Elektrik arkı fırın çelik yapımı işlemi (EAF)

EAF Çelik Yapımıis an intricate and energy-intensive process that converts raw materials into steel, a material that is essential for infrastructure, transportation, and various other industries. One of the most widely used methods for steel production today is the Electric Arc Furnace (EAF) process. The EAF method is particularly popular due to its energy efficiency, flexibility, and the ability to recycle scrap metal. In Bu blog, bir EAF kullanarak çelik yapımında yer alan adımları ve bu yöntemin modern çelik üretiminde neden ön plana çıktığını keşfedeceğiz .

Elektrikli ark fırını (EAF), hurda çeliğini ve diğer metalik malzemeleri eritmek için elektrik enerjisi kullanan bir fırın türüdür . Fırın, grafit elektrotları ve hurda elektrotları ve hurda malzemeleri arasında bir elektrik arkı oluşturarak ısı üretir. metal .
EAF işlemi, erimiş demir üretmek için kok ve demir cevheri kullanan yüksek fırın yöntemi gibi geleneksel yöntemlerden farklıdır . aksine, EAF doğrudan geri dönüştürülmüş hurda çeliğini işleyebilir, bakire malzemelere olan ihtiyacını azaltabilir ve çelik üretiminin çevresel etkisini en aza indirebilir .

1. Fırını şarj etmek
İlk adımEAF Çelik YapımıProses, fırının hammaddelerle yüklenmesini içerir . EAF çelik üretiminde kullanılan birincil hammadde, bazı durumlarda yükün% 100'ünü açıklayabilen hurda çeliktir . hurda metal tipik olarak, sanayi atıkları, endüstriyel atıklar veya atılan makine gibi algılardan ek olarak, tipik olarak tüketici postalardan kaynaklanır, (E . g ., manganez, krom) ve bazen çeliğin bileşimini ayarlamak için yüke doğrudan azaltılmış demir (DRI) eklenebilir.
Fırın, hammaddelerin fırın kabuğuna yüklendiği büyük kapılara sahiptir . Yüklü hurda malzemesinin miktarı ve türü, son ürünün kalitesini ve derecesini etkileyebilir .

2. hurda metalin eritilmesi
Fırın şarj edildikten sonra, elektrik arkı grafit elektrotlar ve hurda metali . hurda metal arasında vurulur . Elektrik arc tarafından üretilen ısıyı eritmesine neden olur, fırının sıcaklığını 1.600 derece (2.912 derece f) ve bazı durumlarda 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3, 3 { Derece (5,432 derece f) . Erimiş metal, şimdi sıvı durumda, erimiş çelik olarak adlandırılır .
Bu fazda hurda metal hızla eritilir ve kükürt, fosfor ve karbon gibi safsızlıklar erimiş çelikten ayrılmaya başlar . EAF işlemi bu safsızlıkları gidermede oldukça etkilidir .

3. çeliği rafine etme
Hurda eritildikten sonra, bir sonraki adım, kalan safsızlıkları gidermek ve kimyasal bileşimini ayarlamak için çeliği rafine etmektir . Bu, kireç veya dolomitik kireç gibi akı ajanları, .} .} ile birleşerek elde edilir.
Rafine işlemi genellikle şunları içerir:

• Deoksidasyon: Alüminyum, silikon veya diğer indirgeyici ajanların eklenmesini içerebilen erimiş çelikten oksijenin çıkarılması .
• Alaşım: Çeliğin özelliklerini geliştirmek için krom, nikel ve manganez gibi alaşım elemanlarının eklenmesi, amaçlanan uygulamasına bağlı olarak .
• Cüruf çıkarma: safsızlıklar içeren cüruf, çeliğin kalitesini sağlamak için rafinaj işlemi sırasında periyodik olarak kaldırılır .

Çeliğin kimyasal bileşimi, örnekleme ve gerçek zamanlı analiz . 'nin bir kombinasyonu ile izlenir ve ayarlanır Bu, nihai ürünün belirli sınıf ve kalite gereksinimlerini karşılamasını sağlar .

4. dokunma ve döküm
Çelik rafine edildikten ve istenen kimyasal bileşim elde edildikten sonra, bir sonraki adım, erimiş çelik, kontaminasyonu önlemek ve sadece istenen molten çeliğin aktarıldığından emin olmak için dikkatli bir şekilde yapılır . dokunma . dokunulur .
Erimiş çelik daha sonra, erimiş çeliğin sürekli olarak kalıplara döküldüğü ve katı hale getirildiği, işgücü azaltmak ve verimliliği arttırmak için yaygın bir uygulamadır, daha sonra erimiş çeliğe bağlı olarak, daha sonraki işlem adımlarına bağlı olarak, . sürekli dökümler gibi şekillere dökülür . Sürekli döküm, . bu aşamada yaygın bir uygulamadır {{1}

5. İkincil Metalurji Tedavisi (isteğe bağlı)
Dokunduktan sonra, bazı çelikler özelliklerini daha da geliştirmek için ikincil metalurjik tedavilere tabi tutulabilir . Bu tedaviler tipik olarak ayrı fırınlarda gerçekleştirilir ve vakum giderleme, kepçe rafinasyonu veya AOD) gibi süreçleri içerebilir (AOD) . Bu önlemler, kalıntı perdesi ve gerekli olanı ayarlamaya yardımcı olabilir. Özellikler .

6. soğutma ve yuvarlanma
Son olarak, katılaşmış çelik soğutulur ve çelik çubuklar, tabakalar veya plakalar gibi ürünler oluşturmak için yuvarlanma veya dövme gibi mekanik işlemlere tabi tutulur . Daha sonra çelik, . gibi mekanik özelliklerini arttırmak için daha da işlenir . gibi çeşitli ısı arıtma teknikleri aracılığıyla . gibi çeşitli ısı işlem teknikleri ile daha da işlenir.

1. çevresel faydalar

Birincil avantajlardan biriEAF Çelik YapımıSüreç, demir cevheri . gibi madencilik ihtiyacını azaltan hurda metali geri dönüştürme yeteneğidir.
2. esneklik

EAF'lar çok çeşitli çelik kaliteleri üretebilir ve çeşitli hurda metal türlerini işleyebilir, bu da onları pazar taleplerine son derece esnek ve uyarlanabilir hale getirebilir .
3. enerji verimliliği

EAF'lar önemli miktarda elektrik tüketirken, özellikle yenilenebilir enerji kaynakları ile güçlendirildiğinde, genellikle geleneksel kabarık fırınlardan daha fazla enerji tasarrufludur .
4. daha hızlı başlatma ve kapatma

EAF'lar nispeten hızlı bir şekilde başlatılabilir ve kapatılabilir, daha fazla operasyonel esneklik sağlar .

1. r . b . (2002) . Elektrikli ark fırın çelik üretimi . Malzeme İşleme Teknolojisi Dergisi . https: // doi . org/10.1016/s 0924-0136 (01) 01301- x
2. zhang, y ., & zhang, x . (2017) . (2017) elektrik ark fırınlarında çelik üretimi: prensipler ve uygulamalar . elsevier .}} elsevier .
3. Bhaskar, r . ve Sahu, P . (2020) . Elektrik arc fırın çelik üretimi hakkında bir inceleme: enerji verimliliği ve yenilikleri . Malzeme Bilim ve Mühendisliği}} https: // doi . org/10 . 1016/j.mser .2020.03.002