Wytwarzanie stali metodą łuku elektrycznego

Proces

Po wygrzaniu, dach jest odsuwany, a palenisko jest sprawdzane i, w razie potrzeby, naprawiane. Następnie suwnica ładuje do pieca złom z cylindrycznego wiadra, które jest otwarte u góry do załadunku i wyposażone w opuszczane dno do szybkiego załadunku. Łyżki ze złomem są ładowane w taki sposób, aby zapewnić amortyzację ciężkiego złomu, gdy ładunek spada na palenisko, w celu uzyskania dobrej przewodności elektrycznej w ładunku, niskiego ryzyka pęknięcia elektrody i dobrej ochrony ścian pieca podczas topienia. Do wsadu dodaje się czasem węgiel i środki żużlotwórcze, aby zapobiec nadmiernemu utlenianiu stali i przyspieszyć tworzenie się żużla. Po naładowaniu jednego wiadra, dach jest przenoszony z powrotem do pieca, a elektrody są opuszczane. Topienie rozpoczyna się od ustawienia niskiej mocy, aż elektrody wypalą się w lekkim złomie na górze wsadu, chroniąc ściany boczne przed przegrzaniem podczas topienia z większą mocą. Pozostawiając część nie stopionego złomu na ścianie pieca dla jego ochrony, ładuje się drugie wiadro i postępuje w ten sam sposób. Topienie bardzo lekkiego złomu wymaga czasem ładowania trzeciego, a nawet czwartego wiadra.

Po przetopieniu poziom węgla w stali jest o około 0,25 procent wyższy od końcowego poziomu kranu, co zapobiega nadmiernemu utlenianiu stopu. Do tego czasu uformował się podstawowy żużel, składający się zazwyczaj z 55 procent wapna, 15 procent krzemionki i 15 do 20 procent tlenku żelaza. Piana żużlowa jest często wytwarzana przez wstrzykiwanie węgla lub mieszaniny wapna i węgla, która reaguje z tlenkiem żelaza w żużlu, wytwarzając tlenek węgla. Piana ta osłania ścianę boczną i umożliwia ustawienie wyższej mocy. W zależności od potrzeb, zawartość węgla w stali jest albo zmniejszana poprzez wdmuchiwanie tlenu, albo zwiększana poprzez wtrysk węgla. Pobierane są próbki, sprawdzana jest temperatura, dodawane są dodatki, a gdy wszystkie warunki są odpowiednie, piec jest opróżniany poprzez obracanie go do przodu, tak aby stal spływała przez wylewkę lub przez pionowy otwór do kadzi. Gdy pojawi się żużel, następuje szybkie przechylenie do tyłu i żużel jest wylewany przez tylne drzwiczki pieca do kadzi żużlowej. W niektórych zakładach pozostawia się w piecu 15 procent płynnej stali. Ta praktyka „gorącej pięty” pozwala na całkowite oddzielenie żużla.

Bardzo czysta stal – tzn. o niskiej zawartości tlenu i siarki – może być produkowana w EAF dzięki praktyce dwóch żużli. Po usunięciu żużla z pierwszego utleniającego wytopu, dodaje się nowe formery żużlowe, które zawierają węgiel lub aluminium lub oba jako środki redukujące. Nowy żużel redukcyjny może składać się z 65% wapna, 20% krzemionki, węglika wapnia lub tlenku glinu (lub wszystkich trzech) i praktycznie nie zawiera tlenku żelaza. Stopy, które łatwo się utleniają, są dodawane w tym czasie, aby zminimalizować straty i poprawić kontrolę metalurgiczną. Rafinacja jest kontynuowana pod żużlem redukującym, aż do momentu, gdy ciepło jest gotowe do wybrania. Całkowity czas nagrzewania wynosi od jednej do czterech godzin, w zależności od rodzaju stali – to znaczy od ilości zastosowanej rafinacji i ogrzewania pomocniczego. Wiele hut nie stosuje praktyki dwużużlowej, lecz po przetopieniu złomu i wybiciu stali poddaje ją obróbce w stacjach obróbki kadziowej. Te drugorzędne instalacje metalurgiczne, omówione poniżej, pozwalają EAF działać tylko jako wysoce wydajny topielnik złomu.

Od czasu do czasu, gdy łuk powoduje erozję ich końcówek, a wysokotemperaturowa atmosfera pieca utlenia ich ciała, nowe elektrody są dodawane do górnej części ciągów elektrod w piecu. Elektrody są zużywane w ilości od trzech do sześciu kilogramów na tonę stali, w zależności od rodzaju operacji.

.