Elektrische boogoven: classificatie, samenstelling en toepassing

Elektrische vlamboogoven: classificatie, samenstelling en toepassing

EenElektrische vlamboogoven (EAF) is een metallurgisch vat op hoge temperatuur dat een elektrische boog gebruikt, gevormd tussen een elektrode en een laadmateriaal, om metalen en ertsen te smelten. Tijdens de boogontlading is de energie intens geconcentreerd, waardoor temperaturen van meer dan 3000°C ontstaan in de boogzone. Voor het smelten van metalen bieden EAF's een superieure procesflexibiliteit in vergelijking met andere staalproductiemethoden, waardoor onzuiverheden zoals zwavel en fosfor effectief kunnen worden verwijderd. Ze bieden ook een precieze temperatuurregeling, vereisen een relatief kleine voetafdruk en zijn bijzonder geschikt voor het produceren van hoogwaardige legeringen en speciale staalsoorten.

Classificatie van elektrische vlamboogovens

EAF's worden voornamelijk gecategoriseerd op basis van hun verwarmingsmechanisme:

1.  Indirecte vlamboogoven:

       Principe: Een boog wordt geslagen tussen twee elektroden die boven de lading zijn geplaatst. Het materiaal wordt indirect verwarmd via straling van de boog.

       Status: Gekenmerkt door hoge geluidsniveaus en een lagere thermische efficiëntie, is dit type grotendeels uit de reguliere metallurgische toepassingen verdwenen.

2.  Directe vlamboogoven:

       Principe: De boog wordt direct gevormd tussen de punt van de elektrode(n) en het geleidende laadmateriaal, wat zeer efficiënte en directe verwarming oplevert. Dit is het meest voorkomende ontwerp voor moderne staalproductie.

       Subtypen: Omvat zowel driefasige AC- als DC-vlamboogovens, die de werkpaarden zijn van de schrootgebaseerde staal- en legeringsindustrie.

3.  Ondergedompelde vlamboogoven (SAF):

       Principe: Ook bekend als een reductie. De elektroden zijn gedeeltelijk begraven in de laadbelasting (een mengsel van erts, reductiemiddel en flux). Verhitting vindt plaats door een combinatie van boogactiviteit binnen de belasting en de elektrische weerstand (Joule-verwarming) van het materiaal zelf.

       Toepassing: Voornamelijk gebruikt voor de productie van ferro-legeringen (bijv. ferrosilicium, ferromangaan), calciumcarbide en voor het smelten van non-ferromaterialen zoals matte.

Belangrijkste componenten van een EAF-systeem

Een moderne directe vlamboogoven is een complex elektromechanisch systeem dat bestaat uit verschillende belangrijke subsystemen:

1.  Elektrisch voedingssysteem: Omvat de oventransformator (en gelijkrichter voor DC-ovens), hoogspanningsschakelapparatuur en laagspanningsbesturingskasten voor het regelen van de stroomtoevoer.

2.  Elektrodesysteem: Bestaat uit grafietelektroden, de elektrodehouder/arm en het elektrodenregelsysteem dat automatisch de elektrodepositie regelt om een stabiele booglengte en vermogen te handhaven.

3.  Mechanische ovenstructuur: Omvat de watergekoelde ovenschaal, het ovenplafond (vaak watergekoeld en zwenkbaar voor het laden) en het kantelmechanisme voor het aftappen van slak en staal.

4.  Hoogstroomgeleidingssysteem (kortsluitnetwerk): De set van zware, watergekoelde koperen stroomrails en flexibele kabels die zeer hoge stroom leveren van de transformator naar de elektrodenarmen.

5.  Koelwatersysteem: Een kritiek gesloten-lussysteem dat water levert om panelen, dak, kabels, elektrodehouders en andere componenten die aan extreme hitte worden blootgesteld, te koelen.

Basiswerkingsprincipe

In een directe vlamboogoven voor staalproductie veroorzaakt de intense hitte die wordt gegenereerd door bogen tussen grafietelektroden en een schrootmetalen lading een snelle smelting. Zodra een gesmolten bad is ontstaan, worden raffinagebewerkingen (temperatuuraanpassing, chemische controle via slak- en legeringstoevoegingen) uitgevoerd met het gesmolten metaal bedekt door een synthetische slaklaag. EAF's worden geclassificeerd als zuur of basisch, bepaald door de chemische aard van de vuurvaste bekleding en de gebruikte slak. Basisch gevoerde ovens, die een op kalk gebaseerde slak gebruiken, zijn in staat tot uitgebreide ontzwaveling en ontfosforering.

Primaire toepassingen

Elektrische vlamboogovens zijn veelzijdige hulpmiddelen in de extractieve en procesmetallurgie, belangrijke toepassingen zijn onder meer:

1.  Staalproductie: De primaire toepassing, het smelten van schrootstaal om koolstof-, legering- en roestvast staal te produceren.

2.  Ferro-legering raffinage: Productie en raffinage van verschillende op ijzer gebaseerde stamlegeringen.

3.  Smelten van speciale materialen: Verwerking van materialen zoals hoog-titaniumslak en synthetische lasfluxslakken.

4.  Productie van vuurvaste materialen: Smelten van grondstoffen voor het produceren van vuurvaste materialen op hoge temperatuur zoals gesmolten alumina, magnesia en alumina-calciumcementen.

5.  Recycling van metallurgische bijproducten: Terugwinning van waardevolle metalen uit afval zoals roestvrijstalen slijpsel en walskaal.

 Wij zijn een professionele fabrikant van elektrische ovens. Voor verdere vragen, of als u ondergedompelde vlamboogovens, elektrische vlamboogovens, raffinageovens voor gietlepels of andere smeltapparatuur nodig heeft, aarzel dan niet om contact met ons op te nemen via  susan@aeaxa.com