Elektrik Ark Ocağı Çelik Üretim Sürecine ve Temel İşlemlere Giriş

Elektrik Ark Ocağı Çelik Üretim Sürecine ve Temel İşlemlere Giriş

1. Yükleme

Yükleme, elektrik ark ocağı (EAF) çelik üretim sürecindeki ilk işlemdir ve öncelikle hurda çelik ve bazen de sıcak metalin (erimiş demir) ocağa yüklenmesini içerir.

2. Cüruf Oluşumu

Bu işlem, cürufun bileşimini, bazikliğini, viskozitesini ve reaktivitesini ayarlamayı içerir. Örneğin, oksijen üfleme sırasında amaç, oksijeni metal yüzeyine etkili bir şekilde aktarmak için yeterli akışkanlığa ve bazikliğe sahip bir cüruf oluşturmaktır. Bu, kükürt ve fosforun hedef çelik kalitesi için belirtilen sınırların altına düşürülmesini sağlarken, sıçramayı ve cüruf taşmasını da en aza indirir.

3. Cüruf Alma

Belirli eritme koşullarına ve hedeflere bağlı olarak, cüruf alma veya değiştirme çeşitli aşamalarda gerçekleştirilir. Örneğin:

   Tek cüruf uygulaması kullanıldığında, oksidasyon periyodunun sonunda oksitleyici cüruf alınmalıdır ("sıyırma").

   İndirgeyici bir cüruf oluşturmak için çift cüruf uygulaması kullanıldığında, fosforun geri dönüşünü (fosforun cüruftan erimiş çeliğe geri dönmesi) önlemek için ilk oksitleyici cüruf tamamen alınmalıdır.

4. Banyo Karıştırma

Erimiş çelik ve cüruf içinde hareket sağlamak ve böylece metalurjik reaksiyonların kinetiğini iyileştirmek için erimiş banyoya enerji sağlanır. Karıştırma, gaz enjeksiyonu (örneğin, Ar veya N₂ gibi inert gazlar), mekanik yöntemler veya elektromanyetik indüksiyon dahil olmak üzere çeşitli yöntemlerle sağlanabilir.

5. Defosforizasyon

Bu, erimiş çelikteki fosfor içeriğini azaltmayı amaçlayan kimyasal reaksiyondur. Fosfor, yüksek seviyelerde "soğuk kırılganlık" olarak bilinen, düşük sıcaklıklarda çelikte gevreklik yaratabildiği için zararlı bir safsızlıktır. Gevrekleşme etkisi, artan karbon içeriği ile kötüleşir. Standart spesifikasyonlar tipik olarak yaygın kaliteler için fosforu maksimum %0,045 ile sınırlar ve yüksek kaliteli çelikler için daha da katı sınırlar getirir.

6. EAF Alt Karıştırma

N₂, Ar, CO₂, CO, CH₄ veya O₂ gibi gazlar, ocağın tabanına monte edilmiş püskürtme memeleri (nozul) aracılığıyla erimiş banyoya enjekte edilir. Bu, erimeyi hızlandırmaya ve metalurjik reaksiyonları iyileştirmeye hizmet eder. Alt karıştırmanın faydaları şunlardır:

   Tapa-tap süresini azaltır ve daha düşük enerji tüketimi sağlar.

   Daha verimli defosforizasyon ve kükürtsüzleştirme sağlar.

   Manganez gibi alaşım elementlerinin geri kazanımını artırır.

   Çelik bileşiminin ve sıcaklığının daha iyi homojenleşmesini sağlar, bu da daha iyi kalite, daha düşük maliyetler ve daha yüksek verimlilik sağlar.

7. Eritme Periyodu

Özellikle EAF işlemleri için, eritme periyodu, ilk güç verilmesinden katı yükün tamamen sıvılaşmasına kadar sürer. Birincil hedefler, yükü hızla eritmek, sıcaklığını yükseltmek ve ön bir cüruf oluşturmaktır.

