Ark ocakları

Elektrik Ark Fırınları Türleri

Elektrik ark fırınları, elektrik arkları kullanılarak hurda çeliği eriterek büyük ölçekli çelik üretimi yapan fırınlardır. Özellikle metal ürünlerin geri dönüşümünde çelik üretim sektöründe hayati öneme sahiptirler. Çelik üretiminde ağırlıklı olarak kullanılan çeşitli elektrik ark fırını türleri vardır.

• Çember Ark Elektrik Fırını:

  Çember Ark Elektrik Fırını, üst veya dikey elektrotlara sahip, yaygın olarak kullanılan bir elektrik ark fırını türüdür. Bu elektrik ark fırını modeli, yüksek kaliteli çelik üretimi, minimal çevresel etki ve verimli enerji kullanımı gibi birçok avantaj sunmaktadır. Dairesel tasarım, eşit ısı dağılımını ve optimum hurda erimesini kolaylaştırmaktadır. Ek olarak, üst elektrot düzeni, etkili elektrik transferini ve ark stabilitesini garanti eder. Çember Ark Elektrik Fırını, otomotiv parçaları, ev aletleri ve inşaat malzemeleri dahil olmak üzere çeşitli metal hurdaları geri dönüştürmek için idealdir. Küresel çelik üretim sektöründe önemli bir rol oynar.

• Karmaşık Elektrik Ark Fırını:

  Karmaşık Elektrik Ark Fırını, fırının elektrik kapasitesini ve erime verimliliğini önemli ölçüde artıran hem üst hem de alt elektrotlara sahiptir. Bu elektrik ark fırını türü, daha büyük metal miktarlarını işleyebilir ve diğerlerine göre daha yüksek erime oranları sağlayabilir. Dahası, Karmaşık Elektrik Ark Fırını, elektrot düzeni ve ısı profili nedeniyle optimum sıcaklık kontrolü ve üniform erime sağlar. Bu, endüstriyel gereksinimleri karşılamasını sağlar. Bununla birlikte, Karmaşık Elektrik Ark Fırını, karmaşık tasarımı ve teknik ihtiyaçları nedeniyle genellikle bakımı ve çalıştırılması daha pahalıdır.

• Çinko Ark Elektrik Fırını:

  Çinko Ark Elektrik Fırını, esas olarak çinko üretiminde kullanılır. Ana görevi, elektrik ark ısıtma işlemi yoluyla cevherlerden çinko eritmek ve çıkarmaktır. Enerji tüketimi ve karbon emisyonları söz konusu olduğunda, Çinko Ark Elektrik Fırını, çinko üretiminin verimli bir yöntemi olarak kanıtlanmıştır. Ayrıca, elektrik arkın varlığı, cevher parçalanmasını ve çinko geri kazanımını destekleyen hızlı ve eşit ısıtmaya olanak tanır. Hem kapalı hem de açık elektrik ark fırını modelleri mevcuttur. Ancak açık tip, özellikle büyük ölçekli üretim kurulumlarında daha yaygın olarak kullanılmaktadır.

Ark Fırınlarının Özellikleri ve Bakımı

• Kapasite:

  Endüstriyel ark fırınları, genellikle metrik ton cinsinden (1 ton = 1000 kg) belirtilen farklı kapasitelere sahiptir. Yaygın kapasiteler şunlardır:

  1. 3 ton veya daha az, genellikle çelik, alaşımlar vb. için kullanılan küçük fırınlardır.

  2. 3-10 ton, esas olarak çelik, özel çelik üretimi için kullanılan orta-büyük fırınlardır.

  3. 10 ton veya daha fazla, esas olarak çelik, demir, demir dışı metaller vb. üretmek için uygun büyük fırınlardır.

• Güç:

  Birçok fırının gücü veya girişi kilovat (kW) veya megavat (MW) cinsinden ölçülür. Tipik güç dereceleri referans için aşağıda verilmiştir.

  1. Küçük fırınlar: güç dereceleri genellikle 1 MW'den azdır.

  2. Orta-büyük fırınlar: güç dereceleri genellikle birkaç kilovat ile birkaç megavat arasında değişir.

  3. Büyük fırınlar: güç dereceleri genellikle birkaç megavatın üzerindedir, örneğin 60 MW'a kadar.

• Erime Süresi:

  Bu, elektrik ark fırınlarının malzemeleri eritmek için harcadığı zamandır. Erime süresi, üretim verimliliğinin önemli bir parçasıdır. Küçük elektrik ark fırınları için erime süresi genellikle 10 ile 20 dakika arasındadır. Orta-büyük fırınlar için genellikle 40 dakika ile 1 saat arasındadır; büyük fırınlar için ise 1 saat ile 3 saat arasında değişebilir.

• Elektrot:

  Bir elektrik ark fırını, grafit elektrotlar ve diğer elektrik iletken malzemeler dahil olmak üzere çeşitli elektrotlardan oluşur. Özellikler markalara ve modellere göre değişebilir. Tipik olarak üç ana tür ve birkaç alt tür vardır.

