EAF Electric Arc Furnace (Electric Arc Furnace) Steelmaking

Grundstruktur:

EAF -ugn består huvudsakligen av ugnskropp, elektrodsystem, elektriskt system, vattenkylsystem, slaggbehandlingssystem och andra delar. Ugnskroppen är utrymme för att hålla laddningen och smältningen, inklusive ugnsskal, ugnsfoder osv.; Elektrodsystemet levererar elektrisk ström till ugnen genom grafitelektroder för att generera en elektrisk båge; Det elektriska systemet tillhandahåller elektrisk energi för bågen och kontrollerar ugnens driftsparametrar; Vattenkylningssystemet används för att kyla ugnskroppen, elektroderna och andra komponenter för att förhindra att utrustningen överhettas; och slaggbehandlingssystemet ansvarar för att behandla slagg som genererats under smältprocessen.

Arbetsprincip:

EAF -ugnen använder fenomenet med elektrisk bågutsläpp som genereras mellan elektroden och laddningen för att omvandla elektrisk energi till termisk energi, vilket gör att laddningen snabbt kan värmas upp till smälttemperaturen. Specifikt, när elektroden och laddningen är nära ett visst avstånd, under verkan av högspänning, är gasen mellan elektroden och laddningen joniserad, bildar en ledande kanal och genererar en elektrisk båge. Bågens temperatur är extremt hög, i allmänhet upp till 3000 grader eller mer, kan snabbt smälta laddningen för att uppnå smältningen av metallen.

Huvudfunktioner:

Hög flexibilitet: Smälttemperaturen, tiden och andra parametrar kan justeras flexibelt enligt produktionsbehovet, vilket är lämpligt för att smälta olika slag och specifikationer för metaller. Samtidigt kan det snabbt startas och stoppas, så att det är lätt att anpassa produktionsplanen enligt marknadens efterfrågan i tid.

Miljöskydd och energibesparing: Jämfört med traditionell smältutrustning som kupol, antar EAF -ugnen elektrisk energi som värmekälla och producerar inte en stor mängd avgaser och slagg under förbränningsprocessen, så det är mindre förorenande för miljön. Genom rationell design och drift kan EAF -ugnen dessutom realisera ett effektivt utnyttjande av energi och minska energiförbrukningen.

God produktkvalitet: På grund av den enhetliga och kontrollerbara temperaturen inuti EAF kan smältprocessen för metallen exakt kontrolleras för att minska blandningen av föroreningar, vilket förbättrar metallens renhet och kvalitet. Samtidigt kan sammansättningen av metallen också justeras exakt genom att lägga till legeringselement etc. för att tillgodose behoven hos olika användare.

Ansökningsområden:

EAF-ugnar används huvudsakligen i metallsmältningsprocessen i järn och stål, icke-järnmetall och andra industrier. I stålindustrin, vanligtvis används vid produktion av en mängd högkvalitativa stål och specialstål, såsom rostfritt stål, legeringsstål osv.; I den icke-järnhaltiga metallindustrin kan användas för att smälta koppar, aluminium, nickel och andra metaller och deras legeringar. Med den kontinuerliga utvecklingen av teknik expanderar applikationsfälten i EAF -ugnen fortfarande, till exempel inom området för återvinning av skrot, EAF -ugn kan effektivt smälta skrotmetallen och inse återvinning av resurser.

En elektrisk bågugn (EAF) är ett cylindriskt eldfast fodrat kärl utrustat med grafitelektroder som använder de höga temperaturerna som genereras av en elektrisk båge för att smälta skrot, direkt reducerat järn eller grisjärn. Processen används allmänt och alltmer i modern ståltillverkning på grund av dess effektivitet, flexibilitet och relativt låga miljöpåverkan.

Laddningssteg

Processen börjar med att ladda ugnen med skrot, legeringar och flöden. Kompositionen och skiktningen av skrotet planeras noggrant för att säkerställa effektiv smältning och de nödvändiga kemiska egenskaperna för den slutliga stålprodukten.

Smältstadium

Efter laddning genererar den höga strömmen extremt hög värme (upp till 3, 000 examen i bågzonen). Under den första borrningen smältes 15% av skrotet. Efter några minuter penetrerar elektroden skrotet tillräckligt djupt för att möjliggöra högre spänningar utan att skada ugnsstrukturen.

