Aciaria de arco elétrico

O processo

Após a tomada de calor, o telhado é afastado, e a lareira é inspecionada e, quando necessário, reparada. Em seguida, uma ponte rolante carrega o forno com sucata de um balde cilíndrico que é aberto na parte superior para carregamento e equipado com um fundo de queda para carregamento rápido. As baldes de sucata são carregadas de modo a assegurar um amortecimento de sucata pesada quando a carga cai sobre o forno, a fim de obter uma boa condutividade elétrica na carga, baixo risco de quebra do eletrodo e boa proteção da parede do forno durante a fusão. Às vezes são adicionados formadores de carbono e escória à carga para evitar a oxidação excessiva do aço e para acelerar a formação de escória. Depois de carregar um balde, o teto é movido de volta para o forno, e os eletrodos são baixados. O derretimento começa com um ajuste de baixa potência até os eléctrodos se queimarem na sucata luminosa no topo da carga, protegendo as paredes laterais do sobreaquecimento durante o derretimento de alta potência. Deixando alguma sucata não fundida na parede do forno para sua proteção, um segundo balde é carregado e o mesmo procedimento de derretimento é seguido. A fusão de sucata muito leve às vezes requer a carga de um terceiro ou mesmo quarto balde.

Após a fusão, o nível de carbono no aço está cerca de 0,25% acima do nível final da torneira, o que evita a superoxidação do derretimento. Até esse momento, formou-se uma escória básica, normalmente constituída de 55% de cal, 15% de sílica e 15% a 20% de óxido de ferro. A espuma da escória é muitas vezes gerada pela injeção de carbono ou uma mistura de calcário e carbono, que reage com o óxido de ferro na escória para produzir gás monóxido de carbono. Esta espuma protege o flanco e permite uma maior potência. Conforme necessário, o conteúdo de carbono do aço é diminuído pela sopragem de oxigênio ou aumentado pela injeção de carbono. São recolhidas amostras, a temperatura é verificada, são feitas adições e, quando todas as condições estão corretas, o forno é batido girando-o para frente para que o aço flua sobre o bico ou através do orifício vertical para dentro de uma concha. Quando a escória aparece, uma rápida inclinação para trás é aplicada e a escória é vertida através da porta traseira do forno para um pote de escória. Algumas lojas deixam 15 por cento do aço líquido na fornalha. Esta prática de “calcanhar quente” permite a separação completa da escória.

Aço muito limpo – isto é, com baixo conteúdo de oxigénio e enxofre – pode ser produzido no FEA através de uma prática de duas escórias. Após a remoção da escória do primeiro derretimento oxidante, são adicionados novos formadores de escória que contêm carbono ou alumínio ou ambos como agentes redutores. A nova escória redutora pode consistir em 65% de calcário, 20% de sílica, carboneto de cálcio ou alumina (ou as três), e praticamente nenhum óxido de ferro. As ligas, que se oxidam facilmente, são adicionadas neste momento para minimizar as perdas e melhorar o controle metalúrgico. O refino continua sob a escória redutora até que o calor esteja pronto para a batida. O tempo total de aquecimento é de uma a quatro horas, dependendo do tipo de aço produzido, ou seja, da quantidade de refinação aplicada e do aquecimento auxiliar utilizado. Muitas lojas não aplicam uma prática de duas escórias, mas tratam o aço, após o derretimento da sucata e a tomada, em estações de tratamento de panelas. Estas plantas metalúrgicas secundárias, discutidas abaixo, permitem que o FEA funcione apenas como um fundidor de sucata altamente eficiente.

De tempos em tempos, à medida que o arco corrói suas pontas e a atmosfera do forno de alta temperatura oxida seus corpos, novos eletrodos são adicionados ao topo das cordas do eletrodo no forno. Os eletrodos são consumidos na proporção de três a seis quilos por tonelada de aço, dependendo do tipo de operação.