เตาอาร์คไฟฟ้า: การจำแนกประเภท องค์ประกอบ และการใช้งาน

เตาอาร์กไฟฟ้า: การจำแนก, องค์ประกอบ, และการประยุกต์ใช้งาน

เตา อาร์กไฟฟ้า (EAF) เป็นภาชนะโลหะวิทยาที่มีอุณหภูมิสูง ซึ่งใช้ส่วนโค้งไฟฟ้าที่เกิดขึ้นระหว่างขั้วไฟฟ้าและวัสดุที่ชาร์จ เพื่อหลอมโลหะและแร่ ในระหว่างการปล่อยอาร์ก พลังงานจะเข้มข้นอย่างมาก ทำให้เกิดอุณหภูมิเกิน 3000°C ในโซนอาร์ก สำหรับการถลุงโลหะ EAFs มีความยืดหยุ่นในการทำงานที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับวิธีการผลิตเหล็กอื่นๆ ทำให้สามารถกำจัดสิ่งสกปรก เช่น กำมะถันและฟอสฟอรัสได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ยังให้การควบคุมอุณหภูมิที่แม่นยำ ต้องการพื้นที่ขนาดเล็ก และเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการผลิตเหล็กอัลลอยและเหล็กพิเศษคุณภาพสูง

การจำแนกประเภทของเตาอาร์กไฟฟ้า

EAFs ส่วนใหญ่แบ่งตามกลไกการให้ความร้อน:

1.  เตาอาร์กทางอ้อม:

       หลักการ: อาร์กเกิดขึ้นระหว่างขั้วไฟฟ้าสองขั้วที่วางอยู่เหนือประจุ วัสดุจะถูกให้ความร้อนทางอ้อมผ่านการแผ่รังสีจากอาร์ก

       สถานะ: มีลักษณะเฉพาะคือระดับเสียงรบกวนสูงและประสิทธิภาพความร้อนต่ำ เตาประเภทนี้ส่วนใหญ่ถูกยกเลิกจากการใช้งานทางโลหะวิทยาหลัก

2.  เตาอาร์กโดยตรง:

       หลักการ: อาร์กเกิดขึ้นโดยตรงระหว่างปลายขั้วไฟฟ้าและวัสดุประจุไฟฟ้า ซึ่งให้ความร้อนที่มีประสิทธิภาพสูงและโดยตรง นี่คือการออกแบบที่พบมากที่สุดสำหรับการผลิตเหล็กสมัยใหม่

       ประเภทย่อย: รวมถึงเตาอาร์ก AC และ DC แบบสามเฟส ซึ่งเป็นเครื่องมือหลักของอุตสาหกรรมเหล็กและโลหะผสมจากเศษเหล็ก

3.  เตาอาร์กแบบจม (SAF):

       หลักการ: หรือที่เรียกว่าการลด ขั้วไฟฟ้าถูกฝังบางส่วนภายในภาระประจุ (ส่วนผสมของแร่, สารรีดิวซ์, และฟลักซ์) การให้ความร้อนเกิดขึ้นจากการรวมกันของกิจกรรมอาร์กภายในภาระและการต้านทานไฟฟ้า (ความร้อนจูล) ของวัสดุเอง

       การประยุกต์ใช้งาน: ส่วนใหญ่ใช้สำหรับการผลิตเฟอร์โรอัลลอย (เช่น เฟอร์โรซิลิคอน, เฟอร์โรมังกาเนส), แคลเซียมคาร์ไบด์, และสำหรับการถลุงวัสดุที่ไม่ใช่เหล็ก เช่น แมตต์

ส่วนประกอบสำคัญของระบบ EAF

เตาอาร์กโดยตรงสมัยใหม่เป็นระบบเครื่องกลไฟฟ้าที่ซับซ้อนซึ่งประกอบด้วยระบบย่อยหลักหลายระบบ:

1.  ระบบไฟฟ้า: รวมถึงหม้อแปลงเตาหลอม (และตัวเรียงกระแสสำหรับเตาหลอม DC), สวิตช์เกียร์แรงดันสูง, และตู้ควบคุมแรงดันต่ำสำหรับการควบคุมการป้อนพลังงาน

