Como funciona um forno de arco elétrico (FAE)?Produção eficiente de aço a partir de sucata

A operação de um forno de arco elétrico (FAE) envolve uma série de passos bem definidos para garantir a fusão eficiente e segura da sucata metálica em aço.O processo começa com a entrega e preparação da sucata metálica, seguindo-se o carregamento do forno, o início da fusão e a refinação do metal fundido.As principais considerações operacionais incluem a gestão dos eléctrodos, o controlo da potência e a adição de materiais como o calcário e o oxigénio para facilitar a formação de escórias e a oxidação.O forno funciona com corrente eléctrica trifásica, gerando calor intenso através de um arco elétrico entre os eléctrodos e a carga metálica.Os protocolos de segurança, como a prevenção de curto-circuitos e a gestão dos níveis de potência, são fundamentais durante todo o processo.

Pontos-chave explicados:

1. Entrega e preparação da sucata metálica

   • A sucata metálica é entregue num cais de sucata adjacente à aciaria.
   • A sucata é selecionada e carregada num cesto de sucata, que é depois transportado para a aciaria para ser carregado no forno.
   • O pré-aquecimento da sucata com gases de escape pode melhorar a eficiência energética.

2. Carregamento do forno

   • O teto do forno é aberto e o cesto de sucata carrega o forno com uma mistura de sucata pesada e ligeira.
   • Pode ser adicionada cal queimada e escória para acelerar a formação de escória.
   • O teto é então colocado no lugar para selar o forno.

3. Gestão dos eléctrodos e aplicação de energia

   • Antes de ligar, os eléctrodos são levantados para evitar curto-circuitos.
   • O forno é ligado a baixa tensão durante os primeiros 10 minutos para estabilizar o processo.
   • Quando os eléctrodos estiverem enterrados na sucata, a tensão é aumentada para maximizar a eficiência da fusão.

4. Processo de fusão

   • Forma-se um arco elétrico entre os eléctrodos e a sucata, gerando temperaturas até 1800°C (3275°F).
   • O calor intenso funde a sucata, oxidando o carbono, o silício e o manganês durante o processo.
   • Pode ser injetado oxigénio para aumentar a oxidação e refinar o metal fundido.

5. Consumo de energia e eficiência

   • O processo requer normalmente 350 kWh a 370 kWh de energia por tonelada de sucata.
   • O pré-aquecimento da sucata e a otimização da formação de escórias podem reduzir o consumo de energia.

6. Refinação e finalização da fusão

   • Após a fusão, o metal fundido é refinado para ajustar a sua composição química.
   • A escória é removida e o aço fundido é retirado do forno para processamento posterior ou fundição.

7. Considerações operacionais e de segurança

   • É necessário efetuar verificações rigorosas antes de ligar a alimentação para evitar curto-circuitos ou danos no equipamento.
   • Os níveis de potência devem ser cuidadosamente geridos para evitar a sobrecarga do sistema.
   • A manutenção regular dos eléctrodos e dos componentes do forno é essencial para um funcionamento seguro e eficiente.

Seguindo estes passos e considerações, os operadores podem gerir eficazmente um forno de arco elétrico para produzir aço de alta qualidade, mantendo a segurança e a eficiência energética.

Tabela de resumo:

Etapa	Acções-chave	Objetivo
Entrega e preparação de sucata metálica	Selecionar, carregar e pré-aquecer sucata metálica.	Melhorar a eficiência energética e preparar a fusão.
Carregamento do forno	Adicionar sucata pesada/leve, cal queimada e escória; selar o forno.	Acelerar a formação de escória e assegurar uma fusão correta.
Gestão de eléctrodos e energia	Elevar os eléctrodos, ligar a baixa tensão e depois aumentar a tensão.	Evitar curto-circuitos e otimizar a eficiência da fusão.
Processo de fusão	Geração de arco elétrico (até 3275°F); oxidação de carbono, silício e manganês.	Derreter sucata e refinar metal fundido.
Consumo de energia e eficiência	Utilizar 350-370 kWh por tonelada; pré-aquecer a sucata e otimizar a formação de escória.	Reduzir o consumo de energia e melhorar a eficiência.
Refinação e finalização da fusão	Ajustar a composição química, remover as escórias e bater o aço fundido.	Produzir aço de alta qualidade para processamento posterior.
Verificações de segurança e operacionais	Evitar curto-circuitos, gerir os níveis de potência e manter o equipamento.	Garanta um funcionamento seguro e eficiente do forno.

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