Processo con forno ad arco sommerso (SAF).

Il processo della fornace ad arco sommerso (SAF)

Il processo della fornace ad arco sommerso opera attraverso l'aggiunta intermittente di materie prime nella fornace utilizzando un sistema di alimentazione. Una macchina di stoccaggio assicura che il letto di materiale rimanga al livello appropriato. La lega fusa viene periodicamente spillata dalla fornace, scorrendo in sivieri o altri contenitori prima di essere trasportata in stampi per la colata. Il prodotto finale prende forma dopo il raffreddamento. La scoria di ferro viene scaricata in modo intermittente attraverso un apposito foro di spillatura della scoria.

Principali attrezzature della Fornace ad arco sommerso

Il sistema SAF comprende diversi componenti chiave:

Corpo e rivestimento della fornace
Coperchio della fornace
Rete corta
Sistema di raffreddamento ad acqua
Sistema di scarico gas e depolverazione
Sistema di trattamento del calore di scarto
Guscio dell'elettrodo
Sistema di tenuta, scorrimento e sollevamento dell'elettrodo
Sistema di carico e scarico
Sistema di controllo
Dispositivo di perforazione
Sistema idraulico
Trasformatore SAF e apparecchiature elettriche associate

Corpo della fornace

Il corpo della fornace è costituito da un guscio in acciaio e un rivestimento refrattario:

Guscio della fornace‌: Costituito da una piastra inferiore, piastre laterali, cerchi di rinforzo e piastre nervate. In genere presenta un design circolare con spesse piastre laterali in acciaio supportate da un telaio in acciaio a canale ancorato nel cemento.
Rivestimento‌: Realizzato con refrattari ad alto contenuto di allumina, magnesio e a base di carbonio. I mattoni e i materiali di magnesio di prima qualità vengono utilizzati vicino al foro di spillatura, spesso combinati con altri refrattari come i mattoni di silice carboniosa.
Requisiti del guscio‌: Deve avere una resistenza sufficiente per resistere alla severa espansione termica del rivestimento, accogliere i cicli di riscaldamento e raffreddamento ed essere efficiente in termini di materiali e fabbricabile. Il guscio include un foro di spillatura integrato.
Coperchio della fornace

Il coperchio delle fornaci sigillate è costruito con mattoni e materiali refrattari, utilizzando travi in acciaio raffreddate ad acqua come scheletro. Presenta tre porte per elettrodi per i porta elettrodi, che sono isolati dal coperchio. Nelle murature refrattarie sono installate prese di misurazione della temperatura con tubi protettivi per monitorare la temperatura dell'atmosfera della fornace sotto il coperchio.

Cappa fumi

La cappa sigilla la bocca della fornace, contiene il calore radiante e cattura i fumi generati durante la fusione, migliorando l'ambiente di lavoro. È una struttura in acciaio saldato (spesso esagonale) composta da piastre di copertura, pareti laterali, porte e uno scheletro di supporto che poggia sulla piattaforma operativa.

Tubo di uscita dei fumi

Questo sistema crea una pressione negativa all'interno della cappa (tramite tiraggio naturale o una ventola) per estrarre il fumo. Ogni fornace ha in genere due canne fumarie, costruite con piastre e profili in acciaio. Un gruppo canna fumaria comprende una sezione inferiore raffreddata ad acqua posizionata sulla cappa, una sezione di tubo di collegamento che conduce all'esterno e una valvola a campana (azionata da un cilindro idraulico) per aprire/chiudere la canna fumaria. Quando è chiusa, i gas vengono indirizzati al sistema di depolverazione.

Porta elettrodo

Questo è un componente SAF fondamentale, composto da:

Dispositivo conduttivo‌: Tradizionalmente include anelli collettori (per la distribuzione e l'equalizzazione della corrente), tubi di rame conduttivi e piastrelle di rame (fusioni di rame rosso raffreddate ad acqua). Le piastrelle di rame trasmettono la corrente all'elettrodo.
Dispositivo di tenuta‌: Applica pressione tramite piastrelle di rame al guscio dell'elettrodo.
Dispositivi di scorrimento e sollevamento‌: Utilizzati per la regolazione e il posizionamento della lunghezza dell'elettrodo.
Cilindro di tenuta‌: Chiamato anche cilindro esterno dell'elettrodo, sospende il porta elettrodo e l'elettrodo, consentendo il movimento verticale.
Guscio dell'elettrodo‌: Contiene la pasta dell'elettrodo, che si sinterizza per formare l'elettrodo consumabile.

La pressione di contatto piastrella di rame-elettrodo è in genere 0,05–0,15 MPa. La zona di sinterizzazione dell'elettrodo è un'area critica per la resistenza.

Dispositivo di sollevamento dell'elettrodo

Questo dispositivo regola la lunghezza dell'arco dell'elettrodo per controllare la resistenza del circuito e la corrente. La velocità di sollevamento varia con la potenza della fornace e il diametro dell'elettrodo (ad esempio, 0,2–0,5 m/min per diametri >1 m). La corsa di sollevamento tipica è di 2,1–2,6 metri.

Sistema a rete corta

La rete corta trasmette potenza a bassa tensione e alta corrente dal trasformatore agli elettrodi. Il suo design è fondamentale per l'efficienza elettrica e la minimizzazione del consumo di metalli non ferrosi. I requisiti chiave sono:

Capacità di trasporto di corrente adeguata.
Resistenza minimizzata.
Bassa reattanza induttiva.
Isolamento e resistenza meccanica sufficienti.
Compensazione della rete corta

La rete corta contribuisce per circa il 70% alla reattanza del sistema, con conseguente basso fattore di potenza naturale (spesso 0,7–0,8). Ciò riduce l'efficienza del trasformatore, spreca energia e può comportare sanzioni da parte delle utenze. L'implementazione della compensazione (correzione del fattore di potenza e bilanciamento delle fasi) è un mezzo efficace per ridurre il consumo di energia e migliorare l'efficienza della fusione.

Sistema di alimentazione ad alta tensione

Questo sistema include isolatori ad alta tensione, trasformatori di tensione/corrente e interruttori automatici sottovuoto. Garantisce un'erogazione di potenza affidabile alla fornace mantenendo al contempo la sicurezza e il controllo operativo.

Siamo un produttore professionale di forni elettrici. Per informazioni più dettagliate e supporto tecnico, contatta il nostro ingegnere commerciale all'indirizzo susan@aeaxa.com.