Forno de arco de corrente contínua de elétrodos duplos com patentes de tecnologia e invenção líderes mundiais

Estrutura Básica e Princípio de Funcionamento

• Componentes Principais: Dois eletrodos de grafite (cátodo + ânodo), fonte de alimentação CC (retificação por tiristor), corpo do forno (tampa/parede do forno refrigerada a água, revestimento refratário), mecanismo de elevação do eletrodo e ânodo inferior opcional (para algumas configurações).
• Princípio de Funcionamento: A corrente CC flui do eletrodo ânodo através do banho fundido para o eletrodo cátodo, formando dois arcos (um entre cada eletrodo e o banho). Evita o design complexo dos ânodos inferiores do EAF CC de eletrodo único e é fácil de adaptar a partir de fornos CA.
• Características do Arco: Os arcos são estáveis e concentrados, com um ângulo de deflexão de 15°–30° em direção ao banho; a força eletromagnética faz com que o arco gire em torno do centro (várias vezes por segundo), garantindo um aquecimento uniforme.

Parâmetros Técnicos Chave (Intervalos Típicos)

Vantagens Principais vs. Fornos Tradicionais

1. Estabilidade do Arco e Aquecimento Uniforme: Sem cintilação do arco; a agitação eletromagnética do banho elimina pontos quentes, reduzindo a erosão do revestimento em 20%–30%.
2. Baixo Consumo de Energia e Eletrodos: O consumo de energia é 5%–10% menor do que o EAF CA; o consumo de eletrodos é reduzido em ~50% em comparação com o EAF CA (nível do EAF CC de eletrodo único).
3. Amigável à Rede: Flutuações de tensão e alterações de potência reativa menores; o reator CC suprime a corrente de partida, adequado para áreas com redes fracas.
4. Retrofit Flexível: Não há necessidade de ânodos inferiores complexos; os vasos de forno CA existentes podem ser convertidos para DE-DC EAF a baixo custo.
5. Baixo Ruído: O ruído de fusão é ~87dB (15dB inferior ao EAF CA), com componentes principalmente de alta frequência que são fáceis de isolar.

Cenários de Aplicação

1. Fusão de Aço Especial: Aço para rolamentos, aço inoxidável de baixo carbono, aço resistente ao calor; alta taxa de recuperação de liga (≥96% para Ni/Cr/Mo).
2. Metalurgia Não Ferrosa: Fusão de magnésio (forno de arco submerso CC), fusão de ligas de cobre/níquel; operação estável e grãos de cristal grandes.
3. Reciclagem de Metais: Sucata de aço, resíduos de fusão e recuperação de metais raros; forte adaptabilidade às matérias-primas.
4. Processamento de Metais Refratários: Fusão de ligas de tungstênio/molibdênio (com aquecimento auxiliar por plasma).

Configuração Típica e Notas de Operação

• Configuração do Eletrodo: Dois eletrodos superiores (cátodo + ânodo) são padrão; alguns fornos grandes adicionam 2–4 ânodos inferiores refrigerados a água para equilibrar a distribuição de corrente.
• Sistema de Alimentação: Retificador de tiristor + reator CC; o comprimento do arco é ajustado automaticamente pelo mecanismo de elevação do eletrodo para estabilizar a entrada de energia.
• Sistema de Resfriamento: Vazão total de água de 10–500m³/h, pressão de água de 0,3–0,6MPa e condutividade ≤50μS/cm para evitar o superaquecimento do eletrodo.
• Controle da Atmosfera: Vedação opcional com argônio/nitrogênio para reduzir a oxidação e melhorar a recuperação da liga.

Comparação com Outros Tipos de Forno

Tendências de Desenvolvimento

1. Ultra-Alta Potência: Fornos de grande escala (por exemplo, 420t) adotam configurações de cátodo duplo + ânodo inferior múltiplo para melhorar a densidade de potência.
2. Tecnologia de Economia de Energia: Combinado com combustão oxigênio-combustível e recuperação de calor residual, o consumo de energia é reduzido em 10%–15%.
3. Controle Inteligente: Sistemas de controle de comprimento do arco e temperatura baseados em IA para otimizar os ciclos de fusão.
4. Proteção Ambiental: Remoção de poeira de alta eficiência (concentração de emissão ≤10mg/m³) e operação de baixo-NOₓ.

Resumo