آهن پویا - بيع و تصدير الحديد

فرن القوس الكهربائي - EAF

فرن القوس الكهربائي أو فرن EAF هو طريقة بسيطة وفعالة لصهر درجات مختلفة من الخردة. يستخدم هذا الفرن في صناعة أنواع مختلفة من الفولاذ مثل الأدوات الفولاذية وسبائك الفولاذ. يحتوي هذا الفرن على حمام ضحل كبير مغطى بطبقة مقاومة للحمض أو القلويات.

في الجزء العلوي من الحمام المنصهر ، توجد أقطاب كهربائية ذات مقطع دائري ومتصلة بواسطة اقتران مترابطة (Threaded coupling). عن طريق تآكل قطعة من القطب ، يمكن إضافة قطب كهربائي جديد إليها. عندما يتم شحن الفرن بالخردة ، تنخفض الأقطاب الكهربائية ويتم توليد تيار كهربائي بواسطة المحولات. (يتم تركيب المحولات في غرفة لحماية حرارة الفرن). يتم بعد ذلك رفع الأقطاب الكهربائية ، باستخدام مصعد كهربائي أو أسطوانات هيدروليكية لتحديد المواقع ، ويتم إنشاء قوس كهربائي من القطب إلى المعدن.

يغطي الطوب والحراريات غير المتبلور الجزء السفلي من الفرن ويتم بناء الفرن على منصة مائلة بحيث يمكن سكب الفولاذ المصهور في حاوية أخرى (مغرفة) لتحضيره للخطوة التالية. اليوم ، في بعض المصانع الجديدة ، يتم استخدام طرق مختلفة للتسخين المسبق للخردة لتقليل استهلاك الطاقة وزيادة الكفاءة.

مبادئ تشغيل فرن القوسي الكهربي
 

يمكن إجراء عملية تشغيل فرن القوس الكهربائي من خلال وجود حوض من الحديد المنصهر وشحن الحديد الإسفنجي. كما قلنا ، فإن الحمام المنصهر يتكون في البداية من الحديد الخردة. في كل فرن ، يمر رأس القطب عبر السقف ويوضع فوق أو داخل تيار الصهر.
يتدفق التيار من كل قطب كهربائي إلى حمل الفرن. هذا هو الحال عندما يتم توصيل كل من الأقطاب الكهربائية بمرحلة واحدة من التيار الكهربائي ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة الحرارة وانصهار مادة الفرن.
تتأرجح حركة الأقطاب الكهربائية اعتمادًا على الجودة والحمل وكمية الحمل ، ونتيجة لذلك يتغير طول القوس وتعديل كمية الحرارة المطلوبة للذوبان.
إن عملية عمل هذا الفرن هي أن التيار العالي الأول ذو الجهد العالي يتم شحنه لاستخدام الطاقة القصوى. ثم ، من خلال توصيل الشرارة وذوبان الخردة ، عندما تصل درجة الحرارة إلى 1550 ، يبدأ شحن الحديد الإسفنجي للفرن. يتم أيضًا تقليل الجهد إلى القيمة المطلوبة ، وفي الوقت نفسه يتم إضافتها إلى الفرن لإنشاء الخبث.

طريقة الصهر بواسطة فرن القوس الكهربائي )
 

يتم استخدام الحرارة الناتجة عن القوس في فرن الفرن الكهربائي بطريقتين:

1.    التدفئة المباشر

في هذه الطريقة ، يتم إنشاء قوس كهربائي مباشرة في منتصف الشحنة وتتسبب الحرارة المتولدة في ذوبانه. في بعض الأحيان ، قد يكون القطب الثاني ذاتي الشحن ، مما يعني أنه يتم إنشاء قوس بين القطب والشحنة ، أو يتم وضع قطب كهربائي فوق الشحنة وواحد أسفل الشحنة لإنشاء قوس بين القطبين.

