December 21, 2025
Un forno ad arco elettrico è un tipo di forno elettrico a frequenza di potenza che utilizza l'energia dell'arco elettrico per la fusione dei metalli. Nelle applicazioni industriali, i forni ad arco elettrico possono essere classificati in tre tipi principali:
In questo tipo, l'arco elettrico si verifica tra un'asta elettrodo speciale e la carica fusa del forno. La carica del forno viene riscaldata direttamente dall'arco elettrico. Questo metodo viene utilizzato principalmente per la fabbricazione dell'acciaio ed è applicabile anche per la fusione di ferro, rame, materiali refrattari e la raffinazione dell'acciaio liquido.
Qui, l'arco viene generato tra due aste elettrodo speciali. La carica del forno viene riscaldata attraverso la radiazione dell'arco. Questo approccio è comunemente utilizzato per la fusione di rame e leghe di rame.
Un forno ad arco sommerso utilizza minerali ad alta resistività come materie prime. Durante il funzionamento, la parte inferiore dell'elettrodo è generalmente sepolta nella carica del forno. Il suo principio di riscaldamento coinvolge non solo il calore generato dalla resistenza della carica quando la corrente la attraversa, ma anche il calore prodotto dall'arco tra l'elettrodo e la carica. Vale la pena notare che un forno ad arco sommerso è in realtà un sottotipo di forni ad arco elettrico.
Un forno ad arco elettrico è un forno elettrico che fonde minerali e metalli utilizzando l'alta temperatura generata dagli archi degli elettrodi. È un forno industriale che produce riscaldamento ad arco elettrico attraverso elettrodi metallici o non metallici. I forni ad arco elettrico possono essere ulteriormente suddivisi in forni ad arco elettrico trifase, forni ad arco elettrico consumabili, forni ad arco elettrico monofase e forni ad arco elettrico a resistenza.
Il corpo del forno di un forno per la fabbricazione dell'acciaio ad arco elettrico è costituito da un coperchio del forno, una porta del forno, una vasca di colata e una pila del forno. Il fondo del forno e la parete del forno sono costruiti utilizzando materiali refrattari alcalini o acidi. I forni per la fabbricazione dell'acciaio ad arco elettrico sono classificati in forni ad arco elettrico a potenza ordinaria, ad alta potenza e ad altissima potenza in base alla capacità del trasformatore assegnata per tonnellata di capacità del forno.
Nella fabbricazione dell'acciaio in forno ad arco elettrico, l'energia elettrica viene immessa nel forno attraverso elettrodi di grafite e l'arco elettrico tra l'estremità dell'elettrodo e la carica del forno funge da fonte di calore. Poiché utilizza l'energia elettrica come fonte di calore, può regolare l'atmosfera all'interno del forno, il che è altamente vantaggioso per la fusione di gradi di acciaio contenenti elementi più facilmente ossidabili. Poco dopo la sua invenzione, la fabbricazione dell'acciaio in forno ad arco elettrico è stata utilizzata per la fusione di acciaio legato e da allora ha subito un notevole sviluppo.
Con il miglioramento delle apparecchiature dei forni ad arco elettrico e della tecnologia di fusione, insieme allo sviluppo dell'industria dell'energia elettrica, il costo della fabbricazione dell'acciaio in forno ad arco elettrico ha continuato a diminuire. Attualmente, la fabbricazione dell'acciaio in forno ad arco elettrico viene utilizzata non solo per la produzione di acciaio legato, ma anche per la produzione di una grande quantità di acciaio al carbonio ordinario. La sua produzione sta aumentando proporzionalmente alla produzione totale di acciaio nei principali paesi industrializzati.
Un forno ad arco sommerso è anche un forno elettrico industriale con un consumo energetico estremamente elevato. In base alle sue caratteristiche strutturali e di funzionamento, il 70% della reattanza del sistema di un forno ad arco sommerso è generata dal sistema a corto circuito, che è un sistema di lavoro ad alta corrente con una corrente massima che può raggiungere decine di migliaia di ampere. Pertanto, le prestazioni del corto circuito determinano in gran parte le prestazioni del forno ad arco sommerso.