  1. Ark Fırını İçin Grafit Elektrotlar: Fırında iletken ve ısıtma elemanı olarak kullanılır. Malzemeleri eritmek için ark oluşturmaktan ve ısı üretmekten sorumludurlar.

  2. Önceden Pişirilmiş Elektrotlar: Genellikle geleneksel elektrik ark fırınlarında kullanılır. Erime işleminden önce yapılırlar ve fırına sabitlenirler.

  3. Kendiliğinden Pişmiş Elektrotlar: Elektrotlar erime işleminde gerektiğinde, elektrot pişirme sistemleri aracılığıyla fırında pişirilebilirler.

  4. Kompozit Elektrotlar: Elektrotun performansını iyileştirmek için birden fazla malzemeyi birleştiren yeni bir elektrot türüdür.

  5. Yenilenebilir Elektrotlar: Erime işlemi sırasında enerjiyi geri kazanarak enerji verimliliğini artırabilen bir elektrot türüdür.

• Malzemeler:

  Bir elektrik ark fırını, aşağıdakiler gibi farklı malzemelerden yapılır:

• Fırın Gövdesi Malzemeleri: Bu, bir elektrik ark fırınının ana gövdesini, tabanını ve astar malzemelerini içerir. Genellikle yüksek sıcaklıklara ve erime işlemi sırasında gereken elektrik iletimine dayanabilen iyi termal özelliklere ve mekanik mukavemete sahip refrakter malzemelerden veya yüksek sıcaklık alaşımlı çeliklerden yapılırlar.

• Elektromanyetik Malzemeler: Malzemeleri eriten arklar üreten elektromanyetik bobinleri desteklemekten sorumludurlar. Genellikle yüksek sıcaklık alaşımlarından veya ısıya dayanıklı seramiklerden yapılırlar.

Bakım:

1. Düzenli Muayeneler: Kullanıcıların, elektrotlar, refrakter astarlar, elektromanyetik bobinler, fırın gövdesi vb. dahil olmak üzere fırınların fiziksel durumunu kontrol etmek için kapsamlı bir muayene yapmaları gerekir. Çatlaklar, deformasyonlar vb. gibi hasarları aramalıdırlar.

2. Temizlik: Kullanıcılar, ısı transferini ve elektrik iletkenliğini etkileyebilecekleri için fırınlara kir ve kalıntıların girmesini önlemek için fırınları düzenli olarak temizlemelidirler; bu da düzensiz erimeye neden olur.

3. Onarım ve Değiştirme: Kullanıcılar, iyi fiziksel bir durumu ve normal çalışmayı sağlamak için refrakter astarlar, elektrotlar vb. gibi fırının hasarlı ve yıpranmış parçalarını onarmalı veya değiştirmelidirler.

4. Ekipman Yağlaması: Yağlanması gereken elektrik fırınlarının parçaları, sorunsuz çalışmayı sağlamak ve hareketli parçaların aşınmasını azaltmak için düzenli olarak yağlanmalıdır.

5. Toz ve Duman İşleme: Elektrik ark fırınlarının çalışması ve erimesi sırasında oluşan toz ve duman, operatörlerin sağlığı için zararlıdır. Operatörlerin sağlığını ve çevreyi korumak için uygun şekilde ele alınması ve işlenmesi sağlanmalıdır.

6. Güvenlik Kontrolleri: Elektrik ve güvenlik sistemlerinde düzenli güvenlik kontrolleri yapılmalıdır. Kullanıcıların, olası güvenlik tehlikelerinden kaçınarak fırınların güvenli bir şekilde çalıştırıldığından emin olmaları gerekir.

Ark Fırınları Kullanımının Endüstri Senaryoları

Çelik Üretimi Elektrik Ark Fırınları, esas olarak çelik endüstrisinde kullanılır. Dünyadaki elektrik ark fırınlarının yaklaşık %70'i çelik üretimi için kullanılır. Geleneksel yüksek fırınlara göre daha çevre dostu olan EAF'lara olan artan ilgi nedeniyle bu oran daha da artabilir.

Birçok başka endüstri de elektrik ark fırınlarını kullanmaktadır; bu da kullanımının geniş bir yelpazede olduğunu göstermektedir:

• Demir Dışı Metal Endüstrileri: EAF'lar, bakır, çinko, nikel, titanyum ve alüminyum gibi metalleri eritmek için kullanılır. Demir dışı metaller için idealdir çünkü eriyik sıcaklığını hassas bir şekilde kontrol edebilirler, metalin kalitesini koruyabilirler ve safsızlık oluşumunu en aza indirebilirler.

• Metal Alaşımları Üretimi: Elektrik ark fırınları, tungsten karbür ark fırını alaşımları ve titanyum ve nikel alaşımları gibi ısıya ve korozyona karşı yüksek direnç gösteren özel metaller dahil olmak üzere çeşitli metal alaşımları üretmek için kullanılır. Bu alaşımlar, havacılık, otomotiv yüksek performans ve kimya işleme endüstrileri gibi son derece özel endüstrilerde yararlıdır.

