Fabricarea oțelului cu arc electric

Procesul

După atingerea unei călduri, acoperișul se îndepărtează, iar focarul se inspectează și, dacă este necesar, se repară. O macara suspendată încarcă apoi cuptorul cu fier vechi dintr-o cupă cilindrică deschisă în partea superioară pentru încărcare și prevăzută cu un fund rabatabil pentru o încărcare rapidă. Gălețile de deșeuri sunt încărcate astfel încât să se asigure o amortizare a deșeurilor grele atunci când încărcătura cade pe focar, pentru a obține o bună conductivitate electrică a încărcăturii, un risc scăzut de rupere a electrozilor și o bună protecție a pereților cuptorului în timpul topirii. Se adaugă uneori carbon și formatori de zgură în încărcătură pentru a preveni supraoxidarea oțelului și pentru a accelera formarea zgurii. După încărcarea unei găleți, acoperișul este mutat înapoi în cuptor, iar electrozii sunt coborâți. Topirea începe cu un reglaj de putere mică până când electrozii se ard singuri în resturile ușoare din partea superioară a încărcăturii, protejând pereții laterali de supraîncălzire în timpul topirii la putere mai mare. Lăsând niște resturi netopite pe pereții cuptorului pentru a le proteja, se încarcă o a doua găleată și se urmează aceeași procedură de topire. Topirea deșeurilor foarte ușoare necesită uneori încărcarea unei a treia sau chiar a patra găleată.

După topire, nivelul de carbon din oțel este cu aproximativ 0,25 la sută peste nivelul final al robinetului, ceea ce previne supraoxidarea topiturii. Până în acest moment s-a format o zgură de bază, care constă de obicei din 55 la sută var, 15 la sută siliciu și 15 până la 20 la sută oxid de fier. Spuma de zgură este adesea generată prin injectarea de carbon sau de un amestec de var-carbon, care reacționează cu oxidul de fier din zgură pentru a produce monoxid de carbon gazos. Această spumă protejează peretele lateral și permite o setare mai mare a puterii. În funcție de necesități, conținutul de carbon din oțel este fie redus prin suflare cu oxigen, fie mărit prin injectarea de carbon. Se prelevează probe, se verifică temperatura, se fac adaosuri și, când toate condițiile sunt corecte, cuptorul este golit prin rotirea acestuia înainte, astfel încât oțelul să curgă peste gura de scurgere sau prin orificiul vertical de golire într-o ladă. Atunci când apare zgura, se aplică o înclinare rapidă înapoi și zgura este turnată prin ușa din spate a cuptorului într-un vas de zgură. Unele ateliere lasă 15 la sută din oțelul lichid în cuptor. Această practică a „călcâiului fierbinte” permite separarea completă a zgurii.

Oțelul foarte curat – adică cu un conținut scăzut de oxigen și sulf – poate fi produs în EAF prin practica cu două zgurii. După îndepărtarea zgurii din prima topire oxidantă, se adaugă noi formatori de zgură care conțin carbon sau aluminiu sau ambele ca agenți reducători. Noua zgură reducătoare poate fi compusă din 65 la sută var, 20 la sută siliciu, carbură de calciu sau alumină (sau toate trei) și practic nu conține oxid de fier. Aliajele, care se oxidează ușor, sunt adăugate în acest moment pentru a minimiza pierderile și pentru a îmbunătăți controlul metalurgic. Rafinarea continuă sub zgura reducătoare până când căldura este gata pentru a fi exploatată. Timpul total de încălzire este de una până la patru ore, în funcție de tipul de oțel fabricat – adică în funcție de cantitatea de rafinare aplicată și de încălzirea auxiliară utilizată. Multe ateliere nu aplică o practică cu două zguri, ci tratează oțelul, după topirea deșeurilor și tragerea la robinet, în stații de tratare în ladă. Aceste instalații metalurgice secundare, discutate mai jos, permit FEA să funcționeze doar ca un topitor de deșeuri foarte eficient.

Din când în când, pe măsură ce arcul le erodează vârfurile și atmosfera de înaltă temperatură a cuptorului le oxidează corpurile, noi electrozi sunt adăugați în partea superioară a șirurilor de electrozi din cuptor. Electrozii sunt consumați în proporție de trei până la șase kilograme pe tona de oțel, în funcție de tipul de operațiune.

.