Il fattore di potenza naturale di un forno ad arco sommerso è difficile da superare 0,85 e per la maggior parte dei forni varia tra 0,7 e 0,8. Un basso fattore di potenza non solo riduce l'efficienza del trasformatore e consuma una grande quantità di energia inutile, ma comporta anche ulteriori multe per l'energia da parte del dipartimento dell'energia. Allo stesso tempo, a causa del controllo manuale degli elettrodi e del processo di impilamento, lo squilibrio di potenza tra le tre fasi aumenta, con uno squilibrio massimo superiore al 20%. Ciò porta a una bassa efficienza di fusione e a costi dell'elettricità più elevati.
Migliorare il fattore di potenza della rete a corto circuito e ridurre lo squilibrio della rete sono modi efficaci per ridurre il consumo di energia e migliorare l'efficienza di fusione. Adottando misure appropriate per migliorare il fattore di potenza della rete a corto circuito, il consumo di energia può essere ridotto del 5-20% e la resa può essere aumentata di oltre il 5-10%. Ciò porta a significativi benefici economici per le imprese e i costi di trasformazione possono essere recuperati a breve e medio termine attraverso i costi dell'elettricità risparmiati.
In un sistema di forno ad arco sommerso, le perdite della rete a corto circuito rappresentano oltre il 70% delle perdite proprie del sistema. Poiché la rete a corto circuito è un sistema operativo ad alta corrente con una corrente massima di decine di migliaia di ampere, le sue prestazioni sono cruciali. Se vengono prese misure adeguate per migliorare il fattore di potenza della rete a corto circuito e lo squilibrio degli elettrodi, il consumo di energia di produzione può essere ridotto del 3-6% e la produzione del prodotto può essere aumentata del 5-15%.
In Cina, per affrontare il problema dei bassi fattori di potenza naturali nei forni ad arco sommersi, viene adottato principalmente il metodo della compensazione della potenza reattiva sul lato ad alta tensione. Tuttavia, la compensazione ad alta tensione migliora solo il fattore di potenza sul lato ad alta tensione. La potenza reattiva generata dall'enorme reattanza induttiva scorre ancora nel sistema a corto circuito e lo squilibrio trifase è dovuto alla forte fase della rete a corto circuito (la rete a corto circuito è corta, quindi la reattanza induttiva è piccola, con conseguenti basse perdite e alta produzione). Pertanto, la compensazione ad alta tensione non può risolvere il problema dell'equilibrio trifase o ottenere l'effetto di compensare la potenza reattiva del sistema a corto circuito e migliorare il fattore di potenza sul lato a bassa tensione. Poiché oltre il 70% dell'alimentazione è sul lato a bassa tensione, non può ridurre le perdite sul lato a bassa tensione o aumentare l'uscita del trasformatore, sebbene possa evitare multe, il che è significativo solo per il dipartimento dell'alimentazione.
Rispetto alla compensazione ad alta tensione, la compensazione a bassa tensione presenta i seguenti vantaggi oltre a migliorare il fattore di potenza:
· Maggiore tasso di utilizzo: Migliora il tasso di utilizzo dei trasformatori e delle linee ad alta corrente, aumentando la potenza di ingresso effettiva per la fusione. Per la fusione ad arco, la potenza reattiva è generata principalmente dalla corrente dell'arco. Spostando il punto di compensazione in avanti verso la rete a corto circuito, si compensa l'elevato consumo di potenza reattiva della rete a corto circuito in loco, aumentando la tensione di ingresso dell'alimentazione, l'uscita del trasformatore e la potenza di ingresso effettiva di fusione. La potenza di fusione del materiale è una funzione della tensione dell'elettrodo e della resistenza specifica del materiale (P = U²/Z materiale). Man mano che la capacità di carico del trasformatore migliora, l'ingresso di potenza al forno aumenta, portando a una maggiore produzione e a un minor consumo.
· Compensazione del bilanciamento: Compensa lo squilibrio e migliora le condizioni di fase forte e debole delle tre fasi. A causa della disposizione sbilanciata della rete a corto circuito trifase, del corpo del forno e della carica, diverse cadute di tensione e potenze tra le tre fasi portano a fasi forti e deboli. L'utilizzo di un collegamento parallelo monofase per la compensazione della potenza reattiva regola in modo completo la capacità di compensazione di ciascuna fase, migliorando la densità di potenza del nucleo del forno e l'uniformità del crogiolo, garantendo una tensione di lavoro effettiva costante degli elettrodi trifase, una tensione dell'elettrodo bilanciata, l'alimentazione trifase e gli elettrodi trifase, raggiungendo l'obiettivo di aumentare la produzione e ridurre il consumo. Migliora anche il fenomeno di squilibrio trifase, l'ambiente di lavoro del forno e la durata del forno.
