تاريخ تطور فرن القوس الكهربائي

تاريخ تطور فرن القوس الكهربائي

استخدم الفرنسي هيرولت (PLTHéroult) درجة الحرارة العالية للقوس الكهربائي للإلكترود لتطوير مصدر طاقة بديل للفحم واخترع فرن القوس الكهربائي للصهر الصناعي المباشر من عام 1888 إلى عام 1892. في البداية ، تم استخدام فرن القوس الكهربائي فقط لإنتاج كربيد الكالسيوم والسبائك الحديدية. لم يتم تطويره حتى عام 1906 لصناعة الصلب ، مما أتاح إعادة التدوير الاقتصادي والواسع النطاق لخردة الصلب. يحول فرن القوس الكهربائي الطاقة الكهربائية إلى حرارة من خلال القوس المتولد بين نهاية قطب الجرافيت والشحنة لإذابة الشحنة وإكمال التفاعل المعدني عالي الحرارة اللاحق. نظرًا لأنه يستخدم الطاقة الكهربائية ، فمن الملائم ضبط الجو في الفرن ، لذلك يمكنه صهر أنواع مختلفة من سبائك الفولاذ بما في ذلك العناصر القابلة للأكسدة بسهولة. مع تطور صناعة الطاقة ، والتحسين المستمر لمعدات العملية وتحسين تكنولوجيا الصهر ، أصبح تطبيق أفران القوس الكهربائي أكثر وأكثر اتساعًا ، كما أن القدرة الإنتاجية والحجم يزدادان بشكل أكبر وأكبر. كانت السعة القصوى لفرن القوس الكهربائي 100 طن في الثلاثينيات ، و 200 طن في الخمسينيات ، و 400 طن من أفران القوس الكهربائي في أوائل السبعينيات.

خاصة في الخمسين عامًا الماضية ، تحسن الأداء الفني لأفران صناعة الفولاذ بالقوس الكهربائي تدريجيًا ، وانخفضت تكلفة الإنتاج بشكل كبير. تجاوزت نسبة الفولاذ في الأفران الكهربائية في الدول المتقدمة في أوروبا وأمريكا 50٪.

تطور تكنولوجيا صهر أفران القوس الكهربائي الحديثة مع تقدم العصر. من الستينيات إلى السبعينيات ، كان التركيز الرئيسي على تطوير إمدادات الطاقة الفائقة والتقنيات ذات الصلة. ترتبط أفران القوس الكهربائي عالية الطاقة (HP) وأفران القوس الكهربائي فائقة الطاقة (UHP) بأفران القوس الكهربائي ذات الطاقة العادية (RP). وهي تتميز بشكل أساسي بمقدار سعة المحولات لكل طن من سعة الفرن ، وكان هناك اتجاه متزايد في السنوات الأخيرة. هذا يعني أن مدخلات الطاقة الحرارية في فرن القوس الكهربائي لكل وحدة زمنية تزداد بشكل كبير ، مما يقصر وقت الذوبان بشكل كبير ، وبالتالي زيادة القدرة الإنتاجية ، وتقليل استهلاك القطب ، وتقليل فقد الحرارة ، وتقليل استهلاك الطاقة. ونتيجة لذلك ، زادت الطاقة الإنتاجية ، كما انخفضت التكلفة بشكل كبير.

تم اعتماد عملية القوس الطويل ذات الضغط العالي وجدار الفرن المبرد بالماء وغطاء الفرن المبرد بالماء وتقنية خبث الرغوة واستخدام مصدر الحرارة الخارجي لدعم فرن القوس الكهربائي عالي الطاقة على نطاق واسع. كما تم اعتماد تكرير المغرفة وتحسين استخدام الأكسجين. في الثمانينيات من القرن الماضي ، أدى تطوير تقنيات LF و EBT إلى جعل عملية صناعة الفولاذ الحديثة لفرن القوس الكهربائي من صهر فرن القوس الكهربائي بالإضافة إلى التكرير الخارجي ناضجة بشكل أساسي. تجدر الإشارة إلى أنه منذ ذلك الحين ، لم يعد تركيز انتباه الناس على استخدام مصدر طاقة التيار المستمر أو التيار المتردد ، ولكن استخدام الاحتراق الثانوي والحرارة المعقولة لغاز المداخن ، أي مشكلة التسخين المسبق لخردة الصلب. أنتجت طرق التسخين المسبق المختلفة للخردة أنواعًا مختلفة من أفران القوس الكهربائي الحديثة ، والتي تشمل أفران القوس الكهربائي العادية التي تستخدم خردة السلة للتسخين المسبق ، وأفران عمود المداخن مع المخالب ، وأفران القوس الكهربائي مزدوجة الغلاف ، وأفران القوس الكهربائي كونستيل.

في الوقت الحاضر ، لا تزال المعدات وتكنولوجيا الإنتاج الخاصة بفرن القوس الكهربائي قيد التطوير المستمر.