Le four à arc électrique est un espace fermé extrêmement chaud, où la chaleur est produite par un arc électrique pour fondre certains métaux tels que l'acier de récupération sans modifier les propriétés électrochimiques du métal.
Ici, l'arc électrique est produit entre les électrodes. Cet arc électrique est utilisé pour fondre le métal. Les fours à arc sont utilisés pour produire des barres et des tiges d'acier de petite taille. Le four électrique est sous forme d'un récipient vertical en briques réfractaires. Il existe principalement deux types de fours électriques. Ce sont les fours électriques fonctionnant en courant alternatif (CA) et en courant continu (CC).
Le four à arc électrique en courant continu est un four récent et avancé par rapport au four à arc électrique en courant alternatif. Dans le four à arc électrique en courant continu, le courant circule de la cathode à l'anode. Ce four n'a qu'une seule électrode en graphite et l'autre électrode est intégrée au fond du four. Il existe différentes méthodes pour fixer l'anode au fond du four à courant continu.
La première disposition consiste en une seule anode métallique placée au fond. Elle est refroidie par l'eau car elle se chauffe rapidement. Dans la suivante, l'anode est la sole conductrice avec un revêtement en C-MgO. Le courant est fourni à la plaque de Cu située dans la partie inférieure. Ici, le refroidissement de l'anode est assuré par l'air. Dans la troisième disposition, les tiges métalliques agissent comme anode. Elles sont enterrées dans la masse de MgO. Dans la quatrième disposition, l'anode est constituée de fines feuilles. Les feuilles sont enterrées dans la masse de MgO.
Réduction de 50% de la consommation d'électrodes.
Fusion presque uniforme.
Réduction de la consommation d'énergie (5 à 10%).
Réduction de 50% des clignotements.
Réduction de la consommation de réfractaires.
Prolongation de la durée de vie de la sole.
Dans le four à arc électrique en courant alternatif, le courant circule entre les électrodes à travers les charges en métal. Dans ce four, trois électrodes en graphite sont utilisées comme cathode. La ferraille elle-même agit comme anode. Comparé au four à arc électrique en courant continu, celui-ci est plus économique. Ce four est le plus couramment utilisé dans les petits fours.
Comme mentionné ci-dessus, le four électrique est un grand récipient vertical doublé de briques réfractaires. Il est illustré à la figure 2.
Les principales parties du four électrique sont le toit, la sole (partie inférieure du four, d'où le métal fondu est collecté), les électrodes et les parois latérales. Le toit comporte trois trous à travers lesquels les électrodes sont insérées. Le toit est fabriqué en brique d'alumine et de magnésite-chromite. La sole contient le métal et la scorie. Le mécanisme de basculement est utilisé pour verser le métal fondu dans le berceau en déplaçant le four. Pour le retrait des électrodes et le chargement du four (ajout de ferraille), un mécanisme de retrait du toit est intégré. Une provision pour l'extraction des fumées est également prévue autour du four pour la santé des opérateurs. Dans le four électrique en courant alternatif, il y a trois électrodes. Elles sont rondes en section. Le graphite est utilisé comme électrode en raison de sa haute conductivité électrique. Des électrodes en carbone sont également utilisées. Le système de positionnement des électrodes aide à lever et abaisser automatiquement les électrodes. Les électrodes s'oxydent fortement lorsque la densité de courant est élevée.
Transformateur : –
Le transformateur fournit l'alimentation électrique aux électrodes. Il est situé près du four. Il est bien protégé. La puissance nominale d'un grand four à arc électrique peut atteindre 60 MVA.
Le fonctionnement du four électrique comprend le chargement des électrodes, la période de fusion (fusion du métal) et le raffinage. La ferraille lourde et légère dans le grand panier est préchauffée à l'aide des gaz d'échappement. Pour accélérer la formation de la scorie, de la chaux brûlée et de la spar sont ajoutées. Le chargement du four se fait en faisant pivoter le toit du four. Selon les besoins, le chargement de métal chaud peut également avoir lieu.
Ensuite vient la période de fusion. Les électrodes sont abaissées sur la ferraille pendant cette période. Ensuite, l'arc est produit entre l'électrode et le métal. En considérant l'aspect de protection, une tension faible est choisie pour cela. Après que l'arc soit protégé par les électrodes, la tension est augmentée pour accélérer le processus de fusion. Dans ce processus, le carbone, le silicium et le manganèse se oxydent. Un courant faible est nécessaire pour la production d'un grand arc. La perte de chaleur est également moindre dans ce cas. Le processus de fusion peut être accéléré par le bain profond des électrodes.
Le processus de raffinage commence pendant la fusion. L'élimination du soufre n'est pas nécessaire pour la pratique de la scorie simple oxydante. Seulement l'élimination du phosphore est requise dans ce cas. Mais dans la pratique de la double scorie, les deux (S et P) doivent être éliminés. Après la désoxydation, dans la pratique de la double scorie, l'élimination de la scorie oxydante est effectuée. Ensuite, avec l'aide de l'aluminium ou du ferromanganèse ou du ferrosilicium, il est désoxydé. Lorsque la chimie du bain et la température requise sont atteintes, la chaleur sera désoxydée. Ensuite, le métal fondu est prêt pour le coulage.
Pour le refroidissement du four, des panneaux tubulaires sous pression ou un arrosage annulaire creux peuvent être utilisés.
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