Fabbricazione di acciaio a forno ad arco elettrico: una panoramica completa

Forno ad arco elettrico (EAF)La siderurgia è un processo complesso che può essere sistematicamente suddiviso in cinque fasi chiave: raccolta delle materie prime, preparazione della prefusione, periodo di fusione, periodo di ossidazione,e il periodo di riduzioneOgni fase svolge un ruolo cruciale nel garantire la qualità, l'efficienza e la redditività della produzione di acciaio.

Raccolta delle materie prime

Il rottame di acciaio funge da materiale primario nella fabbricazione di acciaio EAF, la cui qualità influenza direttamente la qualità, il costo e la produttività del prodotto finale in acciaio.Per la selezione degli scarti d'acciaio occorre tener conto di diverse considerazioni.:

1. Pulizia della superficie: Il rottame deve essere pulito e privo di ruggine. Impurità e detriti possono ridurre la conduttività delle cariche, prolungare il tempo di fusione e ostacolare l'eliminazione del fosforo e il controllo dell'erosione dei rivestimenti.
2. Metalli non ferrosi: lo scarto non deve contenere metalli non ferrosi come piombo, stagno, arsenico, zinco e rame, che possono causare fragilità al caldo e altri problemi.
3. Preoccupazioni per la sicurezza: Il rottame non deve contenere contenitori sigillati, materiali infiammabili, esplosivi o tossici per garantire una produzione sicura.
4. Composizione chimica: Il rottame deve avere una composizione chimica chiara e un basso contenuto di zolfo e fosforo.
5. Limitazioni di dimensioni: le dimensioni dei rottami non devono essere troppo grandi (area della sezione trasversale ≤ 150 mm * 150 mm, lunghezza massima ≤ 350 mm).

Preparazione di prefusione

Il batch è una fase critica nella produzione di acciaio EAF, con una proporzione ragionevole essenziale per il normale funzionamento e tempi di fusione ridotti.

1. Calcolo e pesatura accuratiÈ fondamentale calcolare correttamente e pesare con precisione gli ingredienti.
2. Corrispondenza della dimensione della carica: La dimensione della carica deve corrispondere alle proporzioni per un adattamento e una velocità ottimali.
3. Considerazioni di qualità e di metodo: Gli ingredienti devono essere selezionati in base ai requisiti di qualità dell'acciaio e ai metodi di fusione.
4. Conformità tecnica: Gli ingredienti devono rispettare le specifiche tecniche.

Tra gli elementi chiave della carica del forno figurano:

• Contenuto di carbonio: per le reazioni di ossidazione per rimuovere l'aria e le impurità è necessaria una quantità sufficiente di carbonio.4%) rispetto al limite inferiore dell'acciaio, ma non troppo elevato per evitare ossidazione prolungata e surriscaldamento.
• Contenuto di silicio: generalmente ≤ 0,8% per evitare un ritardo di ebollizione dell'acciaio liquido.
• Contenuto di manganese: In genere, il contenuto di manganese non è una preoccupazione importante, ma dovrebbe essere < 0,3% dopo la rimozione per evitare un ritardo nell'ebollizione della piscina.
• Contenuto di fosforo e zolfo: inferiore è meglio, con contenuto di fosforo idealmente < 0,05%.

La densità di carica è ottimizzata mescolando in modo ragionevole materiali di grandi, medie e piccole dimensioni, con materiali di piccole dimensioni che rappresentano il 15% - 20%, materiali di medie dimensioni per il 40% - 50%,e materiali di grandi dimensioni per il restante 40%Prima dell'alimentazione, l'1,5% del peso del materiale deve essere posato sul fondo del forno per facilitare l'eliminazione precoce del fosforo e ridurre l'aspirazione.

Periodo di fusione

Il periodo di fusione, dalla messa in moto alla fusione dell'acciaio, rappresenta circa la metà del tempo di fusione e due terzi del consumo totale di energia.a temperatura di fusione rapida e con un consumo energetico minimo, e formando scorie buone per archi stabili e rimozione del fosforo.

1. Fase di arco: con carica completa, la tensione intermedia e circa due terzi della potenza nominale del trasformatore vengono utilizzati per evitare danni al tetto del forno.
2. Fase di perforazione: La potenza massima viene applicata in quanto il calore viene assorbito dalla carica, non dal rivestimento, in genere con una durata di circa 20 minuti (1/4 del tempo di fusione totale).
3. Fase ascendente: gli elettrodi raggiungono il fondo, formando una vasca di metallo fuso.
4. Fase finale di fusione: dopo la fusione a 3/4 la carica non copre più l'arco, la potenza massima prolungata può danneggiare il coperchio e la parete del forno, quindi la potenza viene regolata di conseguenza.

La formazione di scorie è cruciale durante la fusione, con uno scorie da 1% a 1,5% sufficiente per la copertura e la stabilità dell'arco, ma più necessaria per la defosforizzazione.

Periodo di ossidazione

Funzioni principali

1. Oxidazione del fosforoContinuare l'ossidazione del fosforo nell'acciaio fuso per raggiungere i livelli desiderati (≤ 0,015% - 0,010%).
2. Rimozione di gas e inclusioneRiduzione del tenore di azoto e di idrogeno e delle inclusioni totali a livelli specificati.
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