1Composição estrutural
Corpo do forno:É geralmente feito de chapas de aço como casca externa, com materiais refratários que são resistentes a altas temperaturas e erosão, como tijolos de cromo de magnesia, tijolos de corindo, etc.,Construído no interior para resistir a altas temperaturas e erosão de escóriasA cobertura do forno é equipada com furos de eletrodos, portas de alimentação, furos de observação e portas de escape.
Sistema de eléctrodos:Incluindo elétrodos, suportes de elétrodos e dispositivos de elevação de elétrodos. Os elétrodos são geralmente feitos de grafite ou de elétrodos auto-cozidos,que têm boa condutividade e resistência a altas temperaturasO suporte do elétrodo é utilizado para fixar o elétrodo e conduzir a corrente para o elétrodo.O dispositivo de elevação do eletrodo pode ajustar automaticamente a posição do eletrodo de acordo com a situação de reação dentro do forno e a altura do material do forno, para assegurar um arco estável e manter a temperatura uniforme no interior do forno.
Sistema de alimentação:É constituído por uma caixa de material, um alimentador, um dispositivo de transporte, etc. A sua função consiste em adicionar, de forma precisa e contínua, minério de cromo, coque, materiais auxiliares, etc., no forno numa certa proporção.Os sistemas modernos de alimentação são geralmente equipados com dispositivos automáticos de medição e controle, que pode controlar com precisão a quantidade de matérias-primas adicionadas.
Sistema de escape de fumo:Instalados na parte superior ou lateral do forno, utilizados para recolher e expelir gases de combustão de alta temperatura gerados durante o processo de fusão.A fumaça contém substâncias nocivas, tais como poeira e monóxido de carbono, que devem ser arrefecidos, despoletados, purificados e tratados antes de atingirem as normas de emissão.
Parâmetro técnico:
Potência do forno elétrico:A potência do forno eléctrico de óxido de cromo de fusão elétrica é relativamente elevada, geralmente entre vários milhares de quilowatts e dezenas de milhares de quilowatts.A alta potência pode fornecer calor suficiente para garantir reações rápidas e eficientes dentro do forno e melhorar a eficiência da produção.
Temperatura de funcionamento: A temperatura de funcionamento no interior do forno é geralmente de cerca de 2000-2500 °C. A temperatura elevada é uma condição essencial para a redução do óxido de cromo e a purificação do minério de cromo.A temperatura excessiva aumentará o consumo de energia e a perda de equipamento, e a temperatura deve ser controlada num intervalo adequado.
Densidade de corrente do eléctrodo:A densidade de corrente do eletrodo é geralmente controlada dentro da faixa de vários amperios a dezenas de amperios por centímetro quadrado.A densidade de corrente adequada é crucial para o funcionamento normal do elétrodo e o efeito de aquecimento dentro do forno.
3Área de aplicação
O óxido de cromo de fusão elétrica produzido pelo forno elétrico tem uma ampla gama de campos de aplicação, incluindo principalmente os seguintes aspectos:
Fabricação de ferramentas de moagem: devido à sua elevada dureza e resistência ao desgaste, o óxido de cromo fundido pode ser utilizado para fabricar ferramentas de moagem, tais como rodas de moagem, rodas de moagem, brocase moinhosPode também ser utilizado como um preenchimento para cerâmicas e metais para melhorar a sua resistência ao desgaste e dureza.
Preparação de revestimento: pode ser utilizada como matéria-prima para revestimentos de alta temperatura e aplicada em campos como aviação, aeroespacial e energia para melhorar a resistência à corrosão, resistência ao desgaste,resistência à oxidaçãoPode também ser utilizado para a preparação de revestimentos em campos como baterias, materiais ignífugos, cerâmica, etc.
Revestimento de barreira térmica: Como matéria-prima para revestimentos de barreira térmica, é aplicado na preparação de revestimentos para equipamentos de alta temperatura, como motores, turbinas,e turbinas a gás para evitar a transferência de calor de alta temperatura para superfícies metálicas e proteger equipamentos e componentes mecânicos.
No domínio da cerâmica, pode ser utilizado em conjunto com outros óxidos metálicos para a preparação de cerâmica, como o óxido de alumínio para a preparação de cerâmica elétrica,que pode melhorar a resistência e a dureza da cerâmica, bem como a sua resistência ao desgaste e à resistência ao calor.
Materiais para baterias: podem ser utilizados como matérias-primas para materiais de eléctrodos positivos de baterias, utilizados na preparação de baterias de níquel-cádmio, baterias de chumbo-ácido,Baterias de iões de lítio e outras baterias, satisfazendo os requisitos dos materiais de elétrodos positivos para baterias em termos de condutividade, estabilidade, resistência à corrosão e durabilidade.
