Kepadatan energi tungku busur listrik

Menghasilkan satu ton baja dalam tungku busur listrik membutuhkan sekitar 400 kWh per ton pendek (1,44 gigajoule) atau sekitar 440 kWh per ton (1,6 gJ); Energi minimum teoretis yang diperlukan untuk melelehkan satu ton memo adalah 300 kWh (1,09 gJ) (titik leleh 1.520 ° C (2.768 ° F). Dengan demikian, 300 ton, 300-MVA EAF akan membutuhkan sekitar 132 MWh energi untuk meleleh baja cair, dan sekitar 37 menit "waktu energi " (waktu baja dilelehkan oleh busur). Pembuatan baja busur listrik hanya ekonomis di mana listrik berlimpah dan dapat diandalkan, dengan jaringan yang berkembang dengan baik. Di banyak tempat , pabrik beroperasi selama jam-jam di luar puncak ketika utilitas memiliki kelebihan kapasitas pembangkit dan harga listrik lebih rendah. Ini membandingkan dengan perkiraan konsumsi energi global dari produksi baja sekitar 20 gj per ton [9] (1 gigajoule sama dengan sekitar 270 kWh) dengan semua metode.

Operasi

Logam bekas diangkut ke tempat sampah yang terletak di sebelah pabrik peleburan. Scrap baja umumnya dibagi menjadi dua kelas utama: serpihan (barang putih, mobil dan benda lain yang terbuat dari baja pengukur cahaya yang serupa) dan lelehan berat (lempengan besar dan balok baja baja dan baja baja) ), dan beberapa zat besi berkurang langsung untuk keseimbangan kimia (DRI) atau besi cor. Beberapa tungku meleleh hampir 100% DRI.Scrap dimuat ke dalam drum besar yang disebut keranjang dengan pintu "flip " di bagian bawah. Berhati -hatilah untuk melapisi memo di keranjang untuk memastikan operasi tungku yang baik; Lebur berat ditempatkan di atas lapisan tipis keripik pelindung di atas yang lebih banyak chip ditempatkan. Lapisan ini harus ada di tungku setelah pengisian. Untuk memanaskan memo dan memulihkan energi, meningkatkan efisiensi tanaman.

Keranjang bekas kemudian dibawa ke toko Smelter, atap diangkat dari tungku, dan bekas di keranjang dimuat ke dalam tungku. Pengisian adalah salah satu operasi yang lebih berbahaya untuk operator tungku busur listrik. Massa logam jatuh jatuh merilis banyak energi potensial; Logam cair apa pun di tungku sering dipindahkan ke atas dan keluar oleh memo padat, dan jika tungku panas, minyak dan debu pada memo dapat dinyalakan, menyebabkan bola api meletus. Di beberapa tungku cangkang ganda, sementara Shell pertama meleleh, memo dimuat ke dalam cangkang kedua, yang dipanaskan dengan gas buang dari cangkang aktif. Operasinya yang lain terus memanaskan limbah pada sabuk konveyor sebelum mengeluarkannya ke tungku, atau memuatnya dari poros poros diatur di atas tungku yang melaluinya udara buang melewati secara langsung. Tungku lain dapat diisi dengan logam panas (cair) dari operasi lain.

Setelah pengisian daya, atap tungku mengayunkan ke belakang dan leleh dimulai. Elektroda diturunkan ke memo, busur dipukul, dan elektroda diatur untuk mengebor ke lapisan puing -puing di atas tungku. Pilih tegangan yang lebih rendah untuk yang pertama bagian dari operasi untuk melindungi atap dan dinding dari panas berlebih dan kerusakan busur. Setelah elektroda mencapai lelehan yang berat di bagian bawah tungku dan busur dilindungi oleh memo, tegangan dapat ditingkatkan dan elektroda sedikit terangkat, perpanjangan panjangan busur dan peningkatan daya ke leleh. Ini memungkinkan kolam cair untuk membentuk lebih cepat, mengurangi waktu penyadapan. Oksigen ditiup ke dalam limbah, membakar atau memotong baja, dan panas kimia tambahan disediakan oleh pembakar bahan bakar oksi yang dipasang di dinding. Kedua proses mempercepat pencairan memo. Nozel supersonik memungkinkan jet oksigen untuk menembus terak berbusa dan mencapai kolam cair.