2.  ระบบขั้วไฟฟ้า: ประกอบด้วยขั้วไฟฟ้ากราไฟต์, ตัวยึด/แขนขั้วไฟฟ้า, และระบบควบคุมขั้วไฟฟ้า ซึ่งควบคุมตำแหน่งขั้วไฟฟ้าโดยอัตโนมัติเพื่อรักษาระยะอาร์กและพลังงานให้คงที่

3.  โครงสร้างเตาหลอมเชิงกล: ครอบคลุมเปลือกเตาหลอมระบายความร้อนด้วยน้ำ, หลังคาเตาหลอม (มักจะระบายความร้อนด้วยน้ำและสามารถแกว่งได้สำหรับการชาร์จ), และกลไกการเอียงสำหรับการแตะตะกรันและเหล็ก

4.  ระบบนำไฟฟ้ากระแสสูง (เครือข่ายไฟฟ้าลัดวงจร): ชุดบัสบาร์ทองแดงระบายความร้อนด้วยน้ำสำหรับงานหนักและสายเคเบิลที่ยืดหยุ่นซึ่งส่งกระแสไฟฟ้าสูงมากจากหม้อแปลงไปยังแขนขั้วไฟฟ้า

5.  ระบบน้ำหล่อเย็น: เครือข่ายวงปิดที่สำคัญซึ่งจ่ายน้ำเพื่อระบายความร้อนให้กับแผง, หลังคา, สายเคเบิล, ตัวยึดขั้วไฟฟ้า, และส่วนประกอบอื่นๆ ที่สัมผัสกับความร้อนสูง

หลักการทำงานพื้นฐาน

ในเตาอาร์กโดยตรงสำหรับการผลิตเหล็ก ความร้อนสูงที่เกิดจากอาร์กระหว่างขั้วไฟฟ้ากราไฟต์และประจุเศษโลหะทำให้เกิดการหลอมละลายอย่างรวดเร็ว เมื่อมีการสร้างสระหลอมเหลวแล้ว จะดำเนินการปรับแต่ง (การปรับอุณหภูมิ, การควบคุมเคมีผ่านการเติมตะกรันและโลหะผสม) โดยมีโลหะหลอมเหลวถูกปกคลุมด้วยชั้นตะกรันสังเคราะห์ EAFs ถูกจัดประเภทเป็นกรดหรือเบส ซึ่งพิจารณาจากลักษณะทางเคมีของซับในทนไฟและตะกรันที่ใช้ เตาหลอมแบบเบส ซึ่งใช้ตะกรันจากปูนขาว สามารถกำจัดกำมะถันและฟอสฟอรัสได้อย่างกว้างขวาง

การประยุกต์ใช้งานหลัก

เตาอาร์กไฟฟ้าเป็นเครื่องมืออเนกประสงค์ในโลหะวิทยาแบบสกัดและกระบวนการ การใช้งานหลัก ได้แก่:

1.  การผลิตเหล็ก: การใช้งานหลัก การหลอมเศษเหล็กเพื่อผลิตเหล็กคาร์บอน, โลหะผสม, และสแตนเลส

2.  การกลั่นเฟอร์โรอัลลอย: การผลิตและการกลั่นโลหะผสมหลักจากเหล็กต่างๆ

3.  การถลุงวัสดุพิเศษ: การแปรรูปวัสดุ เช่น ตะกร้าไทเทเนียมสูงและตะกรันฟลักซ์เชื่อมสังเคราะห์

4.  การผลิตวัสดุทนไฟ: การหลอมวัตถุดิบสำหรับการผลิตวัสดุทนไฟที่มีอุณหภูมิสูง เช่น อะลูมินาหลอม, แมกนีเซีย, และซีเมนต์อะลูมินา-แคลเซียม

5.  การรีไซเคิลผลิตภัณฑ์พลอยได้ทางโลหะวิทยา: การกู้คืนโลหะมีค่าจากของเสีย เช่น เศษขัดสแตนเลสและมาตราส่วนโรงสี

 เราเป็นผู้ผลิตเตาไฟฟ้ามืออาชีพ สำหรับการสอบถามเพิ่มเติม หรือหากคุณต้องการเตาอาร์กแบบจม, เตาอาร์กไฟฟ้า, เตาหลอมการกลั่น, หรืออุปกรณ์หลอมอื่นๆ โปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อเราที่  susan@aeaxa.com