· Riduzione delle armoniche: Riduce le armoniche di ordine superiore, riducendo al minimo i danni delle armoniche a tutte le apparecchiature di alimentazione e riducendo le perdite aggiuntive di trasformatori e reti.
· Migliore qualità dell'energia: Migliora la qualità dell'energia, migliora i parametri elettrici del sistema e aggiorna la qualità del prodotto.
Tuttavia, le tradizionali tecnologie di commutazione della compensazione (come la commutazione con un contattore CA) hanno un elevato numero di interruttori di commutazione e costi elevati. Inoltre, il duro ambiente di lavoro influisce in modo significativo sulla loro durata, rendendo difficile per la compensazione a bassa tensione del metodo di commutazione superare un anno di durata. Ciò comporta molto lavoro di manutenzione per le imprese e prolunga il periodo di recupero degli investimenti. A causa degli elevati costi di manutenzione successivi, il beneficio complessivo non è buono.
Il controller di compensazione della potenza reattiva di tipo BWKN-3500 (tipo speciale per la rete a corto circuito del forno ad arco sommerso) è un controller di compensazione della potenza reattiva appositamente sviluppato e progettato per adattarsi alle caratteristiche di lavoro dei forni ad arco sommersi. Ha la funzione ideale di migliorare la qualità dell'energia, principalmente migliorando il fattore di potenza di un forno ad arco sommerso, risparmiando energia, fornendo supporto di tensione e riducendo lo sfarfallio. Le sue caratteristiche salienti sono le seguenti:
· Compensazione trifase separata: Compensa le tre fasi separatamente per ridurre lo squilibrio trifase e aumentare efficacemente la produzione e ridurre il consumo.
· Miglioramento della tensione: Migliora notevolmente la caduta di tensione e lo sfarfallio.
· Commutazione libera: Consente la commutazione libera in qualsiasi momento.
· Elevata affidabilità: Ha un'elevata affidabilità, consentendo il funzionamento senza manutenzione e senza supervisione.
· Protezione multipla: Presenta un design di protezione multipla per evitare il più possibile danni a condensatori e interruttori elettronici (personalizzato in base alle esigenze dei diversi clienti).
· Maggiore tasso di utilizzo: Migliora significativamente il tasso di utilizzo del sistema di alimentazione.
· Principali parametri tecnici:
· Specifiche di progettazione: DL/T597-1996
· Tensione nominale: 220V
· Frequenza fondamentale: 50Hz
· Quantità fisica di controllo: Potenza reattiva Q; fattore di potenza COSΦ
· Lavoro continuo
· Temperatura ambiente: - 5℃～+ 70℃
· Umidità relativa: Media giornaliera non superiore al 95%, media mensile non superiore al 90% (interno), senza condensa
· Metodo di compensazione: Compensazione per fase e grado (personalizzabile in base alle esigenze del cliente)
· Caratteristiche di prestazione: Può essere diviso in fasi, gradi, circolazione e commutazione di interruttori elettronici; può essere utilizzato per la compensazione a gradazione. È dotato di funzioni di protezione complete e consente il controllo automatico della commutazione senza intervento manuale, garantendo un funzionamento sicuro ed efficiente.
Il forno ad arco elettrico è più flessibile di altri forni per la fabbricazione dell'acciaio. Può rimuovere efficacemente impurità come zolfo e fosforo. La temperatura del forno è facile da controllare e l'apparecchiatura occupa una piccola area, rendendola adatta per la fusione di acciaio legato di alta qualità.
Le sue caratteristiche di funzionamento includono l'utilizzo di materiale refrattario al carbonio o alla magnesia come rivestimento del forno ed elettrodi auto-coltivanti. L'elettrodo viene inserito nella carica per il funzionamento ad arco sommerso, utilizzando l'energia e la corrente dell'arco che passa attraverso la carica e l'energia generata dalla resistenza della carica per fondere il metallo.
Siamo un produttore professionale di forni elettrici. Per ulteriori informazioni o se hai bisogno di forni ad arco sommerso, forni ad arco elettrico, forni di raffinazione a siviera o altre apparecchiature di fusione, non esitare a contattarci all'indirizzo susan@aeaxa.com