Raffinering

Raffineringssteget är viktigt för att justera den kemiska sammansättningen av stålet och ta bort föroreningar.

1. Oxidationsperiod: Syre injiceras för att bilda oxider som undviker som gaser eller utgör en del av slaggen, vilket oxiderar föroreningarna.

Fe + 1\/2o₂ → feo (slagg)

Si + o₂ → sio₂ (slagg)

Mn + 1\/2o₂ → MnO (slagg)

2 cr + 3\/2 o₂ → cr₂o₃ (slagg)

4p + 5 o₂ → p₂o₅ (slagg)

S + O₂ → SO₂ (gas)

2al + 3\/2 o₂ → al₂o₃ (slagg)

2.DECARBURISERING: Minskning av det totala kolinnehållet i stålet.

C + o₂ → co₂

C + 1\/2o₂ → co

3. reduktionsfas:

Efter oxidation fastställs en reduktionsmiljö i specifika mängder (genom tillsats av reducerande medel såsom kol och kisel) för att återhämta metallelement för att förbättra kvaliteten på stålet.

Slaggning

Slagg spelar en viktig roll i att fånga föroreningar och skydda stålet från atmosfäriska gaser. Den består av en kombination av oxiderade föroreningar och tillagda flöden

2 cr₂o₃ + 3 si → 4 cr + 3 sio₂

Sio₂ + Cao → Casio₃

P₂o₅ + 3 cao → ca₃ (po₄) ₂

EAF: er är inte lika effektiva som masugnar vid att ta bort föroreningar eftersom de förlitar sig starkt på skrot, vilket kan innehålla svåra att återgå till resterande element som koppar, nickel och tenn. Medan BF arbetar under optimerade reducerande förhållanden för att avlägsna föroreningar såsom svavel och fosfor genom slaggkemi, gör den oxiderande atmosfären och den begränsade slaggförmågan hos EAF det mindre effektivt att ta bort föroreningar. Dessutom erbjuder BF-BOF-processen integrerad raffinering, medan EAF är mer fokuserad på återvinning och hållbarhet.

Av stål

När den önskade kemiska sammansättningen och temperaturen har uppnåtts dras stålet ut från ugnen i en slev för ytterligare bearbetning eller gjutning.

Ugnsbotten

(1) magnesium kol tegelstenar: Hög brytning, god termisk chockmotstånd och slaggosionsmotstånd, tål högtemperaturstål och slaggskur och erosion, men har också en viss grad av elektrisk konduktivitet, lämplig för DC Electric Arc ugnsbotten, kan förbättra botten.

(2) magnesium tegelsten: Huvudkomponenten är magnesiumoxid, har en hög smältpunkt och god motstånd mot alkalisk slaggosionprestanda, kan effektivt motstå penetration och erosion av slagg, för att upprätthålla stabiliteten i botten av ugnen, men dess motstånd mot termisk chock är relativt svag, vanligtvis används i botten av ugnen för termisk chock är inte hög.

(3) grafit eldfast: God elektrisk konduktivitet, värmeledningsförmåga och termisk chockmotstånd, kan motstå den höga temperaturen i bågens botten och den nuvarande påverkan, som vanligtvis används i DC -bågsugnens botten av det ledande skiktet, för att säkerställa stabil överföring av ström.

Ugnsvägg

(1) magnesium kol tegelsten: Ett av de eldfasta materialen som vanligtvis används i ugnsväggen, särskilt i slagglinjesområdet, magnesiumkol tegelstenens höga eldfasthet, slagg erosionsmotstånd och termisk chockmotstånd gör att det kan motstå den starka erosionen av slagg och de drastiska förändringarna i temperaturen, förlänga livslängden för ugnsväggen.

(2)magnesiumkromibrickor: Med god hög temperaturstyrka, slaggosionsmotstånd och termisk chockmotstånd, har alkalisk slagg och oxiderande atmosfär ett bättre motstånd, lämpligt för högtemperaturdelar av ugnsväggen och slaglinjen, men på grund av närvaron av krom, vid användning och bortskaffande av avfallsbehov för att uppmärksamma miljöskyddsproblemen.