Bagian penting dari pembuatan baja adalah pembentukan terak, yang mengapung di permukaan baja cair. Terak biasanya terdiri dari oksida logam dan berfungsi sebagai tujuan untuk pengotor teroksidasi, bertindak sebagai selimut termal (menghentikan kehilangan panas yang berlebihan) dan membantu mengurangi erosi lapisan refraktori. Agen slagging yang biasa adalah kalsium oksida (CAO, dalam bentuk quicklime) dan magnesium oksida (MgO, dalam bentuk dolomit dan magnesit). Agen slagging ini dimuat ke dalam memo atau ditiup ke tungku selama proses pencairan. Komponen utama lain dari slag EAF adalah besi oksida yang diproduksi oleh pembakaran baja dengan oksigen yang disuntikkan. Laterus selama pemanasan, karbon (dalam bentuk kokas atau batubara) disuntikkan ke dalam lapisan terak ini, yang bereaksi dengan oksida besi untuk membentuk besi logam dan besi dan Gas karbon monoksida, yang kemudian menyebabkan terak menjadi menggelembung, menghasilkan peningkatan efisiensi termal, dan stabilitas busur yang lebih baik dan efisiensi listrik. Lapisan terak juga menutupi busur, mencegah panas radiasi merusak atap tungku dan dinding samping.Setelah muatan memo awal dilebur, laras memo lainnya dapat dimuat ke dalam tungku, meskipun pengembangan EAF bergerak menuju desain muatan tunggal. Proses pengisian dan peleburan memo dapat diulang sebanyak yang diperlukan untuk mencapai termogravitas yang diinginkan, jumlah muatan tergantung pada kepadatan memo; memo kepadatan yang lebih rendah berarti lebih banyak biaya. Setelah semua memo benar -benar meleleh, operasi pemurnian dilakukan untuk memeriksa dan memperbaiki komposisi kimia baja dan untuk memanaskan lelehan di atas titik beku dalam persiapan untuk mengetuk. Oksigen ke dalam kolam cair membakar kotoran seperti silikon, sulfur, fosfor, aluminium, mangan dan kalsium dan menghilangkan oksida mereka ke dalam terak cair. Setelah elemen -elemen ini terbakar terlebih dahulu, karbon dihilangkan karena afinitasnya yang lebih besar terhadap oksigen. Logam seperti nikel dan tembaga, yang memiliki afinitas yang lebih rendah terhadap oksigen daripada zat besi, tidak dapat dihilangkan dengan oksidasi dan harus dikontrol semata -mata oleh kimia limbah, seperti pengenalan zat besi pengurangan langsung dan zat besi yang disebutkan di atas. , dan sering meluap tungku dan menuangkan ke dalam lubang terak dari pintu terak. Pengambilan sampel dan pengambilan sampel kimia dengan senapan semprot otomatis. Oksigen dan karbon dapat diukur secara otomatis dengan probe khusus yang dicelupkan ke dalam baja, tetapi untuk semua elemen lainnya, sampel cold "Sampel kecil baja padat dianalisis pada spektrometer emisi busur. , baja cair dihilangkan dengan memiringkan tungku menjadi sendok yang sudah dipanaskan. Untuk tungku baja karbon biasa, setelah terak terdeteksi selama mengetuk, tungku akan dengan cepat miring kembali ke sisi pelepasan terak, dengan demikian meminimalkan slag yang dibawa ke sendok. Untuk beberapa nilai baja khusus, termasuk stainless steel, slag juga dituangkan ke dalam sendok, di mana ia diproses dalam tungku sendok untuk memulihkan elemen paduan yang berharga. Menghadapi ketukan, beberapa penambahan paduan dimasukkan ke dalam aliran logam, dan lebih banyak fluks, seperti kapur , ditambahkan ke bagian atas sendok untuk mulai membangun lapisan terak baru. Biasanya, berton -ton baja dan slag cair dibiarkan di tungku untuk membuat "tumit panas ", yang membantu memanaskan bch scrap dan kecepatan berikutnya Menambah lelehnya. Selama dan setelah mengetuk, tungku "Berbalik ": Bersihkan slag yang dipadatkan di pintu terak, periksa refraktori yang terlihat, periksa kebocoran dalam komponen berpendingin air, periksa elektroda yang rusak atau diperpanjang dengan menambahkan segmen baru; Setelah mengetuk selesai, mulut ketuk diisi dengan pasir. Untuk tungku daya menengah 90 ton, seluruh proses dari satu panas ke yang berikutnya biasanya memakan waktu sekitar 60-70 menit (waktu mengetuk).

Secara berkala, tungku benar-benar dikosongkan dari baja cair dan terak untuk memungkinkan inspeksi refraktori dan, jika perlu, perbaikan yang lebih luas. Karena bahan refraktori biasanya dibuat dari karbonat yang dikalsinasi, yang sangat rentan terhadap hidrasi dengan air, setiap dugaan kebocoran dari air- Komponen yang didinginkan dianggap sangat serius, daripada kekhawatiran langsung tentang potensi ledakan uap. Pakaian refraktori yang berlebihan dapat menyebabkan jerawat, logam cair dan terak dapat meresap ke dalam cangkang refraktori dan tungku dan keluar ke area sekitarnya.