Four d'arc électrique

four d'arc électrique est un système qui chauffe le matériel chargé au moyen de arc électrique. Arc fours étendez-vous dans la taille à partir de petites unités d'approximativement une capacité de tonne utilisée dedans fonderies pour produire des produits de fer de fonte, jusqu'aux unités d'environ 400 tonnes utilisées pour secondaire aciérie.

Table des matières

Histoire

Les premiers fours d'arc électrique ont été développés près Paul Héroult de la France, l'usine de film publicitaire étant établi dans Les Etats-Unis dans 1907. Au commencement "l'acier électrique" était un produit de spécialité pour tels des utilisations comme les machines-outils et l'acier de ressort. Des fours à arc électrique ont été également utilisés pour préparer carbure de calcium pour l'usage dedans lampes de carbure.

Au 19ème siècle, un certain nombre d'hommes avaient utilisé un arc électrique pour fondre le fer. Monsieur Humphry Davy a conduit une démonstration expérimentale dedans 1810; la soudure a été étudiée par Pepys dedans 1815; Pinchon a essayé de créer un four électrothermique dedans 1853; et, dans 1878 - 79, Monsieur William Siemens a sorti des brevets pour les fours électriques du type d'arc. Four électrique de Stessano est un type four d'arc qui tourne habituellement jusqu au mélange le bain. Four de Girod est semblable au Hé ;four de roult.

Différent du type d'arc de four électrothermique est le type d'induction. Four de Kjellin et Four de Röchling-Rodenhauser sont deux. Four de Grönwall acier produit à Trollhattan, dans La Scandinavie.

Construction

Un four d'arc électrique utilisé pour l'aciérie se compose d'un navire réfractaire-rayé, habituellement refroidi à l'eau dans de plus grandes tailles, couvert de toit escamotable, et par quel un ou plusieurs graphite électrodes entrez dans le four. Pour un typique C.A. des électrodes du four trois sont utilisées. Les électrodes sont en rond dans la section, et typiquement dans les segments avec les accouplements filetés, de sorte que comme électrodes portiez, de nouveaux segments peuvent être ajoutés. L'arc forme entre le matériel chargé et l'électrode, et la charge est chauffée par le dépassement courant par la charge et par l'énergie radiante évoluée par l'arc.

Les électrodes sont automatiquement augmentées et abaissées par un système de positionnement, ce qui peut utiliser l'un ou l'autre grues électriques de treuil ou cylindres hydrauliques. Le système de régulation maintient un courant et une puissance fournie approximativement constants pendant la fonte de la charge, quoique la chute puisse se déplacer sous les électrodes tandis qu'elle fond. Les bras de mât tenant les électrodes portent les barres omnibus lourdes, ce qui peut être les pipes de cuivre refroidies à l'eau creuses, donnaient le courant aux supports d'électrode. Depuis les électrodes déplacez-vous en haut et en bas automatiquement pour le règlement de l'arc, et sont augmentés pour permettre le déplacement du couvercle de four, les câbles refroidis à l'eau lourds relient les tubes d'autobus au transformateur placé à côté du four. Pour protéger le transformateur contre la chaleur du four, il est installé dans une chambre forte.

Le navire rayé réfractaire a un toit démontable. Une grande partie de la coquille et du couvercle de four peut être refroidi à l'eau. Le fond en forme de cuvette du four, a appelé le "foyer", est garni des briques réfractaires et du matériel réfractaire granulaire. Le four est construit sur une plateforme d'inclinaison de sorte que l'acier liquide puisse être versé dans un autre navire pour le transport dans le processus sidérurgique. L'opération d'incliner le four pour verser outre de l'acier fondu s'appelle "tapement". À l'origine, tous les fours d'aciérie ont eu un bec de tapement fermé avec le réfractaire qui a effacé quand le four a été incliné, mais les fours souvent modernes ont un trou taraudé inférieur sur le bec pour réduire l'inclusion de azote dans l'acier liquide.

Un four moderne mi-classé d'aciérie aurait un transformateur évalué environ 60.000.000 volt-amperes (60 MVA), avec une tension secondaire autour 800 volts et un courant secondaire au-dessus de 44.000 ampères. Dans un magasin moderne on s'attendrait à ce qu'un tel four produise une quantité de 55 tonnes métriques d'acier liquide en approximativement 70 minutes à partir du remplissage de la chute froide à taper le four. Chaque groupe s'appelle une "chaleur".

