Produits de four à arc électrique

Types de produits de four à arc électrique

Un four à arc électrique (EAF) est un grand four de fabrication d'acier qui utilise l'énergie électrique sous la forme d'un arc électrique pour faire fondre la ferraille d'acier. Les **produits de four à arc électrique** comprennent également l'acier de haute qualité et les alliages de divers grades et types, en fonction de la composition et du mélange de matériaux.

• Fours à arc électrique réguliers : Le concept initial et un incontournable dans le secteur de la fabrication d'acier. Ces fours produisent un arc à partir d'un trio d'électrodes en graphite ou en cuivre qui génèrent de la chaleur. Généralement, un grand réservoir ou un récipient abrite l'installation, où des matières premières comme la ferraille, le DRI (fer réduit directement) ou un mélange des deux sont placées. Pour la fonte des matériaux, deux à trois bouts d'électrodes sont abaissés dans le mélange, formant un arc électrique qui produit de la chaleur. Le processus de fusion prend généralement entre une et trois heures, selon le type et la quantité de matériaux, le niveau de puissance du four et la température et la composition souhaitées de la fonte. Les EAF réguliers sont équipés d'alimentations électriques triphasées en courant alternatif contrôlées par des transformateurs et différents types de supports d'électrodes.
• Fours à arc électrique à haute capacité : Également appelés "Super EAF" ou "Mega EAF", ils ont une capacité accrue pour répondre aux exigences toujours plus exigeantes du marché. Les principes de fonctionnement de base restent identiques à ceux des EAF réguliers, mais la taille est plus importante. Les niveaux de puissance sont plus élevés, et une technologie de pointe est souvent intégrée pour un meilleur contrôle et une meilleure efficacité. Par exemple, des transformateurs plus robustes peuvent être utilisés pour fournir une puissance plus élevée, et les arcs peuvent être gérés avec soin afin de réduire les pertes d'énergie et d'augmenter le taux de fusion. L'augmentation de la capacité conduit souvent à une meilleure productivité et à une réduction des coûts de production, ce qui rend les EAF à haute capacité adaptés à la production à grande échelle.
• Fours à arc électrique combinés : Un mélange de différents procédés qui offrent des avantages uniques et améliorent la qualité globale de l'acier produit. L'un des EAF combinés est le four à arc électrique combiné à des fours à induction électrique. Ce dernier utilise l'induction électromagnétique pour chauffer et faire fondre les métaux. Contrairement aux EAF où les matières premières sont fondues, le processus de fusion dans les fours à induction implique des matériaux plus raffinés comme le métal en fusion, qui est ensuite chauffé par des bobines générant de la chaleur à partir de champs magnétiques variables. Une autre combinaison pourrait être les EAF avec les hauts fourneaux, qui sont souvent plus complexes que les EAF et utilisent une technologie différente pour produire de l'acier. Les combinaisons de fours à arc électrique et de hauts fourneaux sont plutôt des hybrides, combinant des caractéristiques des deux procédés pour créer une méthode de production plus rapide. Les combinaisons EAF-BF peuvent également être plus économiques, utilisant moins d'énergie pour produire de plus grandes quantités d'acier. Enfin, le four à arc est un proche parent du haut fourneau. Il est conçu pour traiter différentes matières premières comme les minerais, les déchets et d'autres charges métalliques, et fonctionne même avec de nouveaux types d'énergies renouvelables comme l'énergie solaire.
• Fours à arc électrique spéciaux pour l'acier inoxydable : Plus une niche dans le grand schéma des choses, ces fours répondent explicitement aux besoins de l'acier inoxydable. La procédure de production de ces alliages à haute durabilité et résistance est très différente. En plus de la ferraille, ils nécessitent du nickel, du chrome et des minerais de molybdène. Leurs spécifications sont élevées, exigeant de la précision et un contrôle strict. Ces fours à arc électrique ont en plus à se soucier des électrodes, également connues sous le nom de production d'"éponge" et de "ferroalliage". Cela comprend la production de ferroalliages, qui sont des alliages de fer avec des éléments spécifiques utilisés pour ajouter des éléments d'alliage à l'acier. Ceux-ci se produisent également généralement dans des fours à arc électrique séparés, et les arcs électriques combinés peuvent parfois être plus économiques, utilisant moins d'énergie pour produire de plus grandes quantités d'acier. En bref, les fours à arc électrique qui aident à produire des aciers inoxydables présentent des développements pour les méthodes d'entrée comme l'"éponge", les systèmes de gaz de fuite et la production de "ferroalliages", des techniques de raffinage avancées, et souvent, les arcs électriques combinés peuvent être plus économiques, utilisant moins d'énergie pour produire de plus grandes quantités d'acier.