2.    التدفئة غير المباشرة

في هذه الطريقة ، يتم إنشاء قوس كهربائي بين القطبين الموجودين في الجزء العلوي من الشحنة داخل الفرن ، ثم يتم نقل الحرارة الناتجة من خلال الإشعاع مع الشحنة وتحدث عملية الصهر. تنقسم أفران القوس غير المباشر إلى أفران أحادية الطور وثلاثية الطور.

استعمالات أفران القوس الكهربائي )

تسهل أفران القوس الكهربائي اليوم إنتاج المواد الفولاذية ، بما في ذلك ما يلي:

• حديد التسليح المضلع لتعزیز الخرسانة
• إنتاج المزاریب(مزراب) والقضبان والأحزمة وأنواع أخرى من قطاعات الصلب التجارية
• مجموعة واسعة من درجات الصلب
• توريد الفولاذ المصهور للقضبان الصغيرة المنتجة للقضبان أو شریط الورقة
• درجات القضبان مع الجودة الخاصة المستخدمة في صناعات السيارات والنفط

من أهم تطبيقات أفران القوس الكهربائي في إيران إنتاج المعادن الحديدية ، وهذا ما سنشرحه:

هناك نوعان من المواد الرئيسية في الفرن: الخردة والحديد الإسفنج. يتم شحن الفرن أولاً ببعض الحديد الخردة ثم يتم شحنه عن طريق إنشاء قوس كهربائي وحديد إسفنجي. استخدام الخردة ذات الخصائص الفيزيائية العالية له تأثير مهم في أن الاختيار غير الصحيح يؤدي إلى كسر الأقطاب الكهربائية أو فيضان الفولاذ المصهور عن طريق الانفجار.
بالإضافة إلى هذه المواد الخام ، هناك حاجة إلى مواد أخرى مثل الصهر ، و ازالة الخبث ، ومواد التشحيم ، ومواد صناعة السبائك أو تصحيح التركيب النهائي للصهر. تتم إضافة مراحل مختلفة من التكرير المعدني إلى الفرن ، وتسمى المواد التي تحتوي على جزء كبير من عناصر السبائك الحديدية.

أسباب زيادة استخدام أفران القوس الكهربائي
 

من العوامل التي يمكن ذكرها في زيادة استخدام أفران القوس الكهربائي هي كفاءتها العالية في تحويل الطاقة الكهربائية إلى حرارة. يرجع هذا الاتجاه التصاعدي إلى إحصاءات الإنتاج السنوي للفولاذ. يتم الآن إنتاج حوالي 30٪ من الفولاذ في العالم باستخدام أفران القوس.

تشمل عوامل الزيادة الأخرى ما يلي :
 

• تركيب وحدات مبردة بالماء في جسم وسقف الأفران
• زيادة توليد الكهرباء وتوسيع شبكات الكهرباء
• تجهيز الأفران بأشكال وقود الأكسجين
• استخدام تقنيات حديثة لزيادة كفاءة أفران القوس الكهربائي وطرق الصهر والتكرير الحديثة
• التحكم التلقائي في الصهر والتكرير
• تقنية التغذية المستمرة بالحمل

تنقية المصهور باستخدام فرن القوس الكهربائي

في أفران القوس الكهربائي ، يتم استخدام طريقتين من الحمض والقاعدة للصهر وفصل المواد والتنقية. في الطريقة الحمضية ، يجب اختيار بطانة فرن الفرن الكهربائي وفقًا لذلك. كما يجب أن تحتوي الخردة والمواد الخام على نسبة منخفضة من الكبريت والفوسفور. لأنه في الطريقة الحمضية ، لا يمكن فصل المواد. في طريقة القاعدة ، يجب استخدام بطانة مناسبة. هذه الطريقة هي طريقة أسهل لصنع الفولاذ وتستخدم على نطاق واسع مع تصريف الخبث مثل الجير ومواد التشحيم ، بما في ذلك سبار الفلور. ومع ذلك ، فإن مزايا الطريقة الحمضية هي التكلفة المنخفضة للحراريات وقوة تحمل الإسترات ، واستهلاك طاقة وسيولة أقل ، وسيولة أكثر ذوبانًا ، وسيولة خبث منخفضة.