Types de fours à arc électrique
Un four à arc électrique (FAE) est un appareil électrique utilisé pour faire fondre l'acier ou d'autres métaux. Il existe plusieurs types de fours à arc électrique en fonction des exigences :
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Fours à arc VOD :
Les détails de fonctionnement du four de refusion à arc sous vide impliquent l'utilisation d'un vide pour augmenter la pression en faisant bouillir le métal. L'ébullition provoque le déplacement de bulles autour du métal, et ce mouvement peut former des défauts. La température d'ébullition du métal est inférieure à celle de l'eau bouillante, de sorte que le four peut fonctionner à basses températures. Noblesse utilise une installation de croissance de four pour améliorer les rendements de matière.
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Fours Rh :
Le four de refusion à arc électrique fonctionne en faisant fondre le métal avec des courants électriques. Des électrodes placées au-dessus du four envoient des courants électriques alternatifs. Un plasma formé entre les électrodes et le métal chauffe le métal à des températures très élevées, dépassant parfois 6 000 °F (3 300 °C). L'arc électrique provoque la fusion du métal et la formation d'une poche liquide qui affine et améliore les rendements de matière.
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Fours hybrides :
Un four hybride combine deux méthodes ou plus de production de chaleur ou de matières premières. Par exemple, un four hybride peut utiliser de l'électricité et du gaz naturel/combustible pour augmenter la flexibilité et l'efficacité. Certains peuvent utiliser deux types d'électricité : le photovoltaïque solaire et l'énergie solaire concentrée. Un four hybride peut simplifier le transport.
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Fours à arc électrique au plasma :
Un four à arc électrique au plasma est un dispositif qui utilise des arcs au plasma pour faire fondre les métaux. Il diffère d'un four à arc conventionnel, qui utilise des arcs électriques entre des électrodes. Le plasma est un gaz ionisé à haute température qui contient un grand nombre de particules chargées. Cette formation nécessite une source d'énergie, qui est appelée torche à plasma. Un four à arc électrique au plasma possède généralement trois torches à plasma ou plus comme source de chauffage. Les torches produisent des arcs qui sont chauffés par l'ionisation des gaz entre les électrodes. La chaleur provenant des arcs porte les matières premières métalliques à fondre dans le four et à les affiner.
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Four à induction à arc électrique sans noyau :
Les fours à induction à arc électrique sans noyau sont utilisés pour produire de l'acier. Il peut fabriquer tous les types d'acier, y compris les aciers au carbone, les aciers de construction, les aciers à outils, les aciers rapides, les aciers inoxydables et les aciers alliés spéciaux. Les pièces de rechange pour les générateurs diesel durables comprennent le stator, le rotor, le transformateur et le noyau d'embrayage. Ces pièces peuvent être remplacées au lieu d'acheter un nouveau générateur.
Spécifications et entretien
- Capacité : Les fours à arc électrique sont disponibles en différentes capacités, qui sont généralement exprimées en tonnes. La capacité a tendance à affecter considérablement le prix du four à arc électrique. Les fours de grande capacité répondent à des volumes de production plus importants.
- Puissance nominale : Cette spécification indique la quantité d'énergie qu'un four consomme pendant son fonctionnement. Elle influence considérablement le coût de l'énergie par unité.
- Taille et matériau de l'électrode : Le type et la taille de l'électrode ont un impact sur le flux d'électricité et la production de chaleur. Différentes applications de fours nécessitent des combinaisons d'électrodes spécifiques.
- Fréquence : Les fréquences des fours à arc électrique varient en fonction de leur objectif. Certains peuvent fonctionner de manière optimale à 50/60 Hz, tandis que d'autres fonctionnent à des fréquences plus élevées pour des travaux spécialisés. Les fours à arc électrique à fréquence plus élevée ont généralement un prix de four à arc électrique plus élevé.
- Systèmes de refroidissement : Un FAE bien entretenu peut durer plus de 15 ans. Par conséquent, les systèmes de refroidissement sont essentiels pour le contrôle de la température, la limitation de la détérioration des matériaux et la facilitation de l'entretien.
- Revêtements de four : Comme tous les autres fours, les fours à arc électrique ont besoin de revêtements réguliers pour protéger leur coque, maintenir la rétention de chaleur et améliorer la qualité de production.
- Extraction et contrôle des fumées : Le FAE produit des fumées qui peuvent être nocives, ce qui rend les systèmes d'extraction des fumées nécessaires pour la sécurité du lieu de travail et la conformité aux normes environnementales.
- Temps de fusion : Il s'agit de la durée qu'un four à arc électrique met pour terminer un cycle de fusion et extraire la fusion. Cela affecte l'efficacité globale de la production et, par conséquent, influence les coûts d'exploitation.
Un entretien approprié et constant des fours à arc électrique garantit leur performance efficace continue, leur efficacité maximale et leur longue durée de vie. Voici quelques conseils essentiels pour l'entretien des FAE :
- Planification d'un entretien régulier : Mettre en œuvre des vérifications et des réparations de routine pour identifier et résoudre les problèmes potentiels avant qu'ils ne deviennent des problèmes importants et coûteux.
- Concentration sur les composants critiques : Donner la priorité à l'entretien des pièces essentielles telles que le système d'alimentation électrique, les électrodes, le transformateur et le revêtement du four.
- Utilisation de réfractaires de haute qualité : Des revêtements de qualité peuvent résister à la chaleur et aux réactions chimiques, réduisant ainsi la nécessité de remplacements fréquents et minimisant les temps d'arrêt.