Spécifications et entretien des fours à arc électrique

Les spécifications des EAF électriques peuvent varier en fonction des types et des modèles. Voici quelques spécifications typiques des fours à arc électrique :

• Tailles : La taille ou la capacité des fours à arc électrique sera présentée en tonnes. Elle indique les capacités de fusion des fours. Par exemple, les petits EAF peuvent traiter de 5 à 40 tonnes d'acier par fournée, tandis que les grands fours à arc électrique industriels peuvent traiter des centaines de tonnes en une seule fournée.
• Source d'alimentation : Les fours à arc électrique utilisent des courants alternatifs (CA) ou des courants continus (CC) comme sources d'alimentation. En général, les fours à courant continu ont des capacités plus élevées. De plus, ils produisent un arc plus stable et plus concentré, ce qui se traduit par des produits en acier d'excellente qualité. De plus en plus de fabricants utilisent des fours à arc électrique à courant continu au lieu de fours à courant alternatif.
• Méthode de chargement : La spécification d'un four à arc électrique peut être identifiée par sa méthode de chargement, qui comprend les chargeurs à godets et les chargeurs. Les convertisseurs de voyage sont généralement utilisés pour les fours de plus grande taille, tandis que les godets sont adaptés aux fours de petite et moyenne taille.
• Contrôle du procédé : La spécification d'un four à arc électrique peut être avec ou sans fonctions de contrôle du procédé, telles que la fonctionnalité automatisée de coulée à la cible, le contrôle automatisé basé sur les recettes et le contrôle en boucle fermée avec rétroaction pour la régulation de la puissance du four à partir de sources externes.

Un entretien adéquat est essentiel pour s'assurer que le four à arc électrique reste fonctionnel et peut produire de l'acier de bonne qualité. Voici quelques conseils d'entretien pour les fours à arc électrique :

• Inspection régulière : Il est préférable de faire effectuer une inspection hebdomadaire ou mensuelle par des techniciens qualifiés afin de détecter les risques de sécurité ou les problèmes potentiels. De plus, les réfractaires, les composants refroidis à l'eau, les systèmes électriques, les systèmes de levage, les systèmes d'étanchéité, les systèmes d'extraction des fumées et les dispositifs de sécurité doivent également être vérifiés à intervalles réguliers.
• Réparations en temps opportun : Les problèmes détectés, tels que les pièces endommagées, les fuites, les systèmes défectueux ou les risques de sécurité, doivent être traités à temps afin d'éviter de nouvelles dommages au four à arc électrique ou des risques de sécurité potentiels.
• Lubrification et nettoyage : Lubrifier les pièces mobiles du four à arc électrique. En attendant, nettoyer les réfractaires pour empêcher l'accumulation et garantir une bonne rétention de la chaleur et une fusion uniforme.
• Contrôle de la poussière : La poussière générée pendant le fonctionnement du four à arc électrique doit être nettoyée à temps. L'accumulation de poussière peut être dangereuse et endommager l'équipement.
• Former les opérateurs : Les opérateurs de fours à arc électrique doivent recevoir une formation adéquate pour garantir la sécurité et l'efficacité de la production. Ils sauront comment entretenir correctement le four à arc électrique et comprendront les processus d'exploitation et les réglementations de sécurité.

Scénarios d'utilisation des produits de four à arc électrique

Les produits de **four à arc électrique** ou EAF sont largement utilisés dans l'industrie métallurgique, en particulier dans la fabrication de l'acier et d'autres applications de fusion non ferreuse. Les scénarios d'utilisation suivants des produits EAF expliquent pourquoi ils sont populaires.

• Production d'acier :

  L'utilisation principale des produits EAF est de produire de l'acier au carbone, de l'acier inoxydable et d'autres produits en acier spécial. Environ 60 % de l'acier produit aux États-Unis est fabriqué avec des unités EAF. Les EAF acceptent la ferraille, qui peut être transformée en acier de haute qualité en ajoutant des matériaux d'alliage et en appliquant des contrôles chimiques précis.

• Production de fer :

  Un EAF peut également être utilisé pour produire du fer fondu. Les unités EAF sont chargées de ferrailles ferrifères comme l'acier, le fer éponge et d'autres agents réducteurs. La principale différence entre les grands fours à arc électrique et les petits fours utilisés pour la fonte est la nécessité de travailler avec de grandes quantités de matériau pour justifier le coût de l'électricité d'entrée.

• Recyclage des métaux :

  L'entrée de ferraille pour un EAF en fait un excellent candidat pour le recyclage de métaux comme l'aluminium, le cuivre, les alliages de zinc, le nickel, le titane, le tungstène, le plomb, le lithium, etc. Un avantage important de l'utilisation d'un four à arc électrique pour le recyclage des métaux est la réduction de l'impact environnemental et la conservation des ressources naturelles.

• Production de métaux non ferreux :

  Un petit four à arc électrique est souvent utilisé pour produire des métaux non ferreux comme le cuivre, le zinc, le nickel, le titane, le tungstène, le plomb, le lithium, les batteries lithium-ion, etc. Les métaux non ferreux sont ceux qui ne contiennent pas de fer. Le four à arc électrique aide les fabricants à obtenir des niveaux de pureté élevés dans les produits finis. Les EAF sont essentiels à l'extraction et au raffinage de ces métaux à partir de minerais et d'alliages.

