciones. Con el desarrollo continuo de la tecnología, los campos de aplicación del horno de la EAF aún se están expandiendo, como en el campo del reciclaje de metales de chatarra, EAF Furnace puede derretir eficientemente el chatarra y realizar el reciclaje de recursos.

Un horno de arco eléctrico (EAF) es un recipiente forrado refractario cilíndrico equipado con electrodos de grafito que utiliza las altas temperaturas generadas por un arco eléctrico para derretir el chatarra, hierro reducido directo o hierro de cerdo. El proceso se utiliza ampliamente y cada vez más en la fabricación de acero moderna debido a su eficiencia, flexibilidad e impacto ambiental relativamente bajo.

Etapa de carga

El proceso comienza con cargar el horno con chatarra, aleaciones y flujos. La composición y la capa de la chatarra se planifican cuidadosamente para garantizar la fusión eficiente y las propiedades químicas requeridas del producto de acero final.

Etapa de fusión

Después de la carga, la alta corriente genera calor extremadamente alto (hasta 3, 000 en la zona ARC). Durante la perforación inicial, el 15% de la chatarra se derrite. Después de unos minutos, el electrodo penetra el chatarra lo suficientemente profundo como para permitir voltajes más altos sin dañar la estructura del horno.

Etapa de refinación

La etapa de refinación es esencial para ajustar la composición química del acero y eliminar las impurezas.

1. Período de oxidación: se inyecta oxígeno para formar óxidos que escapan como gases o forman parte de la escoria, oxidando así las impurezas.

Fe + 1\/2o₂ → Feo (escoria)

SI + O₂ → SIO₂ (escoria)

Mn + 1\/2o₂ → mno (escoria)

2 Cr + 3\/2 O₂ → CR₂O₃ (Slags)

4p + 5 O₂ → P₂o₅ (escoria)

S + O₂ → So₂ (Gase)

2Al + 3\/2 o₂ → al₂o₃ (escoria)

2.Decarburización: Reducción del contenido total de carbono del acero.

C + O₂ → Co₂

C + 1\/2o₂ → Co

3. Fase de reducción:

Después de la oxidación, se establece un entorno de reducción en cantidades específicas (a través de la adición de agentes reductores como el carbono y el silicio) para recuperar elementos metálicos para mejorar la calidad del acero.

Formación de escoria

La escoria juega un papel vital en la captura de impurezas y la protección del acero de los gases atmosféricos. Consiste en una combinación de impurezas oxidadas y flujos adicionales

2 CR₂O₃ + 3 Si → 4 Cr + 3 SiO₂

Sio₂ + cao → casio₃

P₂o₅ + 3 cao → ca₃ (po₄) ₂

Los EAF no son tan efectivos como los calzoncillos para eliminar las impurezas porque dependen en gran medida de la chatarra, lo que puede contener elementos residuales difíciles de despegar como cobre, níquel y estaño. Mientras que el BF opera en condiciones de reducción optimizada para eliminar impurezas como el azufre y el fósforo a través de la química de escoria, la atmósfera oxidante y la capacidad limitada de escoria del EAF hacen que sea menos eficiente para eliminar las impurezas. Además, el proceso BF-BOF ofrece refinación integrada, mientras que la EAF está más enfocada en el reciclaje y la sostenibilidad.

Fuera de acero

Una vez que se alcanza la composición y la temperatura química deseadas, el acero se retira del horno a un cucharón para un procesamiento o fundición adicional.

Fondo del horno

(1) ladrillos de carbono de magnesio: Alta refractariedad, buena resistencia a la choque térmico y resistencia a la erosión de la escoria, puede resistir el acero de alta temperatura y la flageración y la erosión, pero también tiene un cierto grado de conductividad eléctrica, adecuada para el fondo del horno de arco eléctrico de CC, puede mejorar la vida útil del servicio de la parte inferior.

(2) ladrillo de magnesio: El componente principal es el óxido de magnesio, tiene un alto punto de fusión y una buena resistencia al rendimiento de la erosión de la escoria alcalina, puede resistir efectivamente la penetración y la erosión de la escoria, para mantener la estabilidad del fondo del horno, pero su resistencia al choque térmico es relativamente débil, generalmente se usa en el fondo del horno de los requisitos de choque térmico no es alta.

(3) refractario de grafito: Buena conductividad eléctrica, conductividad térmica y resistencia al choque térmico, puede resistir la alta temperatura del fondo del horno de arco y el impacto actual, comúnmente utilizado en el horno de arco de CC de la capa conductora, para garantizar una transmisión estable de la corriente.

