Four à arc électrique en Chine

Types de fours à arc électrique

Les fours à arc électrique sont des unités de fusion à grande échelle utilisées principalement dans la fabrication de l'acier. Créés au XIXe siècle, ces fours électriques représentent une part importante du processus de fabrication de l'acier basé sur les fours à arc électrique (EAF). La demande de fours EAF est en croissance par rapport aux hauts fourneaux traditionnels dans l'industrie sidérurgique en raison des politiques climatiques visant à réduire les émissions de CO2. Les fours EAF produisent généralement des émissions trois à cinq fois moins élevées que les hauts fourneaux.

Les fours à arc électriques modernes en Chine peuvent être classés en trois principaux types selon leur source d'énergie électrique :

• Fours à électrodes en forme de T double : Comme leur nom l'indique, ils utilisent deux électrodes en forme de « T » pour créer des arcs électriques permettant de chauffer le métal. Cette conception permet une distribution efficace de la chaleur et une fonte du métal. Ces fours bénéficient de systèmes de transmission d'énergie à deux bornes, ce qui améliore leur efficacité de fusion et l'utilisation des électrodes.
• Fours à électrode de forme unique : Ces fours utilisent une seule électrode en forme de « S ». Comme les fours à électrodes en forme de T double, ils facilitent le chauffage du métal par des arcs électriques, bien qu'avec des configurations d'électrodes différentes.
• Fours à arc électrique à cinq bornes : Ces fours utilisent un système de transmission d'énergie à cinq bornes, qui assure une distribution plus efficace de l'énergie. Cette configuration peut améliorer les taux de fusion et réduire la consommation d'électrodes, ce qui en fait un choix privilégié pour certaines applications industrielles.

Les modèles de four à arc électrique à double borne et à cinq bornes sont les types les plus répandus dans les lignes de production d'acier d'aujourd'hui. De plus, les fours à arc électrique sont classés en fonction de leurs unités de fusion :

• Fours à arc électrique à courant continu : Ces fours utilisent le courant continu (CC) comme source d'énergie. L'utilisation du courant continu peut conduire à une fusion plus efficace et à un meilleur contrôle de l'apport de chaleur dans le matériau de charge. Cela peut se traduire par une meilleure qualité de l'acier fondu et des taux de production plus élevés.
• Fours à arc électrique à courant alternatif : Les fours à courant alternatif utilisent le courant alternatif pour générer de la chaleur par des arcs électriques entre les électrodes et le matériau de charge. Comme mentionné ci-dessus, les fours à courant alternatif sont plus courants et représentent une part importante de la production d'acier dans les fours à arc électrique.

En résumé, les types de fours à arc électrique sont principalement classés en fonction de la forme et de la configuration de leurs électrodes ainsi que de leurs sources d'énergie. Il existe également des différences basées sur les techniques de fusion. À des fins d'achat, les acheteurs peuvent rechercher des mots-clés tels que « EAFC », « fours à arc électrique pour la fusion de l'acier » ou « four de fusion d'acier à arc électrique ». Ils peuvent également trouver divers modèles et spécifications répertoriés sur la plateforme.

Spécifications et entretien des fours à arc électrique

Spécifications :

• Capacité du four : Les capacités des fours à arc électrique varient généralement de 0,5 à 300 tonnes métriques, selon leur conception et leur utilisation prévue. Par exemple, les fours industriels de petite taille peuvent avoir une capacité d'environ 5 tonnes, tandis que les fours EA à grande échelle utilisés pour la production d'acier peuvent varier de 100 à 300 tonnes.
• Dimensions du four : La hauteur des fours à arc électrique varie considérablement en fonction de la capacité et de la conception. Les fours EA ayant des capacités de production plus importantes ont tendance à avoir des hauteurs plus importantes (souvent supérieures à 6 mètres) pour accueillir les processus de chargement et de fusion. La largeur augmente également proportionnellement à la capacité du four. Les fours EAF de petite taille peuvent avoir un diamètre d'environ 3 mètres, tandis que les unités industrielles de grande taille peuvent dépasser 7 mètres.
• Alimentation électrique : Un entretien et des inspections réguliers des câbles et des connexions électriques contribuent à garantir une alimentation électrique optimale tout en minimisant les risques potentiels pour la sécurité.
• Électrodes : Des installations de stockage appropriées les protègent de l'humidité et des contaminants environnementaux tout au long de la manipulation. Le nettoyage périodique des électrodes garantit une conduction électrique et une génération de chaleur efficaces.
• Système de refroidissement : Le remplacement ou la réparation en temps opportun garantit des performances de refroidissement optimales, empêchant les risques de surchauffe associés à des systèmes de refroidissement inefficaces.
• Mécanisme d'inclinaison : La lubrification régulière des pièces mobiles de ce système de transport favorise le bon fonctionnement des processus d'inclinaison/de chargement.
• Coque/structure du four : Des inspections régulières permettent de détecter rapidement les dommages structurels potentiels, empêchant ainsi les défaillances/retards pendant la production.