• Döküm Endüstrileri: Döküm işlemleri gerçekleştiren dökümhaneler ve üretim tesisleri, metali döküm için hazırlamak üzere elektrik ark fırınlarını kullanabilirler. Elektrik ark fırını tarafından eritildükten sonra, metal karmaşık bileşenler ve dökümler yapmak için kalıplara dökülür. Bunlar, makineler, motorlar ve diğer karmaşık montajlarda bulunan parçalardır.

• Seramik ve Cam Endüstrileri: Bazı elektrik ark fırınları, hammaddeleri eritmek ve yüksek kaliteli cam üretmek için kullanılır. Bu yüksek kaliteli cam, kap camı, cam elyafı, optik fiberler ve kuvars camı yapmak için kullanılır.

Ark Fırınları Nasıl Seçilir

Hem ark fırınları hem de elektrik indüksiyon fırınlarının benzersiz satış noktaları vardır. Seçim, müşterinin eritmek istediği malzeme türüne bağlı olacaktır. Elektrik ark fırınları, hurda demir ve çeliği eritmek için dünyada tercih edilir. Çelik fabrikalarında yaygındır. İndüksiyon fırınları, alüminyum, bakır, alaşımlar, çinko, pirinç ve lityum seramik ürünleri gibi demir dışı metaller için popülerdir. Demir dışı malzemeleri eritmek isteyen müşteriler, indüksiyon elektrik fırınlarını tercih edecektir.

Fırın seçimi, bu üç özelliğe bağlı olacaktır:

• Kapasite ve Güç:

  Her iki model de farklı güç derecelerine sahip çeşitli boyutlarda gelir. Seçim, ne kadar metalin eritilmesi gerektiğine ve istenen erime hızına bağlı olacaktır.

• Metal Türü:

  Daha önce belirtildiği gibi, EAF'lar çelik ve demir için tercih edilir. Kullanıcı alüminyum, bakır, çinko, pirinç veya alaşımlar gibi demir dışı metalleri eritmek istiyorsa, indüksiyon elektrik fırını uygun bir makine olacaktır.

• Üretim Ortamı:

  İndüksiyon ark fırını, şebeke enerji kaynağına bağlı olmadığı için daha taşınabilirdir. Bu nedenle, kullanıcı farklı yerlerde kullanılabilen bir fırına ihtiyaç duyuyorsa, indüksiyon fırını daha iyi bir seçim olacaktır.

Kullanıcılar, geri dönüşüm yetenekleri de dahil olmak üzere güvenlik ve enerji verimliliği özelliklerini de göz önünde bulundurmalıdır. Ark elektrik fırınlarının indüksiyon modellerinden daha büyük olduğunu da göz önünde bulundurun. Bir uzman, istenen uygulama için en iyi fırını seçerken tüm faktörleri göz önünde bulundurabilir. Müşteriler, kullanıcının belirli bir endüstriyi çalıştırmak için hangi tür fırına ihtiyaç duyduğunu tam olarak anlayan tedarikçileri seçerek daha fazla fayda sağlayacaktır. Kapsamlı sektör bilgisi olan tedarikçiler, tüm fırın türleri için geniş bir yelpazede seçenekler sunabilirler.

S&Y

S1: Çelik üretiminde ark fırınlarına alternatifler var mı?

C1: Evet, yüksek fırın büyük ölçekli çelik üretimi için geleneksel yöntem olmuştur. Bazı tesisler ayrıca sinterleme makineleri, bazik oksijen fırınları ve açık ocak fırınları kullanmaktadır. Ancak elektrik ark fırını, esnekliği ve kalitesi nedeniyle popüler bir seçim olmaya devam etmektedir.

S2: Ark fırınları, verimliliğini artırmak için modifiye edilebilir mi?

C2: Evet, birçok fırın daha verimli elektrotlar, arka uç ısı geri kazanım sistemleri ve geliştirilmiş yalıtımla modifiye ediliyor.

S3: Elektrik ark fırını pazarındaki bazı eğilimler nelerdir?

C3: Açık ocak çelik üretiminin azalması nedeniyle dünya çapında EAF'lara olan talep artıyor. Otomatik EAF'lar da daha popüler hale geliyor ve fırın optimizasyonu ve enerji geri kazanımı gibi yenilikler verimliliği ve sürdürülebilirliği artırıyor.

S4: Elektrik ark fırınlarıyla ilgili temel güvenlik endişeleri nelerdir?

C4: Temel güvenlik endişeleri, elektrik tehlikeleri, patlamalar, gürültü ve erimiş metalin elleçlenmesidir. Bu riskleri azaltmak için uygun KKD, risk değerlendirmeleri ve saha özel güvenlik prosedürleri olmazsa olmazdır.