December 21, 2025
Un horno de arco eléctrico es un tipo de horno eléctrico de frecuencia de potencia que utiliza la energía del arco eléctrico para la fundición de metales. En aplicaciones industriales, los hornos de arco eléctrico se pueden clasificar en tres tipos principales:
En este tipo, el arco eléctrico se produce entre una varilla de electrodo especial y la carga fundida del horno. La carga del horno se calienta directamente mediante el arco eléctrico. Este método se utiliza principalmente para la fabricación de acero y también es aplicable para la fundición de hierro, cobre, materiales refractarios y el refinado de acero líquido.
Aquí, el arco se genera entre dos varillas de electrodo especiales. La carga del horno se calienta a través de la radiación del arco. Este enfoque se utiliza comúnmente para la fundición de cobre y aleaciones de cobre.
Un horno de arco sumergido utiliza minerales de alta resistividad como materias primas. Durante la operación, la parte inferior del electrodo generalmente se entierra en la carga del horno. Su principio de calentamiento involucra no solo el calor generado por la resistencia de la carga a medida que la corriente la atraviesa, sino también el calor producido por el arco entre el electrodo y la carga. Vale la pena señalar que un horno de arco sumergido es en realidad un subtipo de hornos de arco eléctrico.
Un horno de arco eléctrico es un horno eléctrico que funde minerales y metales utilizando la alta temperatura generada por los arcos de los electrodos. Es un horno industrial que produce calentamiento por arco eléctrico a través de electrodos metálicos o no metálicos. Los hornos de arco eléctrico se pueden dividir además en hornos de arco eléctrico trifásicos, hornos de arco eléctrico consumibles, hornos de arco eléctrico monofásicos y hornos de arco eléctrico de resistencia.
El cuerpo del horno de un horno de fabricación de acero por arco eléctrico consta de una tapa del horno, una puerta del horno, un canal de colada y una chimenea del horno. El fondo y la pared del horno se construyen utilizando materiales refractarios alcalinos o ácidos. Los hornos de fabricación de acero por arco eléctrico se clasifican en hornos de arco eléctrico de potencia ordinaria, de alta potencia y de ultra alta potencia según la capacidad del transformador asignada por tonelada de capacidad del horno.
En la fabricación de acero en horno de arco eléctrico, la energía eléctrica se introduce en el horno a través de electrodos de grafito, y el arco eléctrico entre el extremo del electrodo y la carga del horno sirve como fuente de calor. Dado que utiliza energía eléctrica como fuente de calor, puede ajustar la atmósfera dentro del horno, lo cual es muy beneficioso para la fundición de grados de acero que contienen elementos más fácilmente oxidables. Poco después de su invención, la fabricación de acero en horno de arco eléctrico se utilizó para la fundición de acero aleado y desde entonces ha experimentado un desarrollo significativo.
Con la mejora del equipo del horno de arco eléctrico y la tecnología de fundición, junto con el desarrollo de la industria de la energía eléctrica, el costo de la fabricación de acero en horno de arco eléctrico ha seguido disminuyendo. Actualmente, la fabricación de acero en horno de arco eléctrico no solo se utiliza para producir acero aleado, sino también para fabricar una gran cantidad de acero al carbono ordinario. Su producción está aumentando proporcionalmente a la producción total de acero en los principales países industriales.
Un horno de arco sumergido también es un horno eléctrico industrial con un consumo de energía extremadamente alto. De acuerdo con sus características estructurales y de funcionamiento, el 70% de la reactancia del sistema de un horno de arco sumergido es generada por el sistema de red corta, que es un sistema de trabajo de alta corriente con una corriente máxima que puede alcanzar decenas de miles de amperios. Por lo tanto, el rendimiento de la red corta determina en gran medida el rendimiento del horno de arco sumergido.
