Proses pembuatan keluli arka elektrik (EAF)

Pembuatan keluli EAFadalah proses yang rumit dan intensif tenaga yang menukarkan bahan mentah ke dalam keluli, bahan yang penting untuk infrastruktur, pengangkutan, dan pelbagai industri lain. Salah satu kaedah yang paling banyak digunakan untuk pengeluaran keluli hari ini ialah proses relau arka elektrik (EAF). Kaedah EAF sangat popular kerana kecekapan tenaga, fleksibiliti, dan keupayaan untuk mengitar semula logam sekerap. Dalam blog ini, kami akan meneroka langkah -langkah yang terlibat dalam pembuatan keluli menggunakan EAF dan mengapa kaedah ini telah menjadi terkenal dalam pengeluaran keluli moden.

Relau arka elektrik (EAF) adalah sejenis relau yang menggunakan tenaga elektrik untuk mencairkan keluli sekerap dan bahan logam lain. Relau menjana haba dengan membuat arka elektrik antara elektrod grafit dan bahan sekerap. Arka menghasilkan suhu sehingga 3, 000 darjah (5,432 darjah F), yang mencukupi untuk mencairkan dan memperbaiki logam.
Proses EAF adalah berbeza daripada kaedah tradisional seperti kaedah relau letupan, yang menggunakan kok dan bijih besi untuk menghasilkan besi cair. Sebaliknya, EAF boleh secara langsung memproses keluli skrap kitar semula, mengurangkan keperluan bahan dara dan meminimumkan kesan alam sekitar pengeluaran keluli.

1. Mengecas relau
Langkah pertama diPembuatan keluli EAFProses melibatkan memuatkan relau dengan bahan mentah. Bahan mentah utama yang digunakan dalam pembuatan keluli EAF adalah keluli sekerap, yang boleh menyumbang sehingga 100% daripada caj dalam beberapa kes. Logam sekerap biasanya diperoleh daripada barangan pasca-pengguna, sisa industri, atau jentera yang dibuang. Sebagai tambahan kepada keluli sekerap, bahan -bahan lain seperti kapur, aloi (contohnya, mangan, kromium), dan kadang -kadang langsung dikurangkan besi (DRI) boleh ditambah kepada caj untuk menyesuaikan komposisi keluli.
Relau mempunyai pintu besar di mana bahan mentah dimuatkan ke dalam shell relau. Kuantiti dan jenis bahan skrap yang dimuatkan boleh menjejaskan kualiti dan gred produk akhir.

2. Melelehkan logam sekerap
Sebaik sahaja relau dikenakan, arka elektrik dilanda antara elektrod grafit dan logam sekerap. Tenaga elektrik memanaskan sekerap, menyebabkan ia mencairkan. Haba yang dihasilkan oleh arka elektrik dapat meningkatkan suhu relau ke lebih dari 1,600 darjah (2,912 darjah F), dan dalam beberapa kes, suhu mencapai lebih dari 3, 000 darjah (5,432 darjah F). Logam cair, sekarang dalam keadaan cair, dirujuk sebagai keluli cair.
Semasa fasa ini, logam sekerap cepat cair, dan kekotoran seperti sulfur, fosforus, dan karbon mula memisahkan dari keluli cair. Proses EAF sangat berkesan untuk menghapuskan kekotoran ini.

3. Menapis keluli
Sebaik sahaja sekerap telah cair, langkah seterusnya adalah menyempurnakan keluli untuk mengeluarkan apa -apa kekotoran yang tersisa dan menyesuaikan komposisi kimianya. Ini dicapai dengan memperkenalkan ejen fluks seperti kapur kapur atau dolomit, yang bergabung dengan kekotoran untuk membentuk sanga yang terapung di atas keluli cair.
Proses penapisan sering melibatkan:

• Deoxidation: Mengeluarkan oksigen dari keluli cair, yang mungkin termasuk penambahan aluminium, silikon, atau agen pengurangan lain.
• Pengaliran: Menambah unsur -unsur aloi seperti kromium, nikel, dan mangan untuk meningkatkan sifat keluli, bergantung pada aplikasi yang dimaksudkan.
• Penyingkiran Slag: Slag, yang mengandungi kekotoran, secara berkala dikeluarkan semasa proses penapisan untuk memastikan kualiti keluli.