(3) tegelsten med hög aluminiumoxid: aluminiumoxid som huvudkomponenten, med hög brytning, mekanisk styrka och termisk chockmotstånd, kan motstå en viss grad av slaggerosion och mekanisk chock, som vanligtvis används i icke-förfallslinjedelarna i ugnsväggen, kan minska kostnaderna.

Ugnsskydd

(1) Chrome Corundum prefabricerade delar: Med hög eldfasthet, god termisk chockmotstånd och erosionsmotstånd kan den tåla den höga temperaturstrålningen för elektrodbågen och skurningen av ugnsluftflödet, effektivt skydda täckningens struktur och förbättra täckningslivet för täckningen, som vanligtvis används i täckningen av stor elektrisk bågsugn.

(2) Prefabricerade delar med hög aluminium: Baserat på material med hög aluminium, med hög styrka och eldfasthet, kan bättre motstå den höga temperaturen och damm erosionen i ugnen, som är tillämplig på litet och medelstora elektriska bågsugnskydd, är kostnaden relativt låg.

(3) Aluminiumkolsten: Med en viss grad av refraktoritet och motstånd mot termisk chock, och samtidigt, användes priset relativt lågt, i allmänhet användes det i bättre prestanda.

Ståluttag

(1) Magnesia-kolstålstålt tegelstenar: Med hög brytning, slaggosionmotstånd och god termisk chockmotstånd kan de tåla skurning av stål och slagg i processen med stålutsläpp för att säkerställa stålens form och storlek och förlänga ståluttagets livslängd.

(2) Corundum Outlet Brick: Korund som det huvudsakliga råmaterialet, med hög hårdhet och slitmotstånd, god motstånd mot erosion av flytande stål och slagg, kan göra att stålet flyter smidigare, minska blockeringen av utloppet och fenomenet tuberkulos.

Elektrodhål

(1) Mullite eldfast material: Med god termisk stabilitet, termisk chockmotstånd och låg termisk expansionskoefficient kan den bibehålla stabilitet under högtemperaturvärmstrålning och ofta lyft och sänkande rörelser i elektroden och effektivt förhindra läckage av varm gas och damm i ugnen.

(2) Grafitelektrodhålsmaterial: Med god elektrisk konduktivitet, värmeledningsförmåga och självsmörjning kan den matchas noggrant med elektroden för att minska friktionen mellan elektrodens och hålväggen, och samtidigt kan den också tåla ablation av hög temperaturbåge för att förlänga livslängden för elektrodhålet.

För att välja det eldfasta materialet som är lämpligt för EAF -ugn (elektrisk bågugn) är det nödvändigt att omfattande överväga användningen av delar, arbetsförhållanden, materialprestanda och andra faktorer, följande är de specifika punkterna:

1. Med delar: Arbetsförhållandena för olika delar av EAF -ugnen är mycket olika, som måste matchas med motsvarande eldfasta material. Liksom ugnens botten för att motstå statiskt trycka med hög temperatur flytande stål, slagg erosion och termisk stress, kan du väljamagnesium kol tegelstenar, magnesiumsten, etc.; ugnsväggslagrelinje en del av slagg erosion och termisk chock är allvarlig, magnesium kol tegelstenar,magnesiumkromtegelstenarär ett bättre val; Furnabelt täckning mot den höga temperaturen på elektrodbågens strålning, lämplig för kromkorundförförstärkta delar osv.; Ut ur stålens mun måste kunna motstå vätskestål och slaggskurning av magnesiumkol eller korund ur mynningen på stålstenarna.

2. Arbetsvillkor: eldfastheter bör väljas enligt den specifika arbetsmiljön i EAF -ugnen. Om smältningstemperaturen är hög, behöver du höga brytningsmaterial, såsom eldfasta ämnen som innehåller aluminiumoxid, magnesiumoxid och andra höga smältpunktkomponenter; Om ugnen är en oxiderande atmosfär, är magnesium-krom-tegelstenar och andra antioxidantmaterial mer lämpade; För den ofta öppningen och stoppningen av den elektriska ugnen måste du välja eldfastheter med god termisk chockmotstånd, såsom magnesium-kolstenar, aluminium-kolstenar och så vidare.