Muro de horno

(1) ladrillo de carbono de magnesio: Uno de los materiales refractarios comúnmente utilizados en la pared del horno, especialmente en el área de la línea de escoria, la alta refractariedad del ladrillo de carbono de magnesio, la resistencia a la erosión de la escoria y la resistencia al choque térmico hacen que sea capaz de resistir la fuerte erosión de la escoria y los cambios drásticos en la temperatura, prolongar la vida útil de la pared del horno.

(2)ladrillos de magnesio: Con buena resistencia a la alta temperatura, resistencia a la erosión de la escoria y resistencia al choque térmico, la escoria alcalina y la atmósfera oxidante tienen una mejor resistencia, adecuada para partes de alta temperatura de la pared del horno y el área de la línea de escoria, pero debido a la presencia de cromo, en el uso y la eliminación de desechos deben prestar atención a los problemas de protección del ambiente.

(3) ladrillo de alúmina: La alúmina como componente principal, con alta refractoridad, resistencia mecánica y resistencia al choque térmico, puede resistir un cierto grado de erosión de escoria y choque mecánico, comúnmente utilizado en las partes de línea sin escasos de la pared del horno, puede reducir los costos.

Tapa del horno

(1) Piezas prefabricadas de cromo corundum: Con alta refractoridad, buena resistencia al choque térmico y resistencia a la erosión, puede resistir la radiación de alta temperatura del arco del electrodo y el fregado del flujo de aire del horno, proteger efectivamente la estructura de la cubierta y mejorar la vida útil de la cubierta, que se usa comúnmente en la cubierta del horno eléctrico grande.

(2) Piezas prefabricadas de alto aluminio: Basado en materiales de alta aluminio, con alta resistencia y refractarios, puede resistir mejor la altas temperatura y la erosión del polvo en el horno, aplicable a la pequeña y media cubierta del horno de arco eléctrico, el costo es relativamente bajo.

(3) Ladrillos de carbono de aluminio: Con un cierto grado de refractoridad y resistencia al choque térmico, y al mismo tiempo, el precio es relativamente bajo, fue ampliamente utilizado en la cubierta del horno eléctrico, pero con la mejora de los requisitos para la vida útil de la cubierta del horno, se reemplaza gradualmente por otros materiales con mejor rendimiento.

Salida de acero

(1) Ladrillos de salida de acero de magia-carbono: Con alta refractoridad, resistencia a la erosión de la escoria y buena resistencia al choque térmico, pueden resistir el fregado de acero y escoria en el proceso de descarga de acero para garantizar la estabilidad de la forma y el tamaño de la salida de acero y prolongar la vida útil de la salida de acero.

(2) Ladrillo de salida de corundum: Corundón como la materia prima principal, con alta dureza y resistencia al desgaste, buena resistencia a la erosión del acero líquido y la escoria, puede hacer que el flujo de acero sea más suave, reducir el bloqueo de la salida y el fenómeno de la tuberculosis.

Agujeros de electrodo

(1) Material refractario de Mullite: Con buena estabilidad térmica, resistencia al choque térmico y un bajo coeficiente de expansión térmica, puede mantener la estabilidad bajo radiación de calor de alta temperatura y movimientos frecuentes de elevación y baja del electrodo, y evitar efectivamente la fuga de gas caliente y polvo en el horno.

(2) Material de orificio de electrodo de grafito: Con una buena conductividad eléctrica, conductividad térmica y auto-lubricación, se puede igualar de cerca con el electrodo para reducir la fricción entre el electrodo y la pared del orificio, y al mismo tiempo, también puede resistir la ablación de arco de alta temperatura para extender la vida útil del servicio del orificio del electrodo.

Para seleccionar el material refractario adecuado para el horno EAF (horno de arco eléctrico), es necesario considerar de manera integral el uso de piezas, condiciones de trabajo, rendimiento del material y otros factores, los siguientes son los puntos específicos:

1. Uso de piezas: Las condiciones de trabajo de diferentes partes del horno de EAF son muy diferentes, que deben coincidir con los materiales refractarios correspondientes. Al igual que la parte inferior del horno para resistir la presión estática de acero líquido a alta temperatura, la erosión de la escoria y el estrés térmico, puede elegirladrillos de carbono de magnesio, ladrillos de magnesio, etc.; Línea de escoria de la pared del horno parte de la erosión de la escoria y el choque térmico es grave, los ladrillos de carbono de magnesio,ladrillos de cromo de magnesioes una mejor opción; cubierta del horno frente a la alta temperatura de la radiación del arco del electrodo, adecuado para piezas prefabricadas de corundum cromado, etc.; Fuera de la boca del acero debe poder resistir el acero líquido y la escoria del carbono de magnesio o el corindón de la boca de los ladrillos de acero.