Conseils d'entretien des fours à arc électrique :

• Nettoyage : Le nettoyage est une pratique essentielle d'entretien préventif pour garantir un fonctionnement efficace. Cela implique l'élimination des scories accumulées sur les parois du four EAF, les réfractaires et les électrodes. Les nettoyants courants pour les fours à arc comprennent les brosses métalliques, les extracteurs de scories et les jets d'eau à haute pression.
• Inspection : Les inspections régulières des composants du four EAF sont essentielles pour l'entretien des fours à arc électrique et aident à identifier tout problème potentiel avant qu'il ne devienne un problème majeur. Pendant les inspections, vérifiez les signes d'usure et de dommages sur le couvercle du four, la porte de chargement, les réfractaires, le mécanisme d'inclinaison et les électrodes.
• Réparations : La réalisation de réparations rapides est cruciale pour maintenir la fonctionnalité globale des fours à arc électrique. L'avantage principal est qu'il contribue également à minimiser les temps d'arrêt. Priorisez la réparation rapide de tous les composants endommagés ou usés pour garantir des opérations ininterrompues avec des interruptions minimales.
• Imagerie thermique : Cette technique aide à détecter rapidement les problèmes potentiels associés aux fours EAF en identifiant les points chauds qui indiquent des problèmes sous-jacents tels que des dysfonctionnements ou des inefficacités de l'équipement. L'utilisation régulière de caméras thermiques permet de surveiller la répartition de la température dans différentes zones du four.
• Lubrification : Elle améliore l'efficacité globale des performances des fours à arc électrique tout en minimisant l'usure causée par le frottement entre les pièces mobiles, prolongeant ainsi considérablement leur durée de vie. La lubrification régulière des composants critiques du four EAF, notamment les pompes, les paliers, les chaînes, les boîtes de vitesses et les moteurs d'entraînement, etc., favorise un fonctionnement plus fluide.

Scénarios d'utilisation des fours à arc électrique

Le four EAF en Chine a de nombreuses utilisations dans les industries qui ont besoin de grandes quantités d'énergie pour la fusion des métaux. Cela comprend la fabrication de l'acier, le recyclage des métaux ferreux, la production de métaux non ferreux et les activités de recherche et développement.

• Production d'acier : Environ 70 % de l'acier mondial est produit avec des fours à arc électrique. Des millions de tonnes d'acier sont produites à partir des 66 millions de tonnes de ferraille et de matériaux ferreux que les fours consomment chaque année. L'augmentation constante de l'utilisation des fours EAF pour remplacer les fours à oxygène basique (BOF) montre leur importance pour la fabrication de l'acier à partir de la ferraille et la réduction de la dépendance au minerai de fer.
• Recyclage métallurgique : En plus d'être essentiels à la production d'acier, les fours à arc électrique jouent également un rôle clé dans le recyclage. Ils traitent non seulement les ferrailles d'acier, mais aussi d'autres matériaux métallurgiques. Cette capacité de recyclage diversifiée élargit l'impact des fours sur la production d'acier et la gestion des déchets.
• Production de métaux non ferreux : Les fours à arc électrique ne sont pas réservés à la fabrication de l'acier. Ils excellent dans la production de métaux non ferreux comme le cuivre, le zinc, le plomb et l'aluminium. Les fours à arc électrique non ferreux sont plus petits que ceux conçus pour l'acier, mais ils n'en restent pas moins très importants. Alors que la demande de métaux non ferreux augmente, ces fours spécialisés seront essentiels pour répondre aux besoins tout en recyclant des matériaux précieux.
• Recherche et développement : Les fours à arc électrique servent également à des fins importantes de recherche et développement. Les universités, les laboratoires et les institutions de science des matériaux utilisent les fours EAF pour étudier la fusion et l'alliage de différents matériaux. Ces fours EAF expérimentaux à petite échelle permettent aux scientifiques et aux ingénieurs d'étudier de nouveaux processus de production, de développer des matériaux de pointe et de perfectionner les procédures techniques. Les résultats de ces activités de R&D peuvent contribuer à améliorer la technologie des fours EAF et conduire à des innovations en matière de propriétés des matériaux.

