Four à arc en carbone

Types de fours à arc au carbone

Un four électrique appelé four à arc au carbone produit de la chaleur en utilisant un arc électrique entre des électrodes en carbone pour faire fondre des métaux et d'autres matériaux. La méthode du four à arc au carbone est largement utilisée pour répondre aux besoins de l'industrie métallurgique, en particulier dans la production d'acier. Le modèle de base du four à arc au carbone permet des configurations à trois électrodes, verticales, ascendantes et descendantes, dans lesquelles deux électrodes sont ascendantes et une descendante, tandis que les modèles à quatre électrodes sont plus largement utilisés et sont considérés comme meilleurs car ils ont plus d'électrodes qui fournissent plus de chaleur pour le métal fondu.

Des types spécifiques de fours électriques à arc au carbone sont conçus pour différentes applications et industries. Voici quelques types de fours à arc au carbone couramment utilisés :

• Fours à revêtement réfractaire profond : Les fours à revêtement réfractaire profond sont similaires aux modèles standard. La principale différence est qu'ils peuvent faire fondre l'acier et ont des électrodes ascendantes et descendantes. Parce qu'ils ont des électrodes verticales, ils peuvent produire encore plus d'acier. Cela les rend plus performants pour la fabrication d'acier à forte demande ou pour la fabrication de plus gros lots de four. Les entreprises qui doivent fabriquer de gros lots d'acier préfèrent ces fours aux types habituels de fours électriques.
• Fours électriques à arc au carbone à toit ouvert : Les fours électriques à arc au carbone à toit ouvert sont conçus pour un accès facile au four. En général, une grue à portique peut être utilisée pour ajouter la charge. Ce type de four électrique est largement utilisé dans la production d'acier. La conception ouverte permet un accès facile pour charger le four et retirer l'acier en fusion. La grue à portique utilisée pour les fours à toit ouvert est munie d'un crochet qui peut facilement retenir et déposer la charge dans le four.
• Fours PURAC : Un type de four pour la fabrication d'acier à partir de ferraille et de matières premières de haute qualité. La particularité de ce four est qu'il utilise le plasma et le chauffage par arc ensemble. Cette combinaison améliore son efficacité et ses performances. Le four présente également une certaine méthode de fusion de la ferraille et d'autres matériaux. Le plasma assiste au processus, ce qui permet de réduire la consommation d'énergie et d'accélérer les temps de fusion par rapport aux autres fours électriques qui n'utilisent que des arcs pour le chauffage. Le fonctionnement est également plus économique, avec une consommation d'énergie électrique moindre.
• Fours à arc au carbone entièrement automatisés : Les technologies modernes permettent l'automatisation des processus industriels. Les arcs au carbone entièrement automatisés impliquent que l'alimentation de l'arc électrique peut être manipulée et contrôlée mécaniquement. Cela offre des avantages spécifiques, notamment une réduction des dépenses de main-d'œuvre et une sécurité accrue.
• Fours à arc au carbone à coulée par le fond : Les fours à coulée par le fond diffèrent des fours électriques à arc au carbone traditionnels par leur conception. En effet, ils permettent aux opérateurs de couler le métal en fusion par le fond. La possibilité de couler directement à partir du four est l'un des principaux avantages des fours à coulée par le fond. Des cuillères et des portes de coulée inférieures sont souvent utilisées pour réaliser cette procédure, ce qui améliore la productivité et rationalise les opérations par rapport aux techniques de coulée traditionnelles.

Spécifications et entretien des fours à arc au carbone

Spécifications

• Capacité du four :

  La capacité des fours à arc au carbone est exprimée en tonnes et spécifie le volume du four. Les capacités des fours électriques à arc au carbone modernes vont de 20 à 500 tonnes.

• Composants principaux :

  Un four à arc au carbone se compose généralement d'un système d'alimentation, d'un système d'électrodes, d'un corps de four et de son revêtement, d'un système de vidange, d'un système d'extraction des fumées, etc.

• Température de fonctionnement :

  Les fours à arc au carbone peuvent atteindre des températures très élevées, généralement comprises entre 1 600 et 2 500 °C, ce qui permet de faire fondre divers matériaux, par exemple le fer, l'acier et les alliages.

• Consommation d'énergie :

  Les fours à arc au carbone sont généralement mesurés par leur consommation d'énergie, qui est exprimée en kWh/tonne. Cet indicateur est influencé par plusieurs facteurs, tels que le type et la qualité des matières premières, la capacité des fours, les techniques de fonctionnement, etc.

• Électrolyse :

  Le principe de base d'un four à arc au carbone est d'utiliser des arcs électriques entre des électrodes en carbone pour produire de la chaleur. Ce processus est souvent appelé électrolyse ou chauffage électrique, qui implique la fusion des matières premières par le mouvement des ions et la génération de chaleur.

Maintenance

• Inspections régulières :

  Des inspections régulières du four à arc au carbone doivent être effectuées pour vérifier son état de fonctionnement, y compris les systèmes d'alimentation, les systèmes d'électrodes, les systèmes d'extraction des fumées, etc., et pour s'assurer que chaque composant est en bon état. De plus, ce contrôle permet de détecter et de réparer rapidement les problèmes potentiels afin de réduire les risques d'accidents et de pannes d'équipement.

