(3106 منتجًا متوفرة)
فرن القوس الكهربائي (EAF) هو جهاز ضخم على شكل قبة يستخدم بشكل أساسي الطاقة الكهربائية لإنتاج الصلب من خردة المعادن. إنه فرن صناعي يستخدم القوس الكهربائي كمصدر للحرارة. يمكن تمييز أنواع تصنيع أفران القوس الكهربائي بناءً على عوامل مختلفة، بما في ذلك استخدامها وأحجامها.
بناءً على الغرض والتطبيق من فرن القوس الكهربائي، يمكن تمييز الأنواع التالية:
بصرف النظر عن التمييز القائم على الاستخدام لأفران القوس الكهربائي الموضح أعلاه، يمكن أيضًا تمييز الأفران بناءً على حجمها. بشكل عام، يمكن تصنيف أفران القوس الكهربائي إلى أحجام صغيرة ومتوسطة وكبيرة. تعد أفران القوس الكهربائي ذات الحجم الكبير هي الأكثر شيوعًا في إنتاج الصلب، بينما تُستخدم الأفران الصغيرة والمتوسطة الحجم للإنتاج المتخصص أو الإقليمي.
تجدر الإشارة إلى أن التصميم والوظيفة المحددين لفرن القوس الكهربائي قد يختلفان اعتمادًا على الشركة المصنعة أو المورد. قد تحتوي بعض الموديلات على ميزات مشتركة لأنواع مختلفة من الأفران أو تُصنف كذلك إلى أنواع فرعية.
يشتمل هذا القسم على بعض مواصفات أفران القوس الكهربائي ومتطلبات صيانتها.
السعة
تتوفر أفران القوس الكهربائي بأحجام وأشكال متنوعة، مع سعات تتراوح من بضعة أطنان إلى أكثر من 100 طن. تُستخدم الأفران الصغيرة لإنتاج الصلب المتخصص، بينما الأفران الكبيرة مثالية للصلب الكربوني.
الجهد
يبلغ جهد فرن القوس الكهربائي نطاقًا يتراوح بين 400 و 800 فولت، لكنه قد يصل إلى 15000 فولت للأفران التجارية الكبيرة. يؤثر الجهد على حجم وقوة القوس، وكذلك درجة حرارة الفرن.
القوة
تُظهر قوة فرن القوس الكهربائي قدرته على إنتاج الطاقة. تتراوح عادةً بين 10 و 60 ميغاواط. يسخن الفرن ويذيب المادة المشحونة بشكل أسرع عندما يكون لديه المزيد من الطاقة.
القطب
تُصنع أقطاب فرن القوس الكهربائي عادةً من الجرافيت عالي الجودة. يمكن أن يتراوح قطر أقطاب الفرن من حوالي 400 مم إلى 800 مم، ويمكن أن تصل أطوالها إلى 12 مترًا أو أكثر.
بطانة الفرن
تلعب بطانة الفرن دورًا حاسمًا في العزل ومقاومة الحرارة. وهي مصنوعة من مواد مقاومة للحرارة. اعتمادًا على التصميم، يمكن أن تكون البطانة مزيجًا من المواد الحرارية الحمضية والقاعدية والمحايدة.
نظام التبريد
يحتوي فرن القوس الكهربائي على نظام تبريد يحافظ على درجات حرارة التشغيل المثلى لمكونات الفرن. يمنع هذا النظام ارتفاع درجة الحرارة ويطيل عمر الأجزاء الحيوية.
نظام التحكم
عادةً ما يكون فرن القوس الكهربائي الحديث مجهزًا بنظام تحكم رقمي يساعد المشغلين على مراقبة والتحكم في معلمات مختلفة، مثل درجة الحرارة والقوة والتركيب الكيميائي.
يتطلب فرن القوس الكهربائي صيانة وفحوصات منتظمة لضمان الأداء الأمثل، وإطالة عمره، وتقليل فترات التوقف عن العمل. فيما يلي بعض أنشطة الصيانة المهمة التي يجب مراعاتها:
يوفر تصنيع أفران القوس الكهربائي طريقة مرنة لإنتاج الصلب من مواد خام مختلفة، مثل خردة الصلب، والحديد الإسفنجي، والحديد الفولاذي المباشر. تسمح مرونته لأفران القوس الكهربائي بإنتاج أنواع مختلفة من الصلب بناءً على الطلب والتفضيلات المتنوعة.
