عملية صناعة الصلب القوس الكهربائي (EAF)

صنع الصلب EAFهي عملية معقدة ومكثفة للطاقة وتحول المواد الخام إلى فولاذ ، وهي مادة ضرورية للبنية التحتية ، والنقل ، والمختلف الصناعات الأخرى . واحدة من أكثر الطرق استخدامًا على نطاق واسع لإنتاج الصلب اليوم ، وهي عملية القوس الكهربائي (eaf).. المدونة ، سوف نستكشف الخطوات التي ينطوي عليها صناعة الصلب باستخدام EAF ولماذا اكتسبت هذه الطريقة مكانة في إنتاج الصلب الحديث .

فرن القوس الكهربائي (EAF) هو نوع من الفرن يستخدم الطاقة الكهربائية لإذابة الصلب الخردة وغيرها من المواد المعدنية . يولد الفرن الحرارة عن طريق إنشاء قوس كهربائي بين أقطاب الجرافيت ومواد الخردة .. المعدن .
تختلف عملية EAF عن الأساليب التقليدية مثل طريقة فرن الصهر ، والتي تستخدم خام الفحم الكوكي وخام الحديد لإنتاج الحديد المنصهر . ، يمكن لـ EAF معالجة الفولاذ المعاد تدويره مباشرة ، مما يقلل من الحاجة إلى المواد البكر وتقليل التأثير البيئي لإنتاج الفولاذ.

1. شحن الفرن
الخطوة الأولى فيصنع الصلب EAFتتضمن العملية تحميل الفرن بالمواد الخام . المادة الخام الأولية المستخدمة في صناعة الصلب EAF هي الصلب الخردة ، والتي يمكن أن تمثل ما يصل إلى 100 ٪ من الشحن في بعض الحالات . يتم الحصول على المعدن الخردة عادةً من البضائع اللاحقة ، أو اللبأ ، أو المزيج الصناعي ، (e . g . ، يمكن إضافة المنجنيز ، الكروم) ، وأحيانًا إضافة الحديد المنخفض المباشر (DRI) إلى الشحن لضبط تكوين الصلب .
يحتوي الفرن على أبواب كبيرة يتم من خلالها تحميل المواد الخام في قشرة الفرن . يمكن أن تؤثر كمية ونوع المواد المخرطة المحملة على جودة المنتج النهائي .

2. ذوبان معدن الخردة
بمجرد شحن الفرن ، يتم ضرب القوس الكهربائي بين أقطاب الجرافيت والمعادن الخردة . تسخين الطاقة الكهربائية بالخردة ، مما تسبب في ذوبان .. (5،432 درجة f) . يشار إلى المعدن المصقول ، الآن في حالة سائلة ، باسم الصلب المنصهر .
خلال هذه المرحلة ، يتم إذابة المعدن الخردة بسرعة ، وتبدأ الشوائب مثل الكبريت والفوسفور والكربون في الانفصال عن الفولاذ المصلي . عملية EAF فعالة للغاية في إزالة هذه الشوائب .

3. تحسين الصلب
بمجرد ذوبان الخردة ، تتمثل الخطوة التالية في تحسين الصلب لإزالة أي شوائب متبقية وضبط تركيبها الكيميائي . يتم تحقيق ذلك من خلال إدخال عوامل التدفق مثل الجير أو الليمون الدوليوميت ، الذي يجمع بين الشوائب
غالبًا ما تتضمن عملية التكرير:

• إزالة الأكسدة: إزالة الأكسجين من الصلب المنصهر ، والتي قد تشمل إضافة الألومنيوم أو السيليكون أو عوامل تخفيض أخرى .
• صناعة السبائك: إضافة عناصر صناعة السبائك مثل الكروم والنيكل والمنغنيز لتعزيز خصائص الصلب ، اعتمادًا على تطبيقه المقصود .
• إزالة الخبث: تتم إزالة الخبث ، التي تحتوي على شوائب ، بشكل دوري أثناء عملية التكرير لضمان جودة الصلب .

تتم مراقبة التركيبة الكيميائية للصلب وتعديلها من خلال مزيج من أخذ العينات والتحليل في الوقت الفعلي . وهذا يضمن أن المنتج النهائي يلبي متطلبات الدرجة والجودة المحددة .

4. التنصت والصب
بمجرد تنقيح الصلب وتحقيق التركيب الكيميائي المطلوب ، يتم النقر على الخطوة التالية ، حيث يتم سكب الصلب المنصهر من الفرن إلى مغرفة لمزيد من المعالجة . يتم تنصت بعناية لتجنب التلوث والتأكد من نقل الصلب المصقول فقط .}
ثم يتم إلقاء الفولاذ المصلي في أشكال مثل billets أو blooms أو الألواح ، اعتمادًا على خطوات المعالجة اللاحقة . الصب المستمر ، حيث يتم سكب الصلب المنبئطي بشكل مستمر في قوالب وتصلب ، وهو ممارسة شائعة في هذه المرحلة لتقليل العمالة وزيادة الكفاءة .

5. العلاج المعدني الثانوي (اختياري)
بعد التنصت ، قد تخضع بعض الصلب مع علاجات معدنية ثانوية لتحسين خصائصها . عادة ما يتم تنفيذ هذه العلاجات في أفران منفصلة وقد تشمل عمليات مثل تفريغ التفريغ ، أو مراوغة تنقيحها ، أو تعديل التكلفة الكيميائية في الأرجون (AOD) . المواصفات .

6. التبريد والتداول
أخيرًا ، يتم تبريد الفولاذ المصادق ويخضع لعمليات ميكانيكية مثل التدحرج أو التزوير لتشكيل منتجات مثل قضبان الصلب أو الأوراق أو اللوحات . ثم تتم معالجة الصلب لتعزيز خصائصه الميكانيكية ، مثل القوة ، والصلابة ، والأحلام ، من خلال العديد

1. الفوائد البيئية

واحدة من المزايا الأساسية لـصنع الصلب EAFالعملية هي قدرتها على إعادة تدوير معدن الخردة ، مما يقلل من الحاجة إلى استخراج المواد الخام مثل خام الحديد . هذا لا يحفظ الموارد الطبيعية فحسب ، بل يقلل أيضًا من استهلاك الطاقة وانبعاثات غازات الدفيئة .
2. المرونة

يمكن أن تنتج EAFs مجموعة واسعة من الدرجات الفولاذية ويمكنها معالجة أنواع مختلفة من الخردة ، مما يجعلها مرنة للغاية وقابلة للتكيف مع متطلبات السوق .
3. كفاءة الطاقة

بينما تستهلك EAFs كميات كبيرة من الكهرباء ، فإنها عمومًا أكثر فعالية في الطاقة من أفران الصهر التقليدية ، خاصةً عند تشغيلها بواسطة مصادر الطاقة المتجددة .
4. أسرع بدء التشغيل والإغلاق

يمكن بدء تشغيل EAFs وإغلاقه بسرعة نسبية ، مما يوفر مرونة تشغيلية أكبر .

1. r . b . (2002) . https: // doi . org/10.1016/s 0924-0136 (01) 01301- x
2. Zhang ، y . ، & Zhang ، x . (2017) . making steadmate in erct arc aturaces: principles and applications .} .}}}}
3. bhaskar ، r . ، & sahu ، p . (2020) . مراجعة على صنع فرن الكهرباء: كفاءة الطاقة والابتكارات. علم المواد والهندسة. https: // doi . org/10 . 1016/j.mser .2020.03.002