• Entretien des électrodes :

  Les électrodes, en tant que composants clés qui fournissent les arcs électriques, sont également les parties qui supportent le plus de chaleur. Un entretien adéquat de celles-ci peut garantir la stabilité de l'arc électrique et réduire la perte d'électrodes. Les utilisateurs doivent vérifier régulièrement les sommets des électrodes et les blocs de support pour s'assurer de bonnes connexions. Parallèlement, la consommation d'électrodes doit également être surveillée afin de pouvoir les remplacer en temps opportun lorsqu'elles sont usées. De plus, la force de serrage des électrodes doit être ajustée en fonction des conditions de fonctionnement spécifiques afin d'éviter que les électrodes ne glissent ou ne se desserrent.

• Système d'extraction des fumées :

  Le nettoyage et l'entretien du système d'extraction des fumées dans les fours à arc au carbone sont également importants. Cette tâche est essentielle pour garantir une extraction correcte des fumées, empêcher l'accumulation de poussière dans le système et réduire les risques d'incendies et d'accidents.

• Porter une attention particulière à la sécurité :

  L'entretien des fours à arc au carbone exige une attention particulière à la sécurité. Avant d'effectuer des opérations de maintenance et de réparation, une inspection approfondie de l'alimentation électrique doit être effectuée pour s'assurer qu'il n'y a pas de courant. De plus, les utilisateurs doivent également porter des équipements de protection appropriés et respecter les règlements de sécurité afin d'éviter les accidents et les blessures.

Scénarios des fours à arc au carbone

Bien qu'ils soient remplacés par d'autres fours électriques, les fours à arc au carbone ont toujours des applications importantes dans l'industrie.

• Production de métaux de haute pureté :

  L'un des principaux avantages des fours à arc au carbone est la possibilité de produire des métaux de haute pureté. Ils sont donc utilisés pour produire des métaux de haute pureté (comme le zirconium, le titane, l'hafnium, etc.).

• Production d'acier et d'alliages de haute qualité :

  Les fours à arc au carbone peuvent être utilisés pour produire de l'acier et des alliages de haute qualité. Cela peut être réalisé en ajustant la composition chimique et en ajoutant des éléments spécifiques à l'acier.

• Vitesses de fusion et de production rapides :

  Les fours à arc au carbone ont un potentiel élevé en termes de vitesses de fusion et de production. Ils peuvent répondre aux exigences de production rapide et de production à grande échelle pour certaines industries, notamment l'industrie sidérurgique, les industries de la fonderie et les industries de la métallurgie.

• Production d'alliages spéciaux :

  Les fours à arc au carbone peuvent être utilisés pour produire des alliages spéciaux (comme l'acier maraging et d'autres alliages métalliques spécifiques). Ces alliages spéciaux peuvent présenter des propriétés uniques, telles qu'une résistance accrue, une résistance à la corrosion ou une meilleure résistance à la chaleur.

• Fonte et forgeage à grande échelle :

  Les fours à arc au carbone peuvent être appliqués dans les processus de fonte et de forgeage. Ils fournissent suffisamment de chaleur et de puissance, ce qui peut être utilisé pour faire fondre les métaux, produire du métal liquide, et solidifier et façonner les métaux.

Comment choisir des fours à arc au carbone

Lors de l'achat d'un four à arc au carbone à vendre, il faut tenir compte de quelques facteurs pour garantir le choix idéal en fonction des besoins de l'acheteur. Les acheteurs doivent déterminer la taille et la capacité du four à arc au carbone dont ils ont besoin pour leurs applications. Ils doivent effectuer des recherches approfondies sur le fournisseur ou le fabricant pour s'assurer qu'ils sont réputés et fiables afin de pouvoir fournir un support en cas de besoin. Les acheteurs doivent tenir compte de la source d'énergie du four à arc au carbone qu'ils souhaitent acheter. Il est préférable de rechercher des fours à arc au carbone dotés de fonctionnalités qui améliorent la sécurité. De plus, les acheteurs doivent tenir compte des exigences de maintenance du four à arc au carbone qu'ils souhaitent acheter. Cela garantira que le four à arc au carbone reste efficace et fonctionnel pendant longtemps. En outre, les acheteurs doivent tenir compte du type de matériau que le four à arc au carbone est conçu pour faire fondre. Enfin, les acheteurs doivent également tenir compte du coût des fours à arc au carbone. L'achat de modèles ayant les mêmes spécifications peut aider à déterminer la meilleure option.

Q&A

Q: Quelles sont les nouvelles évolutions du four à arc au carbone ?

A: Les fours à arc au carbone modernes ont des arcs électriques comme source de chaleur. Certaines technologies sans carbone émergent dans l'utilisation des arcs électriques pour la production d'acier :

• Plasma d'hydrogène : Un four appelé Plasma ARC fonctionne en utilisant du gaz hydrogène pour former un arc électrique afin de faire fondre des matériaux, ce qui est une méthode sans carbone.
• Fours à arc indirect : Dans ce type de four, des matériaux comme l'acier peuvent être chauffés par un arc électrique à travers des bobines, de manière similaire aux fours électriques. C'est également une méthode sans carbone.
• Fours combinés : Certains fours à arc électrique et à arc plasma sont combinés. Ils utilisent les avantages des deux méthodes pour fonctionner et éliminer l'utilisation du carbone pour la fabrication de l'acier.
• Sécurité : Les nouveaux systèmes d'allumage d'arc de four à courant alternatif ont amélioré la sécurité par rapport aux méthodes d'allumage d'arc pilote précédentes.
• Automatisation : L'ouverture automatisée de l'arc du four à courant alternatif et l'alimentation en ferraille dans les fours électriques à courant continu améliorent le rendement et réduisent les coûts de fonctionnement.
• Réduction du carbone : La réduction du carbone dans le processus sidérurgique améliore la durabilité environnementale.