Elektrik arc fırını ve inşaat

Bir Elektrikli ark fırını (EAF), malzemelerin elektrik arkı tarafından ısıtıldığı bir fırındır.Endüstriyel elektrik ark fırınları, yaklaşık 1 ton kapasiteli (dökme demir ürünlerin üretimi için dökümhanelerde kullanılır) ikincil çelik üretimi için yaklaşık 400 tona kadar uzanır. Sadece birkaç gram kapasite. Endüstriyel ark fırınları 1.800 ° C (3.300 ° F) sıcaklıklara ulaşabilirken, laboratuvar üniteleri 3.000 ° C'yi (5.400 ° F) aşabilir.Elektrikli bir ark fırında, yük (fırına giren malzeme ısıtılacak, elektrik yükü ile karıştırılmaması gereken malzeme) doğrudan arka maruz kalır ve fırın terminallerinden akım yükten geçer. İndüksiyon fırınlarından, yükün girdap akımları tarafından ısıtılması.

Yapı

Çelik üretimi için elektrik ark fırınları, bir veya daha fazla grafit elektrotun fırına girdiği geri çekilebilir bir çatı ile kaplı refrakter astarlı, genellikle su soğutmalı, daha büyük boyutlu bir kaptan oluşur. Fırın esas olarak üç parçaya bölünür:

• Yan duvarlar ve alt çelik "kase " dan oluşan dış kabuk;

• Bir alt kasede düzenlenmiş refrakter malzemeden oluşan ocak;

• Refrakter astarlı veya su soğutulmuş olabilen çatı, bir kürenin veya kesik koninin parçası olabilir. Çatı aynı zamanda merkezinde bir veya daha fazla grafit elektrotun girdiği refrakter bir delta da destekler.Ocak yarım küre olabilir veya eksantrik alt dokunma fırınları durumunda (aşağıdaki şekle bakın), ocak yarım yumurta şeklinde. Modern izbolabalarda, fırın genellikle yerden kaldırılır, böylece kepçe ve cüruf kapları Fırının uçlarının altında kolayca hareket ettirilebilir. Fırın yapısından ayrılan elektrot tutucular ve elektrik sistemi ve fırının oturduğu eğimli platform vardır.Kakatın iki konfigürasyonu mümkündür: elektrot destekli ve çatı eğimli veya yükseltilmiş bir platform üzerinde sabitlenir.Tipik bir AC elektrik sobası, üç fazlı bir güç kaynağı ile güçlendirilir ve bu nedenle üç elektrot vardır. Elektrotlar enine kesitte daireseldir ve genellikle elektrotlar yıprandıkça yeni segmentler eklenebilmesi için dişli eklemlere sahip segmentlerdir. Yüklü bir malzeme ve bir elektrot arasında bir ark oluşur; Şarj, yükten akan akım ve ark tarafından üretilen radyant enerji tarafından ısıtılır. Ark sıcaklığı yaklaşık 3.000 ° C'ye (5.400 ° F) ulaşır ve elektrotun alt kısmının çalıştıkça aksızca parlamasına neden olur. Elektrotlar, elektrikli vinç vinçlerini veya hidrolik silindirleri kullanabilen bir konumlandırma sistemi tarafından otomatik olarak yükseltilir ve indirilir. Elektrotları tutan kol, tüm kolun akımı taşıyan, artan verimliliği taşıyan bir ağır hizmet bara (akımı elektrot tutucusuna besleyen içi içi su soğutmalı bir bakır tüp) veya "sıcak kol " taşıyabilir. Termal kol bakır kaplı çelikten veya alüminyumdan yapılabilir. Karşı su soğutmalı kablolar, veri yolu kanallarını veya veri yolu kollarını fırına yakın transformatöre bağlayın. Transformatör kasaya monte edilir ve bir pompa dolaşımındaki transformatör yağı ile soğutulur. bir ısı eşanjörü aracılığıyla su ile soğutulur.

Fırın eğimli bir platform üzerine inşa edilmiştir, böylece erimiş çelik taşıma için başka bir kabın içine dökülebilir. Erimiş çeliğin dökülmesi için fırının çalıştırılması "Tapma " olarak adlandırılır. Başlangıçta, tüm çelik üretim fırınlarının kapalı olduğu bir taphole vardı. Fırın eğildiğinde yıkanan refrakter malzeme, ancak modern fırınlar genellikle erimiş çelik azot ve cüruf inklüzyonlarını azaltmak için eksantrik bir taban taphole (EBT) vardır.Bu fırınlar, ocak ve kasadan dikey olarak uzanan bir taphole sahiptir. -Gener, yumurta şeklindeki ocağın dar "burun " daki merkez. Kapalı olduğunda, olivin gibi refrakter kumla doldurulur. Modern bitkiler muhtemelen iki mermi ve ikisi arasında aktarılabilen bir dizi elektrot vardır; Bir kabuk atığı önceden ısıtırken, diğeri erime için kullanılır. Diğer DC bazlı fırınlar benzer bir düzenlemeye sahiptir, ancak her muhafazanın elektrotları ve bir dizi elektronik vardır.AC fırınları tipik olarak ocak çevresi etrafında, elektrotlar arasında yer alan soğuk lekeler ile sıcak ve soğuk lekeler bir desen sergiler. Kişisel kimyasal enerji, fırına oksijen ve karbon enjekte edilerek sağlanır; Geçmişte, bu cüruf kapısındaki mızraklar (içi boş yumuşak çelik borular) ile yapıldı, ancak şimdi bu çoğunlukla duvara monte edilmiş enjeksiyon üniteleri ile yapıldı, bu enjeksiyon ünitesi bir oksi-yakıt brülörünü ve bir oksijen veya karbon enjeksiyon sistemini birleştiriyor. bir ünite.

Orta boy modern bir çelik üretimi fırında, yaklaşık 60.000.000 volt-amp (60 mVa) olarak derecelendirilmiş bir transformatöre sahip olacak, 400 ila 900 volt arasında ikincil voltaj ve modern bir bitkide 44.000 amp. Yaklaşık 50 dakikada 80 ton erimiş çelik üretmesi, soğuk hurda ile şarjdan fırından çıkmaya kadar. Karşılaştırma işleminde, temel oksijen fırınları parti başına 150-300 ton veya "ısı " kapasitesine sahiptir ve üretebilir 30-40 dakikada ısı. Tasarım detayları ve çalışma, nihai ürüne ve yerel koşullara bağlı olarak büyük ölçüde değişir ve fırın verimliliğini artırmak için devam eden araştırmalar. En büyük hurda fırını (musluk ağırlığı ve transformatör derecesi açısından) bir kezdir -Tokyo Steel Corporation, Japonya tarafından 420 ton musluk ağırlığı ile işletilen ve toplam 256 MVA için sekiz 32 MVA transformatörü ile beslenen fırın.