• Production d'acier allié et de métaux spéciaux :

  L'EAF permet un contrôle précis de la composition chimique et de la température pendant la production de l'acier. Cette méthode de production de l'acier est nécessaire pour la fabrication d'alliages et de métaux spéciaux applicables dans l'aérospatiale, l'automobile et d'autres industries de haute technologie.

• Fonte de l'acier :

  Un four à arc électrique est utilisé pour créer des blocs ou des billettes d'acier qui seront ensuite transformés en tôles d'acier ou d'autres produits qui seront utilisés dans la construction ou pour les pièces de machines. La technologie de coulée continue a permis aux fours à arc électrique de devenir plus efficaces et plus rentables.

• Centrales électriques à cycle combiné :

  La centrale électrique à cycle combiné combine deux types de production d'électricité : le gaz et la vapeur. Les centrales au gaz fournissent de l'électricité pour répondre aux demandes immédiates, tandis que les centrales à vapeur utilisent la chaleur excédentaire. Un four à arc électrique est parfois utilisé pour produire de l'acier pour les composants des centrales électriques à cycle combiné.

Comment choisir les produits de four à arc électrique

Les acheteurs qui cherchent à acheter des fours à arc électrique industriels peuvent trouver les conseils suivants utiles :

• Identifier les besoins en EAF

  Avant de commencer le processus d'achat, les acheteurs doivent prendre le temps d'analyser leurs besoins. Lorsqu'ils identifient les exigences, les acheteurs doivent déterminer la capacité et la tension dont ils auront besoin, ainsi que le matériau qu'ils souhaiteront traiter.

• Tenir compte des systèmes d'automatisation et de contrôle

  Les fours à arc électrique modernes sont dotés de systèmes d'automatisation et de contrôle sophistiqués qui peuvent rationaliser les opérations et améliorer l'efficacité. Lorsqu'ils recherchent un EAF industriel, les acheteurs peuvent souhaiter tenir compte du niveau d'automatisation et des caractéristiques du système de contrôle offert.

• Évaluer l'efficacité énergétique

  Les fours à arc électrique consomment une quantité importante d'énergie pendant leur fonctionnement. Il est donc judicieux de tenir compte de l'efficacité énergétique du four choisi avant de procéder à l'achat. Si l'appareil est doté de fonctions d'économie d'énergie comme la régulation de puissance, les systèmes d'entraînement des électrodes ou les systèmes de transformateurs efficaces, il peut permettre de réaliser des économies de coûts de fonctionnement à long terme.

• Penser aux services de réparation et d'entretien

  Des réparations ou des services d'entretien de routine du four à arc électrique industriel peuvent être nécessaires avant longtemps. Les acheteurs sont invités à tenir compte de la disponibilité des services d'entretien et de réparation pour leur EAF prévu. Il est essentiel de s'assurer que les pièces de rechange et l'expertise sont facilement disponibles afin d'éviter des temps d'arrêt prolongés.

• Se renseigner sur les fonctions de sécurité des EAF

  La sécurité doit toujours passer en premier, que ce soit dans un cadre industriel ou commercial. Les fonctions de sécurité d'un four à arc électrique protégeront le bien-être des travailleurs et contribueront à minimiser les risques. Lorsqu'ils choisissent un EAF, les acheteurs doivent tenir compte des modèles dotés de technologies de sécurité de pointe telles que les systèmes d'arrêt d'urgence, la protection contre les surcharges et les interverrouillages de sécurité.

• Comprendre les exigences d'installation

  En raison des complexités de la mise en place d'un four à arc électrique, il est conseillé aux acheteurs de comprendre les exigences d'installation de l'EAF qu'ils souhaitent acheter. Les acheteurs doivent demander conseil à des experts pour savoir si des mises à niveau électriques ou infrastructurales supplémentaires ou des connexions électriques dédiées seront nécessaires.

Q&A

Q1 : À quoi sert un four à arc électrique ?

A1 : Les fours à arc électrique sont principalement utilisés pour faire fondre la ferraille d'acier. Environ 60 % de l'acier produit aux États-Unis provient des EAF. Les fours à arc électrique peuvent également être utilisés pour faire fondre d'autres métaux comme l'aluminium, le cuivre, le zinc et le magnésium.

Q2 : Combien de temps faut-il pour charger un four à arc électrique ?

A2 : La phase de chargement A dure environ 25 à 45 minutes, selon plusieurs facteurs, tels que le type de four en fonctionnement, les nuances d'acier spécifiques qui sont fondues et le mélange de ferraille d'acier.

Q3 : Quels sont les principaux composants d'un four à arc électrique ?

A3 : Un four à arc électrique se compose des composants suivants : Corps, toit, électrodes, arc, godet de chargement, mécanisme d'inclinaison, alimentation électrique et système de contrôle.

Q4 : Quels pays utilisent des fours à arc électrique ?

A4 : La Chine est de loin le plus grand utilisateur de fours à arc électrique, suivie de l'Inde, des États-Unis, du Japon et de quelques autres pays. La Chine compte environ 2100 EAF, ce qui représente plus de 60 % du total mondial.