2. Condiciones de trabajo: Los refractarios deben seleccionarse de acuerdo con el entorno de trabajo específico del horno EAF. Si la temperatura de fundición es alta, necesita materiales de alta refractariedad, como refractarios que contienen alúmina, óxido de magnesio y otros componentes de alto punto de fusión; Si el horno es una atmósfera oxidante, los ladrillos de magnesio y otros materiales antioxidantes son más adecuados; Para la apertura frecuente y la detención del horno eléctrico, debe elegir los refractarios con buena resistencia al choque térmico, como ladrillos de magnesio-carbono, ladrillos de aluminio-carbono, etc.

3. Rendimiento refractario: Los indicadores clave de rendimiento del material determinan su aplicabilidad. La alta refractariedad es la base para garantizar que a altas temperaturas no se ablanden, no se derrita; La buena resistencia al choque térmico puede evitar el material en los rápidos cambios en el agrietamiento de la temperatura, el espalor; La fuerte resistencia a la erosión de la escoria puede resistir la erosión química y la penetración de la escoria, prolongando la vida útil; Suficiente resistencia a la alta temperatura permite que el material resistir la carga a altas temperaturas sin deformación.

4. Compatibilidad de material: Los materiales refractarios deben ser compatibles con la escoria, el acero y otros materiales de revestimiento del horno en el horno de la EAF. Por ejemplo, el material refractario alcalino es adecuado para el entorno de escoria alcalina, el material refractario ácido es adecuado para el entorno de escoria ácida, de lo contrario ocurrirá una reacción química, aceleran la erosión del material refractario. Al mismo tiempo, diferentes partes del material refractario también deben tener una buena compatibilidad, para evitar el coeficiente de expansión térmica y otras diferencias son demasiado grandes, lo que resulta en la combinación de grietas y otros problemas.

5. Factor de costo: Según la premisa de cumplir con los requisitos de uso, el costo es una consideración importante. Para considerar el costo de adquisición de materiales refractarios, costos de transporte, costos de construcción y vida útil. Algunos materiales de alto rendimiento, aunque de alto precio, pero larga vida útil, el costo integral puede ser más rentable. Por ejemplo, el uso de ladrillos de carbono de magnesio de alta calidad en las partes clave del horno de EAF grande, aunque el costo de adquisición es alto, pero puede reducir la cantidad de paros de mantenimiento, mejorar la eficiencia de producción y a largo plazo los beneficios económicos son mejores.

(1) Daño del revestimiento del horno: si el revestimiento del horno parece estar parcialmente desalojado, agujeros perforados y otros daños graves, es necesario detener el horno a tiempo para la reparación.

Método de reparación: en primer lugar, la parte dañada del revestimiento del horno se eliminó por completo, y luego de acuerdo con los requisitos del proceso de mampostería de revestimiento del horno, que vuelve a alinear el nuevo horno. En el proceso de mampostería, debemos controlar estrictamente la calidad de los materiales refractarios y la calidad de la construcción para garantizar que la calidad del revestimiento de mampostería cumpla con los requisitos.

(2) Falla del electrodo: si el electrodo se rompe, grietas y otras fallas, deje de usar el electrodo y reemplácelo con uno nuevo. Al mismo tiempo, analice las causas de la falla del electrodo, como problemas de calidad del electrodo, operación inadecuada, etc., y tome las medidas apropiadas para resolver el problema para evitar que vuelvan a ocurrir fallas similares.

(3) Falla eléctrica: cuando el sistema eléctrico falla, como cortocircuito, sobrecarga, fuga, etc., la fuente de alimentación debe cortarse inmediatamente y revisarse por el personal de mantenimiento eléctrico profesional. El personal de mantenimiento debe usar herramientas de prueba profesionales, como multímetro, probador de resistencia a aislamiento, etc., para encontrar el punto de falla, determinar la causa de la falla y reparar o reemplazar el equipo eléctrico dañado.

(4) Falla del sistema de enfriamiento: si la fuga del sistema de enfriamiento, la temperatura alta del agua o el flujo de agua deficiente y otras fallas, el horno debe detenerse a tiempo para verificar. Para la falla de fuga de agua, para encontrar el punto de fuga, repare o reemplace las tuberías de agua, válvulas y otros componentes dañados. Para el problema de la temperatura alta del agua o el flujo de agua deficiente, limpie la escala y las impurezas en la tubería de agua de enfriamiento, verifique el funcionamiento de la bomba de agua para garantizar el funcionamiento normal del sistema de enfriamiento.

Zinfon Refractary Technology Co., Ltd

Somos un proveedor de material refractario que integra la I + D, la producción, la construcción, el almacenamiento y el comercio.

Estamos ofreciendo varios refractarios de magnesia y alúmina, incluidos productos con forma y no en forma, materias primas y productos químicos relacionados.

Estamos certificados a ISO9001, ISO14001, ISO45001 y otras certificaciones nacionales y locales de la siguiente manera:

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