Produire une tonne d'acier dans un four d'arc électrique exige sur l'ordre étroit de 400 kilowatt-heures par tonne courte ou kW·h environ 440 par tonne métrique. L'aciérie de four d'arc électrique est seulement économique où il y a un approvisionnement abondant en énergie électrique, avec une grille électrique bien développée.

Avantages de four d'arc électrique pour l'aciérie

La commande précise de la chimie et de la température a encouragé l'utilisation des fours d'arc électrique pendant la deuxième guerre mondiale pour la production de l'acier pour des enveloppes de coquille. Aujourd'hui les fours à arc électrique d'aciérie produisent beaucoup de catégories d'acier, des barres de renforcement concrètes et des canaux standard de négociant-qualité commune, barres, et appartements aux classes de qualité spéciales de barre utilisées pour l'industrie des véhicules à moteur et pétrolière.

Un four à arc électrique typique d'aciérie est la source de l'acier pour un mini-moulin, ce qui peut faire des barres ou dépouiller le produit. Le four à arc électrique d'aciérie est généralement chargé de l'acier de chute, bien que si métal chaud de a haut fourneau ou le fer diriger-réduit est disponible économiquement, ceux-ci peuvent également être employés pour l'aciérie.

Issues environnementales

Bien que le four d'arc électrique moderne soit un recycleur fortement efficace d'acier chute, l'opération d'un magasin de four à arc électrique peut avoir des effets sur l'environnement défavorables. Une grande partie des frais financiers d'une nouvelle installation sera consacré aux systèmes prévus pour réduire des effets sur l'environnement. Ceux-ci incluent :

  • Niveaux sonores élevés
  • La poussière et production de gaz d'échappement
  • Production de scories
  • Demande d'eau de refroidissement
  • Le trafic lourd de camion pour la chute, manipulation de matériaux, et produits
  • Effets sur l'environnement de production d'électricité

En raison de la qualité très dynamique de la charge de four à arc électrique, les systèmes d'alimentation peuvent exiger des mesures techniques de maintenir la qualité de la puissance pour d'autres clients ; le clignotement et la déformation harmonique sont des effets communs d'opération de four à arc électrique sur un système d'alimentation.

D'autres fours d'arc électrique

Pour l'aciérie, courant continu des fours à arc électrique (C.C) sont utilisés, avec une électrode simple dans le toit et le retour courant par une doublure inférieure conductrice. L'avantage du C.C serait consommation inférieure d'électrode par tonne d'acier produite, puisque seulement une électrode est utilisée. Cependant, la taille des fours à arc électrique de C.C est limitée par les électrodes disponibles et la tension maximale permise. L'entretien du foyer de four conducteur est un goulot d'étranglement dans le fonctionnement prolongé d'un four à arc électrique de C.C.

À une usine sidérurgique, un four de poche peut être utilisé pour maintenir la température de l'acier liquide pendant le traitement après le tapement du four defonte. Ceci permet également à l'acier fondu d'être maintenu opérationnel en cas d'un retarder plus tard dans le processus d'aciérie. Le four de poche se compose du système réfractaire seulement de toit et d'électrode d'un four defonte, mais il n'a aucun besoin de remplissage d'inclinaison de mécanisme ou de chute.

Des fours d'arc électrique sont également utilisés pour la production de non ferreux alliages, et pour la production de phosphore. Les fours pour ces services sont physiquement différents des fours d'aciérie et peuvent opérer un continu, plutôt que groupe, base. Les fours de processus continu peuvent également employer le pâte-type (Soderberg) électrodes pour empêcher des interruptions dues aux changements d'électrode.

Les amateurs ont construit une variété avec des fours à arc électrique, souvent basé sur des kits de soudure d'arc électrique contenus par les blocs ou les pots silical de fleur. Bien que brut, ces fours simples sont capables de fondre un éventail de matériaux et de le créer carbure de calcium etc...

Références

  • H. W. Beaty (ED), "manuel standard pour les ingénieurs électriques, 11ème ED.", Colline De McGraw,New York 1978, ISBN 007020974x

Liens externes

 

  > Français > en.wikipedia.org (Traduit par ordinateur dans le Français)