전기 아크 용광로 스틸 제조 공정 (EAF)

EAF 스틸 제조원자재를 인프라, 운송 및 기타 다양한 산업에 필수적인 재료 인 원료를 철강으로 변환하는 복잡하고 에너지 집약적 인 프로세스입니다. 오늘날 철강 생산에 가장 널리 사용되는 방법 중 하나는 EAF (Electric Arc Furnace) 공정입니다. EAF 방법은 에너지 효율, 유연성 및 스크랩 금속을 재활용하는 능력으로 인해 특히 인기가 있습니다. 이 블로그에서는 EAF를 사용하여 제철소와 관련된 단계 와이 방법이 현대 철강 생산에서 두드러진 이유를 살펴볼 것입니다.

EAF (Electric Arc Furnace)는 전기 에너지를 사용하여 스크랩 스틸 및 기타 금속 재료를 녹이는 용광로입니다. 퍼니스는 흑연 전극과 스크랩 재료 사이에 전기 아크를 생성하여 열을 생성합니다. 아크는 최대 3, 000도 (5,432도 F)의 온도를 생성하며, 이는 금속을 녹이고 정제하기에 충분합니다.
EAF 공정은 코크스와 철광석을 사용하여 용융 철을 생산하는 고로 방법과 같은 전통적인 방법과 다릅니다. 대조적으로, EAF는 재활용 스크랩 스틸을 직접 처리하여 처녀 재료의 필요성을 줄이고 철강 생산의 환경 영향을 최소화 할 수 있습니다.

1. 용광로 충전
첫 번째 단계EAF 스틸 제조프로세스에는 용광로에 원료를 적재하는 것이 포함됩니다. EAF 스틸 메이킹에 사용되는 주요 원료는 스크랩 스틸로, 경우에 따라 충전의 최대 100%를 차지할 수 있습니다. 스크랩 메탈은 일반적으로 소비자 사후 상품, 산업 폐기물 또는 폐기 된 기계에서 공급됩니다. 스크랩 강 외에도 석회, 합금 (예 : 망간, 크롬) 및 때로는 직접 감소 된 철 (DRI)과 같은 다른 재료가 충전에 추가되어 강철의 조성을 조정할 수 있습니다.
용광로에는 원료가 용광로 껍질에로드되는 큰 문이 있습니다. 로드 된 스크랩 재료의 양과 유형은 최종 제품의 품질과 등급에 영향을 줄 수 있습니다.

2. 스크랩 금속을 녹이는
퍼니스가 충전되면 전기 아크는 흑연 전극과 스크랩 금속 사이에 닿습니다. 전기 에너지가 스크랩을 가열하여 녹아 들어갑니다. 전기 아크에 의해 생성 된 열은 용광로 온도를 1,600도 (2,912도 F) 이상으로 높일 수 있으며 경우에 따라 온도는 3, 000 정도 (5,432도 F)에 도달합니다. 현재 액체 상태에있는 용융 금속은 용융 강으로 지칭됩니다.
이 단계에서 스크랩 금속이 빠르게 녹고 황, 인 및 탄소와 같은 불순물은 용융 강에서 분리되기 시작합니다. EAF 프로세스는 이러한 불순물을 제거하는 데 매우 효율적입니다.

3. 강철 정제
스크랩이 녹은 후에, 다음 단계는 남은 불순물을 제거하고 화학적 조성을 조정하기 위해 강철을 정제하는 것입니다. 이것은 석회 또는 백운석 석회와 같은 플럭싱 제를 도입하여 불순물과 결합하여 녹은 강철 위에 떠오르는 슬래그를 형성함으로써 달성됩니다.
정제 과정은 종종 다음과 같습니다.

• 탈산 : 알루미늄, 실리콘 또는 기타 환원제의 첨가를 포함 할 수있는 용융 강에서 산소 제거.
• 합금 : 의도 된 적용에 따라 강철의 특성을 향상시키기 위해 크롬, 니켈 및 망간과 같은 합금 요소를 추가합니다.
• 슬래그 제거 : 불순물이 포함 된 슬래그는 정제 공정 동안 주기적으로 제거되어 강철의 품질을 보장합니다.

강철의 화학적 조성은 샘플링 및 실시간 분석의 조합을 통해 모니터링되고 조정됩니다. 이를 통해 최종 제품이 특정 등급 및 품질 요구 사항을 충족시킵니다.

4. 태핑 및 캐스팅
강철이 정제되고 원하는 화학적 조성이 달성되면, 다음 단계는 활발한 방향으로 녹은 강철이 용광로에서 더 많은 가공을 위해 국자로 쏟아집니다. 태핑은 오염을 피하고 원하는 용융 강만 전달되도록 조심스럽게 수행됩니다.
그런 다음, 녹은 강철은 후속 처리 단계에 따라 빌릿, 꽃 또는 슬래브와 같은 모양으로 주조됩니다. 녹은 강철이 곰팡이에 지속적으로 부어지고 고형화 된 연속 주조는이 단계에서 노동을 줄이고 효율성을 높이기위한 일반적인 관행입니다.

5. 이차 야금 치료 (선택 사항)
태핑 후, 일부 강철은 2 차 야금 처리를 거쳐 특성을 추가로 개선 할 수 있습니다. 이러한 처리는 일반적으로 별도의 용광로에서 수행되며 진공 탈기, 국자 정제 또는 아르곤 산소 디카베이션 (AOD)과 같은 과정을 포함 할 수 있습니다. 이 처리는 잔류 불순물을 제거하고 철강의 화학 조성물을 조정하여 필요한 사양을 충족시키는 데 도움이됩니다.

6. 냉각 및 롤링
마지막으로, 고형 된 강철은 냉각되어 강철 막대, 시트 또는 플레이트와 같은 제품을 형성하기 위해 롤링 또는 단조와 같은 기계적 공정을 거친다. 그런 다음 강철은 켄칭 또는 템퍼링과 같은 다양한 열처리 기술을 통해 강도, 경도 및 연성과 같은 기계적 특성을 향상시키기 위해 추가로 가공됩니다.

1. 환경 혜택

의 주요 장점 중 하나입니다EAF 스틸 제조공정은 스크랩 금속을 재활용하는 능력으로, 철광석과 같은 원자재를 채굴 할 필요성을 줄입니다. 이것은 천연 자원을 보존 할뿐만 아니라 에너지 소비와 온실 가스 배출을 줄입니다.
2. 유연성

EAF는 광범위한 철강 등급을 생산할 수 있으며 다양한 유형의 스크랩 메탈을 처리 할 수있어 시장 수요에 매우 유연하고 적응할 수 있습니다.
3. 에너지 효율

EAFS는 상당한 양의 전기를 소비하지만, 특히 재생 가능한 에너지 원에 의해 구동 될 때 전통적인 폭발로보다 에너지 효율이 높습니다.
4. 창업 및 종료

EAF를 시작하고 비교적 빠르게 종료하여 더 큰 운영 유연성을 제공 할 수 있습니다.

1.RB (2002). 전기 아크 용광로 스틸 메이킹. 재료 가공 기술 저널. https://doi.org/10.1016/s {{4} }(01) {{6} }x
2.Zhang, Y., & Zhang, X. (2017). 전기 아크 용광로의 제철소 : 원리 및 응용. elsevier.
3.Bhaskar, R., & Sahu, P. (2020). 전기 아크 퍼니스 스틸 제조에 대한 검토 : 에너지 효율 및 혁신. 재료 과학 및 공학. https://doi.org/10.1016/j.mser.2020.03.002