Forno Elétrico a Arco
O forno elétrico a arco é um espaço fechado extremamente quente, onde o calor é produzido por meio de arco elétrico para derreter certos metais, como aço de sucata, sem alterar as propriedades eletroquímicas do metal.
Aqui, o arco elétrico é produzido entre os eletrodos. Este arco elétrico é usado para derreter o metal. Os fornos a arco são usados para produzir barras estruturais de aço em miniatura e vergalhões de aço. O forno elétrico está na forma de um vaso vertical de tijolos refratários. Existem principalmente dois tipos de fornos elétricos. Eles são fornos elétricos operados por corrente alternada (CA) e corrente contínua (CC).
Forno Elétrico a Arco CC
O Forno a Arco CC é mais recente e avançado em comparação com o Forno a Arco CA. No Forno a Arco CC, a corrente flui do cátodo para o ânodo. Este forno possui apenas um eletrodo de grafite e o outro eletrodo está embutido no fundo do forno. Existem diferentes métodos para fixar o ânodo no fundo do forno CC.
A primeira configuração consiste em um único ânodo metálico colocado no fundo. Ele é resfriado a água porque esquenta rapidamente. Na próxima, o ânodo é o forno condutor revestido de C-MgO. A corrente é fornecida à placa de Cu posicionada na parte inferior. Aqui, o resfriamento do ânodo é feito pelo ar. Na terceira configuração, as hastes metálicas atuam como ânodo. Elas estão enterradas na massa de MgO. Na quarta configuração, o ânodo é formado por folhas finas. As folhas estão enterradas na massa de MgO.
Vantagens do Forno Elétrico a Arco CC
Redução do consumo de eletrodos em 50%.
Derretimento quase uniforme.
Redução do consumo de energia (5 a 10%).
Redução do flicker em 50%.
Redução do consumo de refratários.
A vida útil do forno pode ser estendida.
Forno Elétrico a Arco CA
No forno elétrico CA, a corrente flui entre os eletrodos através das cargas de metal. Neste forno, três eletrodos de grafite são usados como cátodo. A própria sucata atua como ânodo. Em comparação com o forno a arco CC, este é mais econômico. Este forno é o mais comumente usado em fornos pequenos.
Construção do Forno Elétrico a Arco
Como mencionado acima, o forno elétrico é um grande vaso ereto revestido de tijolos refratários. Isso é demonstrado na figura 2.
As principais partes do forno elétrico são o teto, o forno (parte inferior do forno, de onde o metal líquido é coletado), os eletrodos e as paredes laterais. O teto consiste em três furos pelos quais os eletrodos são inseridos. O teto é feito de tijolos de alumina e magnesita-cromita. O forno inclui metal e escória. O mecanismo de inclinação é usado para derramar o metal que foi derretido para a cuba, deslocando o forno. Para a remoção dos eletrodos e a carga do forno (adicionar sucata), o mecanismo de retração do teto é incorporado. A provisão para extração de fumaça também é fornecida ao redor do forno, considerando a saúde dos operadores. No forno elétrico CA, os eletrodos são três em número. Estes são redondos em seção. O grafite é usado como eletrodos devido à alta condutividade elétrica. Eletrodos de carbono também são usados. O sistema de posicionamento dos eletrodos ajuda a elevar e abaixar os eletrodos automaticamente. Os eletrodos se oxidam muito quando a densidade de corrente é alta.
Transformador: –
O transformador fornece a alimentação elétrica aos eletrodos. Está localizado perto do forno. Está bem protegido. A potência de um forno elétrico a arco grande pode chegar a 60MVA.
Princípio de Funcionamento do Forno Elétrico a Arco
O funcionamento do forno elétrico inclui a carga dos eletrodos, o período de derretimento (derretimento do metal) e o refinamento. A sucata pesada e leve no grande cesto é pré-aquecida com a ajuda do gás de exaustão. Para acelerar a formação de escória, cal queimada e espato são adicionados a ela. A carga do forno ocorre ao balançar o teto do forno. De acordo com a necessidade, a carga de metal quente também ocorre.
Em seguida, é o período de derretimento. Os eletrodos são movidos para baixo sobre a sucata neste período. Então, o arco é produzido entre o eletrodo e o metal. Considerando o aspecto de proteção, uma tensão baixa é selecionada para isso. Depois que o arco é protegido pelos eletrodos, a tensão é aumentada para acelerar o processo de derretimento. Neste processo, o carbono, silício e manganês se oxidam. A corrente mais baixa é necessária para a produção de arcos grandes. A perda de calor também é menor nesse caso. O processo de derretimento pode ser acelerado pelo mergulho profundo dos eletrodos.
O processo de refino começa durante o derretimento. A remoção de enxofre não é essencial para a prática de escória única oxidante. Apenas a remoção de fósforo é necessária nessa prática. Mas na prática de dupla escória, ambos (S e P) devem ser removidos. Após a desoxidação; na prática de dupla escória, a remoção da escória oxidante é realizada. Em seguida, com a ajuda de alumínio ou ferromanganês ou ferrosilício, é desoxidado. Quando a química do banho e a temperatura desejada são atingidas, o calor será desoxidado. Então, o metal líquido está pronto para ser drenado.
Para o resfriamento do forno, painéis tubulares de pressão ou jatos de anel oco podem ser usados.
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