Projeto estrutural
| Componente |
Material e especificações |
| Corpo do forno |
Estrutura da jaqueta refrigerada a água de duas camadas (casca exterior: chapa de aço de liga baixa Q345R, espessura 20 ∼ 30 mm; revestimento interno:tijolos refratários de magnésio-cromo + pasta de carbono para resistir à corrosão por escória derretida e choque térmico. |
| Sistema de eléctrodos |
Eletrodos de auto-cozimento ou elétrodos de grafite pré-cozidos (diâmetro Φ300~Φ600 mm); mecanismo de elevação de elétrodos (controle hidráulico/servo) com precisão de posicionamento de ±5 mm para estabilizar o comprimento do arco. |
| Sistema de alimentação |
Alimentação por correia fechada + colchão quantitativo de loteamento; suporta alimentação contínua ou por lotes (proporção de matéria-prima: minério de óxido de cromo 40~50%, agente redutor 25~30%, fluxo 20~25%);vedação por azoto para evitar a fuga de poeira. |
| Sistema de toque |
O buraco lateral (material refratário: castável de alta alumina) com máquina mecânica de tapping; o buraco da torneira é selado com argila após o tapping para manter a estabilidade da pressão do forno. |
| Sistema de arrefecimento |
Capa de resfriamento por água para o corpo do forno, suportes de eletrodos e canal de ligação; circuitos de resfriamento independentes para evitar a contaminação cruzada da água de resfriamento. |
| Sistema de tratamento de gases de combustão |
Coletor de poeira de ciclone + filtro de saco + torre de dessulfuração; remove poeira (partículas contendo Cr), SO2 e CO dos gases de combustão para atender aos padrões de emissões. |
| Sistema de controlo |
Cabine de controle de tela sensível ao toque PLC + HMI; integra temperatura, corrente / tensão, pressão do forno e monitoramento da velocidade de alimentação; suporta estabilização automática do arco e otimização de parâmetros de processo. |
Parâmetros técnicos
| Categoria |
Parâmetro |
Especificação (customizável em função da capacidade) |
| Capacidade de fusão |
Forno de pequena escala |
5×20 t/lotação (aptos para laboratórios ou pequenas empresas) |
|
Forno de escala média |
50-100 t/dia (operação contínua, para as instalações de ferroligações médias) |
|
Forno de grande escala |
200 ‰ 500 t/dia (para grandes bases de produção de ferroligas) |
| Parâmetros elétricos |
Voltagem nominal |
1035 kV (voltagem primária); 100500 V (voltagem secundária, ajustável) |
|
Corrente nominal |
1050 kA (corrente do eléctrodo); desequilíbrio da corrente trifásica ≤ 5% |
|
Consumo de energia |
Ferrocromo de 3000-4500 kWh/t (modelo de poupança de energia reduz o consumo em 10-15%) |
| Desempenho térmico |
Temperatura de funcionamento |
1600 ∼ 1900°C (temperatura da zona de reação) |
|
Uniformidade de temperatura |
± 20°C (em piscina fundida) |
|
Eficiência da utilização do calor |
≥ 65% (com sistema de recuperação de calor residual para pré-aquecimento de matérias-primas) |
| Índice de Qualidade do Produto |
Teor de cromo em ferroliga |
60 ∼75% (ferrocromo de baixo teor de carbono: C ≤ 0,06%; carbono médio: C 0,1 ∼ 0,5%) |
|
Taxa de recuperação de cromo |
≥ 92% (o tipo de forno avançado pode atingir 95%) |
|
Teor de cromo de escória |
≤ 2% (garante uma elevada utilização dos recursos) |
| Parâmetros do sistema de arrefecimento |
Pressão da água de trabalho |
0.4·0,6 MPa |
|
Taxa total de fluxo de água |
200-800 L/min (proporcional à capacidade do forno) |
|
Qualidade da água de arrefecimento |
Conductividade ≤ 50 μS/cm; pH 6,5−8,5 (recomenda-se água deionizada) |
| Parâmetros ambientais e de segurança |
Emissão de gases de combustão |
Polvo ≤ 10 mg/m3; SO2 ≤ 50 mg/m3; NOx ≤ 100 mg/m3 |
|
Classificação de protecção |
Corpo do forno IP65; gabinete de comando IP54 |
|
Sistema de emergência |
Equipado com proteção contra quebra de elétrodos, alarme de falha da água de arrefecimento e dispositivo de emergência |
Vantagens da aplicação
- Alta eficiência de fusão: A tecnologia de aquecimento por arco submerso garante calor concentrado, velocidade de fusão rápida e ciclos de fusão curtos (forno em lotes: 8~12 horas por lote; forno contínuo: funcionamento ininterrupto de 24 horas).
- Excelente qualidade do produto: O controlo preciso da temperatura e da proporção dos agentes redutores assegura um teor estável de cromo na ferroliga, satisfazendo os requisitos da siderurgia a jusante (por exemplo, produção de aço inoxidável).
- Utilização dos recursos: Realiza uma elevada recuperação de cromo a partir de minério de óxido; a escória pode ser utilizada como agregado de material de construção ou matéria-prima para a produção de cimento, alcançando zero descarga de resíduos perigosos.
- Economia energética e protecção do ambiente: Sistema de recuperação de calor residual reduz o consumo de combustível; sistema fechado de tratamento de gases de combustão elimina a poluição por poeira contendo Cr, cumprindo normas ambientais rigorosas.
Cenários Aplicáveis
- Empresas de produção de ligas de ferro: Especializada na produção de ferrocromo, silicocromo e outras ligas contendo cromo para a fabricação de aço inoxidável, aço de ferramentas e aço resistente ao calor.
- Instituições de I&D metalúrgicas: Fornos de laboratório para a investigação de novos processos de redução do óxido de cromo e de otimização da fórmula das ligas.
- Indústria de reciclagem: Tratamento de resíduos que contenham cromo (por exemplo, sucata de aço inoxidável, escória de cromo) para recuperar recursos valiosos de cromo.