Comment choisir un four à arc électrique en Chine

Les acheteurs commerciaux qui souhaitent investir dans un four à arc électrique en Chine pour leurs lignes de production doivent effectuer des recherches approfondies avant de se fixer sur un fournisseur. Connaître les éléments qui affectent le coût final d'un four EAF leur donnera également une meilleure position de négociation.

Tout d'abord, il est impératif de connaître la capacité nécessaire aux objectifs de production prévus. Un petit four à arc électrique de 1 tonne coûtera moins cher qu'un grand four EAF de 400 tonnes qui pourra produire beaucoup plus d'acier en un seul cycle. Les fours ayant des capacités de production plus élevées ont généralement des tailles physiques plus importantes. Ils sont équipés de fonctionnalités technologiques plus avancées, comme des systèmes de chargement automatiques, des systèmes de refroidissement externes, des capacités d'inclinaison accrues et des systèmes de contrôle avancés pour gérer les volumes plus importants de matières premières et d'acier produit.

Le type de four à arc électrique sera également un facteur important pour déterminer son coût. Un four unique qui ne produit que de l'acier, appelé four EAF-SS (Steelmaking Shop Electric Arc Furnace), sera moins cher qu'un four EAF capable de réaliser plusieurs fonctions, comme le raffinage de l'acier ou la coulée, connu sous le nom de système combiné EAF-SS-CC (Steelmaking, Refinery and Continuous Casting). Les systèmes supplémentaires inclus dans un four combiné à arc électrique affecteront également son prix global, comme les systèmes de filtration avancés, les convertisseurs, les lingots ou les billettes coulées et les méthodes de réfrigération à l'eau utilisées pour refroidir le four pendant son fonctionnement.

Les fonctionnalités technologiques avancées qui augmentent le coût d'un four à arc électrique peuvent néanmoins être utiles pour les acheteurs commerciaux. Les systèmes de chargement et de refroidissement automatiques, les analyses de données avancées et la surveillance, ainsi que d'autres mécanismes de haute technologie peuvent faciliter le fonctionnement plus efficace des fonderies et permettre de réaliser des économies en réduisant la main-d'œuvre totale nécessaire pour faire fonctionner le four. Certains modèles haut de gamme peuvent même être dotés de fonctions intégrées d'intelligence artificielle pour aider les sidérurgistes à savoir quand effectuer des tâches de maintenance et comment améliorer la qualité de l'acier produit.

Enfin, les frais de transport et toutes les taxes d'importation locales doivent être calculés pour obtenir un coût total estimé. Pesez la distance totale séparant le fournisseur du four à arc électrique de l'acheteur et déterminez s'il est possible de se procurer un article similaire plus près de chez soi.

Il peut également être utile pour les acheteurs commerciaux de rechercher des combinaisons de fours à arc électrique qui incluent d'autres types de machines industrielles qu'ils recherchent peut-être en même temps. Les réductions pour les commandes en gros peuvent faire économiser une somme considérable d'argent lors de la passation d'un achat important pour plusieurs types d'équipements industriels à la fois.

Q&A

Q : Quelles technologies sont utilisées pour améliorer le four à arc électrique en Chine ?

A : Les fours EAF modernes utilisent des technologies pour améliorer la productivité, telles que les fours EAF à enrichissement en oxygène, les conceptions à coque mince et les fours à arc CC. De nombreux nouveaux fours à arc électrique en Chine ont été intégrés à des processus de fabrication de l'acier qui utilisent des sous-produits pour réduire les coûts d'entrée, comme la combinaison de fabrication de l'acier DRI-EAF.

Q : Quelle est la consommation électrique d'un four à arc électrique ?

A : Un four à arc électrique consomme généralement environ 400 kilowattheures d'électricité par tonne d'acier produite. Les fours plus efficaces peuvent utiliser moins d'énergie, environ 300 kWh/t, tandis que les modèles plus anciens peuvent utiliser plus de 800 kWh par tonne.

Q : Combien de fours à arc électrique y a-t-il dans le monde ?

A : Il existe environ 2 100 fours à arc électrique dans le monde. Environ 65 % sont situés en Europe et en Amérique du Nord.

Q : Quelles sont les principales parties d'un four à arc électrique ?

A : Les fours à arc électrique modernes comprennent : une coque de four, un toit, un système de chargement, un ensemble d'électrodes, un fond de four, un système d'alimentation électrique, un système d'extraction des fumées et un système de contrôle hydraulique ou électrique.