Komposisi kimia keluli dipantau dan diselaraskan melalui gabungan pensampelan dan analisis masa nyata. Ini memastikan produk akhir memenuhi keperluan gred dan kualiti tertentu.

4. Mengetuk dan Melemparkan
Sebaik sahaja keluli telah ditapis dan komposisi kimia yang dikehendaki dicapai, langkah seterusnya adalah mengetuk, di mana keluli cair dituangkan dari relau ke dalam ladle untuk diproses selanjutnya. Pengetuk dilakukan dengan teliti untuk mengelakkan pencemaran dan memastikan bahawa hanya keluli cair yang dikehendaki dipindahkan.
Keluli cair kemudian dibuang ke dalam bentuk seperti bilet, mekar, atau papak, bergantung kepada langkah -langkah pemprosesan berikutnya. Pemutus yang berterusan, di mana keluli cair terus dicurahkan ke dalam acuan dan kukuh, adalah amalan biasa pada tahap ini untuk mengurangkan buruh dan meningkatkan kecekapan.

5. Rawatan Metalurgi Sekunder (Pilihan)
Selepas mengetuk, beberapa keluli mungkin menjalani rawatan metalurgi sekunder untuk memperbaiki sifatnya. Rawatan ini biasanya dijalankan dalam relau yang berasingan dan mungkin termasuk proses seperti vakum degassing, penapisan ladle, atau argon oksigen decarburization (AOD). Rawatan ini membantu menghilangkan kekotoran sisa dan menyesuaikan komposisi kimia keluli untuk memenuhi spesifikasi yang diperlukan.

6. Penyejukan dan Rolling
Akhirnya, keluli kukuh disejukkan dan tertakluk kepada proses mekanikal seperti bergolek atau memalsukan untuk membentuk produk seperti bar keluli, lembaran, atau plat. Keluli kemudian diproses lagi untuk meningkatkan sifat mekanikalnya, seperti kekuatan, kekerasan, dan kemuluran, melalui pelbagai teknik rawatan haba seperti pelindapkejutan atau pembajaan.

1. faedah -faedah

Salah satu kelebihan utamaPembuatan keluli EAFProses adalah keupayaannya untuk mengitar semula logam sekerap, yang mengurangkan keperluan bahan mentah perlombongan seperti bijih besi. Ini bukan sahaja memelihara sumber semula jadi tetapi juga mengurangkan penggunaan tenaga dan pelepasan gas rumah hijau.
2.Flexibility

EAFS boleh menghasilkan pelbagai gred keluli dan boleh memproses pelbagai jenis logam sekerap, menjadikannya sangat fleksibel dan mudah disesuaikan dengan tuntutan pasaran.
3. Kecekapan Energy

Walaupun EAFS mengambil sejumlah besar elektrik, mereka umumnya lebih cekap tenaga daripada relau letupan tradisional, terutamanya apabila dikuasakan oleh sumber tenaga boleh diperbaharui.
4. Permulaan dan tutup

EAFS boleh dimulakan dan ditutup dengan cepat, memberikan fleksibiliti operasi yang lebih besar.

1.RB (2002). Electric Arc Furnace Steelmaking. Jurnal Teknologi Pemprosesan Bahan. https://doi.org/10.1016/s (4 )(01)
2.Zhang, Y., & Zhang, X. (2017). Pembuatan keluli dalam relau arka elektrik: Prinsip dan aplikasi. Elsevier.
3.Bhaskar, R., & Sahu, P. (2020). Kajian semula keluli kelengkungan arka elektrik: Kecekapan dan inovasi tenaga. Sains dan Kejuruteraan Bahan. https://doi.org/10.1016/j.mser.2020.03.002