Villamos ívű acélgyártás

A folyamat

A hő megcsapolása után a tetőt eltávolítják, és a tűzhelyet ellenőrzik, és ha szükséges, javítják. Ezután egy daru tölti fel a kemencét törmelékkel egy hengeres vödörből, amely a betöltéshez felül nyitott, és a gyors töltés érdekében bukóaljjal ellátott. A törmelékes vödröket úgy töltik meg, hogy biztosítsák a nehéz törmelék tompítását, amikor a rakomány a tűzhelyre esik, annak érdekében, hogy a töltet jó elektromos vezetőképességű legyen, az elektródtörés kockázata alacsony legyen, és a kemence falát jól védjék az olvadás során. Néha szén- és salakképző anyagokat adnak a töltethez, hogy megakadályozzák az acél túloxidálódását és felgyorsítsák a salakképződést. Egy vödör töltése után a tetőt visszaviszik a kemencébe, és az elektródákat leeresztik. Az olvasztást kis teljesítményű beállítással kezdik, amíg az elektródák be nem égetik magukat a töltet tetején lévő könnyű törmelékbe, megvédve ezzel az oldalfalakat a túlmelegedéstől a nagyobb teljesítményű olvasztás során. A kemence falánál hagyva némi olvasztatlan törmeléket annak védelme érdekében, egy második vödröt töltenek be, és ugyanazt az olvasztási eljárást követik. A nagyon könnyű törmelék olvasztása néha egy harmadik vagy akár negyedik vödör betöltését teszi szükségessé.

Az olvasztás után az acél szénszintje körülbelül 0,25 százalékkal a végső csapolási szint felett van, ami megakadályozza az olvadék túloxidálódását. Ekkorra már kialakult egy bázikus salak, amely jellemzően 55 százalék mészből, 15 százalék szilícium-dioxidból és 15-20 százalék vasoxidból áll. A salak habzása gyakran szén vagy mész-szén keverék befecskendezésével jön létre, amely a salakban lévő vas-oxiddal reagálva szén-monoxid gázt termel. Ez a hab megvédi az oldalfalat és lehetővé teszi a nagyobb teljesítmény beállítását. Szükség szerint az acél széntartalmát vagy oxigénbefúvással csökkentik, vagy szénbefecskendezéssel növelik. Mintákat vesznek, ellenőrzik a hőmérsékletet, hozzáadásokat végeznek, és amikor minden feltétel megfelelő, a kemencét előrefelé forgatva megcsapolják, hogy az acél a kiöntőnyíláson keresztül vagy a függőleges csapolónyíláson keresztül egy merőkanálba folyjon. Amikor salak jelenik meg, egy gyors hátradöntést alkalmaznak, és a salakot a kemence hátsó ajtaján keresztül egy salaktartó edénybe öntik. Egyes üzemek a folyékony acél 15 százalékát a kemencében hagyják. Ez a “forró sarok” gyakorlat lehetővé teszi a teljes salakleválasztást.

Nagyon tiszta – azaz alacsony oxigén- és kéntartalmú – acél állítható elő az EAF-ban két salakos eljárással. Az első oxidáló olvadékból származó salak eltávolítása után új salakképzőt adnak hozzá, amely redukálószerként szenet vagy alumíniumot vagy mindkettőt tartalmaz. Az új redukáló salak 65 százalékban mészből, 20 százalékban szilícium-dioxidból, kalciumkarbidból vagy timföldből (vagy mindháromból) állhat, és gyakorlatilag nem tartalmaz vasoxidot. A veszteségek minimalizálása és a kohászati ellenőrzés javítása érdekében ekkor adnak hozzá könnyen oxidálódó ötvözeteket. A finomítás a redukáló salak alatt folytatódik, amíg a hőcsapolásra készen nem áll. A teljes hőkezelési idő egy-négy óra, az előállított acéltípustól – vagyis az alkalmazott finomítás és az alkalmazott segédfűtés mennyiségétől – függően. Sok üzem nem alkalmazza a két salakos gyakorlatot, hanem a törmelékolvasztás és a csapolás után az acélt üstkezelő állomásokon kezeli. Ezek az alább tárgyalt másodlagos kohászati üzemek lehetővé teszik, hogy az EAF csak nagy hatékonyságú törmelékolvasztóként működjön.

Időnként, ahogy az ív erodálja a csúcsukat és a magas hőmérsékletű kemence légköre oxidálja a testüket, új elektródákat adnak a kemencénél lévő elektródasorok tetejére. Az elektródákat a művelettől függően acéltonnánként háromtól hat kilogrammig terjedő ütemben fogyasztják el.