L'exploitation d'un four électrique à arc (FEA) implique une série d'étapes bien définies pour garantir une fusion efficace et sûre de la ferraille en acier.Le processus commence par la livraison et la préparation de la ferraille, suivies du chargement du four, du déclenchement de la fusion et de l'affinage du métal fondu.Les considérations opérationnelles clés comprennent la gestion des électrodes, le contrôle de la puissance et l'ajout de matériaux tels que le calcaire et l'oxygène pour faciliter la formation et l'oxydation du laitier.Le four fonctionne sur un courant électrique triphasé, générant une chaleur intense grâce à un arc électrique entre les électrodes et la charge métallique.Les protocoles de sécurité, tels que la prévention des courts-circuits et la gestion des niveaux de puissance, sont essentiels tout au long du processus.
Explication des points clés :
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Livraison et préparation de la ferraille
- La ferraille est livrée à un quai de ferraille adjacent à l'atelier de fusion.
- La ferraille est triée et chargée dans un panier à ferraille, qui est ensuite transporté vers l'atelier de fusion pour être chargé dans le four.
- Le préchauffage de la ferraille avec les gaz d'échappement peut améliorer l'efficacité énergétique.
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Chargement du four
- Le toit du four est ouvert et le panier à ferraille charge le four avec un mélange de ferraille lourde et légère.
- De la chaux brûlée et du spar peuvent être ajoutés pour accélérer la formation du laitier.
- Le toit est ensuite remis en place pour sceller le four.
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Gestion des électrodes et application de la puissance
- Avant la mise sous tension, les électrodes sont relevées pour éviter les courts-circuits.
- Le four est alimenté à basse tension pendant les 10 premières minutes afin de stabiliser le processus.
- Une fois que les électrodes sont enfouies dans la ferraille, la tension est augmentée pour maximiser l'efficacité de la fusion.
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Processus de fusion
- Un arc électrique se forme entre les électrodes et la ferraille, générant des températures allant jusqu'à 1800°C (3275°F).
- La chaleur intense fait fondre la ferraille, le carbone, le silicium et le manganèse s'oxydant au cours du processus.
- De l'oxygène peut être injecté pour renforcer l'oxydation et affiner le métal en fusion.
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Consommation d'énergie et efficacité
- Le procédé nécessite généralement 350 à 370 kWh d'énergie par tonne de ferraille.
- Le préchauffage de la ferraille et l'optimisation de la formation du laitier peuvent réduire la consommation d'énergie.
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Affinage et finalisation de la fonte
- Après la fusion, le métal en fusion est affiné afin d'ajuster sa composition chimique.
- Les scories sont éliminées et l'acier fondu est extrait du four en vue d'un traitement ultérieur ou d'une coulée.
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Considérations relatives à la sécurité et au fonctionnement
- Des contrôles stricts sont nécessaires avant la mise sous tension afin d'éviter les courts-circuits ou les dommages à l'équipement.
- Les niveaux de puissance doivent être gérés avec soin pour éviter de surcharger le système.
- L'entretien régulier des électrodes et des composants du four est essentiel pour assurer un fonctionnement sûr et efficace.
En suivant ces étapes et ces considérations, les opérateurs peuvent gérer efficacement un four à arc électrique pour produire un acier de haute qualité tout en maintenant la sécurité et l'efficacité énergétique.
Tableau récapitulatif :
| Étape | Actions clés | Objectif |
|---|---|---|
| Livraison et préparation de la ferraille | Trier, charger et préchauffer la ferraille. | Améliorer l'efficacité énergétique et préparer la fusion. |
| Chargement du four | Ajouter la ferraille lourde/légère, la chaux brûlée et le spar ; sceller le four. | Accélérer la formation du laitier et assurer une bonne fusion. |
| Gestion et alimentation des électrodes | Relever les électrodes, les mettre sous tension à faible voltage, puis augmenter le voltage. | Prévenir les courts-circuits et optimiser l'efficacité de la fusion. |
| Processus de fusion | Générer un arc électrique (jusqu'à 3275°F) ; oxyder le carbone, le silicium et le manganèse. | Faire fondre la ferraille et affiner le métal en fusion. |
| Consommation d'énergie et efficacité | Utiliser 350-370 kWh par tonne ; préchauffer la ferraille et optimiser la formation du laitier. | Réduire la consommation d'énergie et améliorer l'efficacité. |
| Affinage et finalisation de la fonte | Ajuster la composition chimique, éliminer le laitier, et tarauder l'acier en fusion. | Produire un acier de haute qualité en vue d'un traitement ultérieur. |
| Contrôles de sécurité et d'exploitation | Prévenir les courts-circuits, gérer les niveaux de puissance et entretenir l'équipement. | Assurer un fonctionnement sûr et efficace des fours. |
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