8. Oksidasyon Periyodu ve Dekarbonizasyon

Geleneksel EAF uygulamasında, oksidasyon periyodu tipik olarak yük eridikten sonra başlar ve oksitleyici cürufun alınmasına kadar devam eder. Temel bir görev, oksijenin karbon ile reaksiyona girerek CO gazı oluşturduğu dekarbonizasyondur. Gazları ve inklüzyonları gidererek çelik saflığını iyileştirmek için yeterli dekarbonizasyon (genellikle >%0,2) çok önemlidir. Oksidasyon periyodu ayrıca fosfor giderme ve banyo homojenleştirmeyi de ele alır. İkincil metalurjinin yükselişiyle birlikte, bu oksidasyon arıtmasının çoğu artık genellikle potaya veya ayrı arıtma ünitelerine kaydırılmaktadır.

9. Arıtma Periyodu

Bu genel terim, erimiş çelikten belirli zararlı elementlerin veya bileşiklerin uzaklaştırıldığı işlem aşamalarını ifade eder. Bu, onları gaz fazına aktaran veya uzaklaştırmak için bir cüruf katmanına yüzdüren kimyasal reaksiyonlarla sağlanır.

10. İndirgeme Periyodu

Geleneksel EAF uygulamasında, indirgeme periyodu oksidasyon periyodunu takip eder ve tapalamadan önce gelir. Ana amacı, son deoksidasyon, kükürtsüzleştirme, hassas bileşim ayarı ve sıcaklık homojenleştirmesi için indirgeyici bir cüruf atmosferi oluşturmaktır. Bu periyot, hızlı eritme ve harici ünitelere arıtma görevlerini aktarmaya odaklanan modern yüksek güçlü ve ultra yüksek güçlü EAF operasyonlarında büyük ölçüde ortadan kaldırılmıştır.

11. İkincil Metalurji (Pota Arıtma)

Bu, birincil erimiş çeliğin EAF'den (veya diğer birincil çelik yapım kabından) daha fazla arıtma için ayrı bir kaba aktarılmasını içerir. Böylece çelik yapım süreci iki adıma ayrılır:

   Birincil Eritme: Oksitleyici bir atmosferde eritme, ilk defosforizasyon, dekarbonizasyon ve kaba alaşımlama.

   Arıtma: Genellikle vakum, inert gaz veya indirgeyici atmosferler altında son gaz giderme, deoksidasyon, kükürtsüzleştirme, inklüzyon giderme ve bileşimin ince ayarı.

Bu bölünme, çelik kalitesini artırır, birincil fırın süresini kısaltır ve maliyet ve işlem esnekliğini optimize eder. Pota arıtma yöntemleri, basınca (atmosferik veya vakum) ve tedavi yaklaşımına (pota işleme ve özel pota fırını arıtma) göre sınıflandırılan geniş bir yelpazede değişir.

12. Pota Karıştırma

İkincil metalurji sırasında erimiş çeliğin karıştırılması kritiktir. Sıcaklığı ve bileşimi homojenleştirir ve faz arayüzlerindeki kütle transferini iyileştirerek arıtma reaksiyonlarını hızlandırır. Statik olarak 30-60 dakika sürebilecek reaksiyonlar (örneğin, kükürtsüzleştirme), karıştırma ile 3-5 dakikada tamamlanabilir. Karıştırma ayrıca, metalik olmayan inklüzyonların çelik banyosundan yüzme hızını da önemli ölçüde artırır.

13. Pota Tel Besleme

Bu teknik, tel besleyici kullanarak erimiş çelik potasına çekirdekli veya katı tellerin (örneğin, Ca-Si alaşım tozu, alüminyum veya karbon içeren) beslenmesini içerir. Derin kükürtsüzleştirme, kalsiyum uygulaması (inklüzyon şekil kontrolü için) ve hassas mikro alaşımlama veya bileşim düzeltme sağlar. Ayrıca son deoksidasyona katkıda bulunur ve çelik temizliğini iyileştirir.

Biz profesyonel bir elektrikli fırın üreticisiyiz. Daha fazla bilgi için veya batık ark ocakları, elektrik ark ocakları, pota arıtma fırınları veya diğer eritme ekipmanlarına ihtiyacınız varsa, lütfen   adresinden bizimle iletişime geçmekten çekinmeyin.susan@aeaxa.com