El factor de potencia natural de un horno de arco sumergido es difícil de superar 0,85, y para la mayoría de los hornos, oscila entre 0,7 y 0,8. Un factor de potencia bajo no solo reduce la eficiencia del transformador y consume una gran cantidad de energía inútil, sino que también incurre en multas de energía adicionales del departamento de energía. Al mismo tiempo, debido al control manual de los electrodos y al proceso de apilamiento, el desequilibrio de potencia entre las tres fases aumenta, con un desequilibrio máximo de más del 20%. Esto conduce a una baja eficiencia de fundición y a mayores costos de electricidad.
Mejorar el factor de potencia de la red corta y reducir el desequilibrio de la red son formas efectivas de reducir el consumo de energía y mejorar la eficiencia de la fundición. Al tomar las medidas adecuadas para mejorar el factor de potencia de la red corta, el consumo de energía se puede reducir en un 5-20%, y el rendimiento se puede aumentar en más del 5-10%. Esto aporta importantes beneficios económicos a las empresas, y los costos de transformación se pueden recuperar a corto y mediano plazo a través de los costos de electricidad ahorrados.
En un sistema de horno de arco sumergido, las pérdidas de la red corta representan más del 70% de las pérdidas propias del sistema. Dado que la red corta es un sistema operativo de alta corriente con una corriente máxima de decenas de miles de amperios, su rendimiento es crucial. Si se toman las medidas adecuadas para mejorar el factor de potencia de la red corta y el desequilibrio de los electrodos, el consumo de energía de producción se puede reducir en un 3-6%, y la producción del producto se puede aumentar en un 5-15%.
En China, para abordar el problema de los bajos factores de potencia naturales en los hornos de arco sumergido, se adopta principalmente el método de compensación de potencia reactiva en el lado de alto voltaje. Sin embargo, la compensación de alto voltaje solo mejora el factor de potencia en el lado de alto voltaje. La potencia reactiva generada por la enorme reactancia inductiva todavía fluye en el sistema de red corta, y el desequilibrio trifásico se debe a la fuerte fase de la red corta (la red corta es corta, por lo que la reactancia inductiva es pequeña, lo que resulta en bajas pérdidas y alta producción). Por lo tanto, la compensación de alto voltaje no puede resolver el problema del equilibrio trifásico ni lograr el efecto de compensar la potencia reactiva del sistema de línea corta y mejorar el factor de potencia en el lado de bajo voltaje. Dado que más del 70% del suministro de energía está en el lado de bajo voltaje, no puede reducir las pérdidas del lado de bajo voltaje ni aumentar la salida del transformador, aunque puede evitar multas, lo cual solo es significativo para el departamento de suministro de energía.
En comparación con la compensación de alto voltaje, la compensación de bajo voltaje tiene las siguientes ventajas además de mejorar el factor de potencia:
· Mayor tasa de utilización: Mejora la tasa de utilización de los transformadores y las líneas de alta corriente, aumentando la potencia de entrada efectiva para la fundición. Para la fundición por arco, la potencia reactiva se genera principalmente por la corriente del arco. Mover el punto de compensación hacia adelante a la red corta compensa el gran consumo de potencia reactiva de la red corta en el sitio, aumentando el voltaje de entrada del suministro de energía, la salida del transformador y la potencia de entrada efectiva de fundición. La potencia de fusión del material es una función del voltaje del electrodo y la resistencia específica del material (P = U²/Z material). A medida que la capacidad de carga del transformador mejora, la entrada de energía al horno aumenta, lo que lleva a una mayor producción y un menor consumo.
· Compensación de equilibrio: Compensa el desequilibrio y mejora las condiciones de fase fuerte y débil de las tres fases. Debido a la disposición desequilibrada de la red corta trifásica, el cuerpo del horno y la carga, las diferentes caídas de voltaje y potencias entre las tres fases conducen a fases fuertes y débiles. El uso de conexión paralela monofásica para la compensación de potencia reactiva ajusta de manera integral la capacidad de compensación de cada fase, mejorando la densidad de potencia del núcleo del horno y la uniformidad del crisol, asegurando un voltaje de trabajo efectivo consistente de los tres electrodos de fase, un voltaje de electrodo equilibrado, alimentación trifásica y electrodos trifásicos, logrando el objetivo de aumentar la producción y reducir el consumo. También mejora el fenómeno de desequilibrio trifásico, el entorno de trabajo del horno y la vida útil del horno.