3. Eldfast prestanda: De viktigaste resultatindikatorerna för materialet bestämmer dess tillämpbarhet. Hög brytning är grunden för att säkerställa att vid höga temperaturer inte mjukas, smälter inte; God termisk chockmotstånd kan förhindra materialet i de snabba förändringarna i temperatursprickor, spallning; Stark resistens mot slagga erosion kan motstå slaggkemisk erosion och penetration, förlängning av livslängden; Tillräcklig hög temperaturstyrka gör det möjligt för materialet att motstå belastningen vid höga temperaturer utan deformation.

4. Materiell kompatibilitet: eldfasta material ska vara kompatibla med slagg-, stål- och andra ugnsfodermaterial i EAF -ugnen. Exempelvis är alkaliskt eldfast material lämpligt för alkalisk slaggmiljö, surt eldfast material är lämpligt för syra slaggmiljö, annars kommer kemisk reaktion att inträffa, påskynda den eldfasta material erosionen. Samtidigt bör olika delar av det eldfasta materialet också ha god kompatibilitet, för att undvika den termiska expansionskoefficienten och andra skillnader är för stora, vilket resulterar i kombinationen av sprickor och andra problem.

5. Kostnadsfaktor: Under förutsättningen att uppfylla användningskraven är kostnaden ett viktigt övervägande. Att överväga upphandlingskostnaden för eldfasta material, transportkostnader, byggkostnader och livslängd. Vissa högpresterande material, även om det är högt pris, men lång livslängd, kan de omfattande kostnaderna vara mer kostnadseffektiva. Till exempel är användningen av högkvalitativa magnesiumkolstenar i de viktigaste delarna av den stora EAF-ugnen, även om upphandlingskostnaden är hög, men kan minska antalet underhållsstopp, förbättra produktionseffektiviteten och på lång sikt är de ekonomiska fördelarna bättre.

(1) Furnafoder Skador: Om ugnsfodret verkar vara delvis lossna, genomborrade hål och andra allvarliga skador, är det nödvändigt att stoppa ugnen i tid för reparation.

Reparationsmetod: Först och främst avlägsnades den skadade delen av ugnsfodret fullständigt och sedan i enlighet med kraven i murprocessen för ugnsfoder, som återfodrar den nya ugnen. I processen med murverk bör vi strikt kontrollera kvaliteten på eldfasta material och konstruktionskvalitet för att säkerställa att kvaliteten på murfoder uppfyller kraven.

(2) Elektrodfel: Om elektroden bryts, sprickor och andra fel, sluta omedelbart använda elektroden och ersätta den med en ny. Samtidigt analysera orsakerna till elektrodfel, såsom elektrodkvalitetsproblem, felaktig drift etc. och vidta lämpliga åtgärder för att lösa problemet för att förhindra att liknande fel uppstår igen.

(3) Elektriskt fel: När det elektriska systemet misslyckas, såsom kortslutning, överbelastning, läckage, etc., bör strömförsörjningen avbrytas omedelbart och översynas av professionell elektrisk underhållspersonal. Underhållspersonal måste använda professionella testverktyg, såsom multimeter, isoleringsmotståndstestare, etc., för att hitta felpunkten, bestämma orsaken till felet och reparera eller ersätta den skadade elektriska utrustningen.

(4) Kylsystemfel: Om kylsystemets läckage, hög vattentemperatur eller dåligt vattenflöde och andra fel, bör ugnen stoppas i tid för att kontrollera. För vattenläckningsfel, för att hitta läckage, reparera eller ersätta de skadade vattenrören, ventilerna och andra komponenter. För problemet med hög vattentemperatur eller dåligt vattenflöde, rengör skalan och föroreningarna i kylvattenledningen, kontrollera driften av vattenpumpen för att säkerställa den normala driften av kylsystemet.

Zinfon Refractory Technology Co., Ltd

Vi är en eldfast materialleverantör som integrerar FoU, produktion, konstruktion, lager och handel.

Vi erbjuder olika magnesi- och aluminiumoxid -eldfasta ämnen inklusive både formade och oformade produkter, råvaror och relaterade kemiska produkter.

Vi är certifierade till ISO9001, ISO14001, ISO45001 och andra nationella och lokala certifieringar enligt följande:

Skicka förfrågan nu