تدعم أفران القوس الكهربائي الحديثة مجموعة واسعة من درجات الصلب، بما في ذلك الصلب الكربوني، والفولاذ المقاوم للصدأ، والصلب للأدوات، والسبائك الخاصة، من خلال الاختيار الدقيق للمواد الخام والتحكم الدقيق في معلمات المعالجة. يعني هذا أن الصناعات الكيميائية أو شركات البناء يمكنها الحصول على أنواع مختلفة من فولاذ أفران القوس الكهربائي المصمم خصيصًا وفقًا لمتطلباتهم المحددة.
يمكن ربط أفران القوس الكهربائي بمعدات أخرى مثل أنظمة أفران تنقية الإناء المصنوع من فرن القوس الكهربائي، ووحدات إزالة الغازات بالفراغ، وآلات الصب المستمر، وحزم العوارض المصنوعة من فرن القوس الكهربائي لتشكيل مجمعات متكاملة لصناعة الصلب. توفر مثل هذه الإعدادات المترابطة حلاً شاملاً لإنتاج الصلب والصب، مما يسمح بعمليات مبسطة وتحسين الإنتاجية.
كما أن هذه الأنظمة المتكاملة تجعل من السهل أتمتة العمليات، ومراقبتها في الوقت الفعلي، والحصول على تحكم أفضل في الجودة، مما يؤدي إلى إنتاج فولاذ أكثر كفاءة يلبي المعايير الصارمة التي يطلبها العملاء الصناعيين.
علاوة على ذلك، يمكن أيضًا ترقية أفران القوس الكهربائي بتقنيات متطورة مثل مصانع معالجة الدخان، وإزالة الغبار، وأنظمة أكياس الغبار لمعالجة دخان فرن القوس الكهربائي للمساعدة في تقليل التأثير البيئي لصناعة الصلب. من خلال تضمين مرافق معالجة الدخان، يمكن لأفران القوس الكهربائي التعامل مع غازات الدخان ومعالجتها بشكل صحيح، وضمان الامتثال للوائح البيئية الصارمة وتقليل البصمة الكربونية. تلتقط أنظمة معالجة الدخان الملوثات الضارة قبل إطلاقها في الغلاف الجوي، مما يساهم في الهواء النظيف ومستقبل أكثر استدامة.
بشكل عام، فإن قابلية التكيف لأفران القوس الكهربائي وإمكاناتها في التكامل مع المعدات الأخرى واحتضان الابتكارات الصديقة للبيئة تجعلها مناسبة لمختلف سيناريوهات الاستخدام عبر قطاعات مختلفة، من البناء إلى السيارات إلى الأدوات وغيرها الكثير.
تُستخدم مجموعة متنوعة من تقنيات صناعة الصلب التقليدية والحديثة لفرن القوس الكهربائي (EAF) في الآلات. تبدأ إجراءات تصنيع فرن القوس الكهربائي باختيار / إنشاء المواد الخام. يتأثر اختيار المواد الخام للفرن بنوع EAF المقترح وسيكون متوافقًا مع تقنية EAF التي سيدعمها.
بشكل عام، تُعد خردة الصلب مادة خام مفضلة لإنتاج EAF. بالإضافة إلى ذلك، تُعد المنتجات القديمة، مثل السيارات والأجهزة والأنابيب، مصادر مهمة لخردة الصلب. تعد النفايات الصلبة البلدية، والنفايات الصناعية، والسلع الإلكترونية مثل لوحات الدوائر المطبوعة بعض المصادر الإضافية التي يمكن الاستفادة منها. تعد الفروأليجات والحجر الجيري والجير مادتين إضافيتين تعملان كمضافات اختياريّة للفرن.
سيتم ربط أفران القوس الكهربائي عند الضرورة بمصدر المادة الخام لصناعة الصلب المحدد. على سبيل المثال، لا يحتاج فرن القوس الكهربائي المتصل بمصدر وفير لخردة الصلب إلى نظام معقد لنقل الخردة. على العكس من ذلك، قد تحتاج الأفران المتصلة بخام الحديد أو الحديد المختزل المباشر (DRI) إلى أنظمة بصرية وميكانيكية إضافية لضمان توفر خام الحديد لعملية صناعة الصلب.
