Análisis del consumo de energía en la fundición de chatarra de acero en hornos de arco eléctrico

Análisis del consumo de energía en la fundición de chatarra de acero en hornos de arco eléctrico

Características: Un horno de arco eléctrico (EAF) es un horno metalúrgico de alta temperatura que utiliza el calor generado por un arco eléctrico entre electrodos y el material cargado para fundir minerales y metales.

La energía en un arco eléctrico está altamente concentrada, con temperaturas en la zona del arco que superan los 3000°C. Para la fundición de metales, los EAF ofrecen mayor flexibilidad que otros hornos de fabricación de acero, lo que permite una eliminación efectiva de impurezas como el azufre y el fósforo. La temperatura del horno se controla fácilmente y el equipo tiene una huella relativamente pequeña, lo que hace que los EAF sean adecuados para producir aceros aleados y al carbono de alta calidad.

Según la configuración del arco, los hornos de arco eléctrico se pueden clasificar en hornos de CA trifásicos, hornos de CC (electrodo consumible o no consumible), hornos monofásicos y hornos de arco sumergido/resistencia.

El cuerpo del horno de un EAF típico para la fabricación de acero consta de un techo removible, una carcasa del horno con una puerta de escoria, un pico de colada (o sistema de colada inferior) y un hogar revestido de refractario. El fondo y las paredes del horno están revestidos con refractarios básicos (por ejemplo, a base de magnesia) o ácidos (por ejemplo, a base de sílice).

Los hornos de arco eléctrico para la fabricación de acero se clasifican por su capacidad específica del transformador (kVA por tonelada de capacidad del horno) en clases de potencia estándar, alta potencia y ultra alta potencia (UHP). El proceso implica alimentar energía eléctrica a través de electrodos de grafito en el horno. Los arcos formados entre las puntas de los electrodos y la carga de chatarra sirven como fuente de calor principal.

Dado que la electricidad es la fuente de calor y la atmósfera del horno se puede controlar, los EAF son particularmente ventajosos para fundir grados de acero que contienen elementos fácilmente oxidables. Poco después de su invención, los EAF se adoptaron para producir aceros para herramientas de alta aleación y, desde entonces, han evolucionado hacia unidades más grandes y eficientes.

Perspectiva comparativa del mercado y evolución:

Una opinión de la industria de larga data sostenía que los EAF, aunque requerían una mayor inversión inicial, producían acero de calidad superior con un control composicional preciso. Por el contrario, los hornos de inducción (como los hornos de frecuencia media sin núcleo) se consideraban alternativas de menor costo con una capacidad de refinación limitada (incapaces de eliminar el azufre y el fósforo de manera efectiva), lo que llevó a su asociación con productos de acero de menor calidad.

Sin embargo, esta perspectiva está evolucionando. Impulsado por factores como el ahorro de energía, la reducción de emisiones y las mejoras en la salud de los trabajadores y las condiciones ambientales, la dinámica del mercado está cambiando. En ciertas aplicaciones y regiones, los hornos de inducción están reemplazando cada vez más a los hornos de arco eléctrico más pequeños y menos eficientes.

La brecha de calidad entre las dos tecnologías se ha reducido significativamente. Con la selección de formadores de escoria y prácticas de refinación adecuadas en los hornos de inducción, la calidad del acero fundido de los hornos de inducción modernos puede acercarse a la de los EAF, aunque con un requisito más estricto de carga de chatarra limpia y de alta calidad. Si se utiliza chatarra de mala calidad, la calidad del acero de un horno de inducción será inferior a la de un EAF básico (revestido de escoria). Por el contrario, la calidad de un EAF ácido (revestido de sílice) puede no superar la de un horno de inducción bien operado.

Somos un fabricante profesional de hornos eléctricos. Para consultas adicionales, o si necesita hornos de arco sumergido, hornos de arco eléctrico, hornos de refinación de cuchara u otros equipos de fusión, no dude en contactarnos en  susan@aeaxa.com