· Reducción de armónicos: Reduce los armónicos de orden superior, minimizando el daño de los armónicos a todo el equipo de suministro de energía y reduciendo las pérdidas adicionales de los transformadores y las redes.
· Calidad de energía mejorada: Mejora la calidad de la energía, mejora los parámetros eléctricos del sistema y mejora la calidad del producto.
Sin embargo, las tecnologías tradicionales de conmutación de compensación (como la conmutación con un contactor de CA) tienen un alto número de interruptores de conmutación y altos costos. Además, el entorno de trabajo hostil afecta significativamente su vida útil, lo que dificulta que la compensación de bajo voltaje del método de conmutación exceda un año de vida útil. Esto genera mucho trabajo de mantenimiento para las empresas y prolonga el período de recuperación de la inversión. Debido a los altos costos de mantenimiento de seguimiento, el beneficio general no es bueno.
El controlador de compensación de potencia reactiva tipo BWKN-3500 (tipo especial para red corta de horno de arco sumergido) es un controlador de compensación de potencia reactiva especialmente desarrollado y diseñado para adaptarse a las características de trabajo de los hornos de arco sumergido. Tiene la función ideal de mejorar la calidad de la energía, principalmente incluyendo la mejora del factor de potencia de un horno de arco sumergido, el ahorro de energía, el suministro de soporte de voltaje y la reducción del parpadeo. Sus características sobresalientes son las siguientes:
· Compensación trifásica separada: Compensa las tres fases por separado para reducir el desequilibrio trifásico y aumentar eficazmente la producción y reducir el consumo.
· Mejora del voltaje: Mejora en gran medida la caída de voltaje y el parpadeo.
· Conmutación libre: Permite la conmutación libre en cualquier momento.
· Alta fiabilidad: Tiene alta fiabilidad, lo que permite un funcionamiento sin mantenimiento y sin supervisión.
· Protección múltiple: Cuenta con un diseño de protección múltiple para evitar daños a los condensadores e interruptores electrónicos tanto como sea posible (personalizado según los diferentes clientes).
· Tasa de utilización mejorada: Mejora significativamente la tasa de utilización del sistema de suministro de energía.
· Parámetros técnicos principales:
· Especificación de diseño: DL/T597 - 1996
· Tensión nominal: 220V
· Frecuencia fundamental: 50Hz
· Cantidad física de control: Potencia reactiva Q; factor de potencia COSΦ
· Trabajo continuo
· Temperatura ambiente: - 5℃～+ 70℃
· Humedad relativa: Promedio diario no superior al 95%, promedio mensual no superior al 90% (interior), sin condensación
· Método de compensación: Compensación por fase y grado (personalizable según las necesidades del cliente)
· Características de rendimiento: Se puede dividir en fases, grados, circulación y conmutación de interruptores electrónicos; se puede utilizar para la compensación por grados. Está equipado con funciones de protección completas y permite el control automático de la conmutación sin intervención manual, garantizando un funcionamiento seguro y eficiente.
El horno de arco eléctrico es más flexible que otros hornos de fabricación de acero. Puede eliminar eficazmente impurezas como el azufre y el fósforo. La temperatura del horno es fácil de controlar y el equipo ocupa un área pequeña, lo que lo hace adecuado para fundir acero aleado de alta calidad.
Sus características de funcionamiento incluyen el uso de material refractario de carbono o magnesia como revestimiento del horno y electrodos de autocultivo. El electrodo se inserta en la carga para la operación de arco sumergido, utilizando la energía y la corriente del arco que pasa a través de la carga y la energía generada por la resistencia de la carga para fundir el metal.
Somos un fabricante profesional de hornos eléctricos. Para más consultas, o si necesita hornos de arco sumergido, hornos de arco eléctrico, hornos de refinación de cuchara u otros equipos de fundición, no dude en ponerse en contacto con nosotros en susan@aeaxa.com