سيضمن النظام أيضًا تضمين الحجر الجيري، والخَبث، والفروأليجات، والفلّوكس اللازمة لصناعة الصلب. بالإضافة إلى ذلك، قد يتم تضمين وسائل إزالة الكبريت وإزالة الأكسدة من الحديد أو الخردة في التكنولوجيا المقترحة.
ستحدد الطريقة التي سيتم بها إزالة الشوائب الموجودة في الصلب أيضًا كيفية ربط فرن القوس الكهربائي بمرافق صنع تنقية الإناء، والصب، ووحدات الدرفلة.
سيتعين أيضًا مراعاة الاعتبارات المتعلقة بنوع خط نقل الطاقة أو المحول اللازم لتوفير طاقة كافية لـ EAF. تنقسم المحولات المستخدمة في أفران القوس الكهربائي بشكل أساسي إلى فئتين: المحولات التقليدية (التي لها جانب عالي الجهد منفصل وجانب منخفض الجهد) ومحولات النبض الأساسي، والتي تحتوي على جانب عالي الجهد أساسي وجانب ثانوي عالي التيار. تُستخدم محولات النبض الأساسي عادةً عندما يكون هناك حاجة إلى مستوى عالٍ جدًا من التيار لا تستطيع المحولات التقليدية توفيره.
أخيرًا، ستحدد طريقة التحكم في الانبعاثات أيضًا كيفية تكوين فرن القوس الكهربائي. أصبحت الابتكارات مثل غطاء التحكم في الدخان، الذي يلتقط الأبخرة عند القطب والغطاء العلوي، شائعة في أفران القوس الكهربائي الحديثة. عادةً ما يكون الغطاء متصلاً بنظام معالجة الغاز المنبعث.
بصرف النظر عن العوامل المذكورة أعلاه، سيُنظر المشترون أيضًا في نوع فرن القوس الكهربائي المستخدم. اعتمادًا على الوضع، فإن فرن القوس الكهربائي ثلاثي الأطوار هو أكثر أنواع أفران القوس الكهربائي شيوعًا، وفرن الأسطوانة ذو القوس ثلاثي الأطوار هو أكثر أنواع أفران القوس الكهربائي شيوعًا من هذا النوع. تشمل الأنواع الأخرى فرن القطب المجوف، الذي يستخدم أقطابًا كربونية لصهر خردة الحديد، وفرن القوس المفتوح / الاستقراء، الذي يستخدم مرافق الاستقراء والقوس الكهربائي في وقت واحد لصهر خردة الصلب.
س1: ما الفرق بين فرن القوس الكهربائي وفرن الصهر؟
ج1: تم تصميم أفران القوس الكهربائي بشكل أساسي لصهر الصلب والمعادن الأخرى باستخدام أقواس كهربائية عالية الجهد. تُنتج أفران الصهر بشكل أساسي الحديد الخنزيري، والذي يُحول بعد ذلك إلى أنواع مختلفة من الصلب باستخدام طرق تصنيع مختلفة لفرن القوس الكهربائي.
س2: ما هي بعض الاتجاهات في تكنولوجيا فرن القوس الكهربائي؟
ج2: تشمل بعض الاتجاهات زيادة الأتمتة، والأفران الهجينة التي تجمع بين صهر القوس الكهربائي مع عمليات أخرى، والنماذج الموفرة للطاقة، ونظم المراقبة والتحكم الرقمية.
س3: ما هو مصدر الطاقة المستخدم لفرن القوس الكهربائي؟
ج3: يستخدم فرن القوس الكهربائي مصدر طاقة ثلاثي الأطوار. تُصنع أقطاب القوس الكهربائي عادةً من الكربون وقد تحتوي على مواد أخرى. يحتوي الفرن على ثلاثة أقطاب من الجرافيت أو النحاس.
س4: كيف يتم التحكم في درجة الحرارة في فرن القوس الكهربائي؟
ج4: يتم التحكم في درجة الحرارة في أفران القوس الكهربائي عن طريق ضبط إدخال الطاقة وعدد وطول الأقواس. يمكن أيضًا التحكم فيه عن طريق إضافة مواد ذات خصائص تنظيم درجة الحرارة.