- Investir dans des systèmes de refroidissement modernes : Des systèmes de refroidissement avancés régulent les températures des fours à arc électrique, réduisant ainsi le risque de dommages et minimisant les besoins d'entretien au fil du temps.
- Former le personnel : Fournir une formation complète au personnel d'entretien pour s'assurer qu'il comprend parfaitement les pratiques recommandées pour l'entretien de modèles de fours spécifiques.
- Tenir des registres : Documenter toutes les activités d'entretien, les réparations et les remplacements effectués sur les machines de four à arc électrique. L'examen ultérieur de ces registres permettra de mieux comprendre l'historique de l'équipement, ce qui permettra de prendre des décisions fondées sur des données pour les futurs plans d'entretien.
Scénarios d'utilisation des fours à arc électrique
Le four à arc électrique est principalement utilisé pour la fabrication de l'acier, et ses scénarios d'application sont divers.
- Entreprise de recyclage de ferraille métallique : Le four à arc électrique est un appareil clé pour le recyclage des ferrailles métalliques. De nombreuses entreprises de recyclage de ferraille utilisent des fours à arc électrique pour recycler les ferrailles métalliques et produire de l'acier à vendre. Il s'agit du scénario le plus courant pour les fours à arc électrique.
- Usine de fabrication d'acier : En tant qu'installation de production principale de l'acier, le four à arc électrique occupe une part de marché importante. De nombreuses usines de fabrication d'acier dépendent entièrement ou partiellement des fours à arc électrique pour produire de l'acier.
- Fonderie : Les fonderies utilisent des fours à arc électrique pour fondre et couler divers matériaux métalliques et alliages afin de répondre aux besoins des différentes industries et applications.
- Usine de production d'acier inoxydable : Le four à arc électrique est également couramment utilisé dans la production d'acier inoxydable. L'acier inoxydable a une large gamme d'applications dans la construction, la fabrication, l'automobile et de nombreuses autres industries.
- Usine de production d'acier spécial : Les aciers spéciaux, tels que les aciers à haute résistance, à haute teneur en alliages, à outils et à roulements, sont des matériaux essentiels pour des industries et des applications spécifiques. Les fours à arc électrique peuvent être utilisés pour produire ces aciers spéciaux.
Comment choisir les prix des fours à arc électrique
Plusieurs conseils peuvent aider les acheteurs à choisir les fours à arc électrique adaptés à leurs besoins de fabrication de l'acier :
- Évaluer la capacité de fusion : Les prix des fours à arc électrique varient en fonction de leur capacité de fusion. Les acheteurs doivent évaluer leurs volumes de production d'acier pour déterminer la capacité idéale du four. Cela permettra de garantir que le four à arc électrique choisi peut répondre à la production requise sans entraîner de dépenses énergétiques excessives.
- Prendre en compte les sources d'énergie : Les fours à arc électrique utilisent diverses sources d'énergie telles que le courant alternatif et le courant continu. Chaque option présente des avantages distincts en termes de contrôle, de qualité et de coûts. Par exemple, bien que les fours alimentés en courant continu puissent être plus chers au départ, leur contrôle accru sur les arcs peut produire une qualité d'acier supérieure. De plus, les utilisateurs doivent tenir compte des prix locaux de l'électricité liés aux différentes sources d'énergie pour prendre une décision éclairée.
- Accorder la priorité à l'efficacité énergétique : La consommation énergétique du four à arc électrique influence considérablement les coûts d'exploitation. Choisissez une conception qui met l'accent sur la conservation de l'énergie ou qui recycle la chaleur perdue. Cela permettra de réduire le prix final du four à arc électrique en raison des dépenses énergétiques.
- Prendre en compte l'entretien et l'automatisation : Choisir un four à arc électrique équipé de fonctions automatisées minimise les tâches manuelles et réduit l'usure. Les programmes automatiques améliorent la précision de la production d'acier et simplifient les exigences d'entretien. Même si les fours automatisés peuvent avoir des coûts initiaux légèrement plus élevés, leurs taux d'entretien plus bas et leurs dommages aux équipements réduits en font un choix rentable.
Questions-réponses sur le prix des fours à arc électrique
Q1 : Quels sont les principaux composants d'un four à arc électrique ?
A1 : Un four à arc électrique se compose des éléments suivants : la cuve du four, les électrodes à arc, le système de chauffage, les réfractaires, le couvercle du four, le système de levage du couvercle, le système de basculement, le système d'alimentation électrique, le système d'émission de gaz, le système de coulée, le panier à ferraille et le toit du four dans certaines conceptions.
Q2 : Pourquoi les gens préfèrent les fours à arc électrique aux fours traditionnels ?
A2 : Les fours à arc électrique sont plus rentables car ils peuvent faire fondre la ferraille d'acier. Ils sont également plus faciles à utiliser, plus sûrs et meilleurs pour l'environnement que les fours au charbon.
Q3 : Comment les prix des fours à arc électrique se comparent-ils à ceux des fours à induction ?
A3 : Les fours à induction sont moins chers. Un petit four à induction peut coûter moins de 30 000 $. Cependant, les fours à arc électrique sont plus économiques à long terme car ils ont des taux de production plus élevés.
Q4 : Comment le prix du four à arc électrique varie-t-il en fonction de la capacité ?
A4 : Les prix des fours d'une capacité de 3 tonnes commencent à environ 60 000 $ et atteignent 120 000 $ pour ceux d'une capacité de 80 tonnes. Les prix des fours à arc électrique d'une capacité plus importante se situent dans les millions.