Piec łukowy (EAF)
Piec łukowy, znany jako Electric Arc Furnace (EAF), to elektryczny piec, który wykorzystuje łuk elektryczny do nagrzewania wsadu do temperatury 1400–2000 °C. Wyróżniamy dwa typy pieców łukowych:
- Piec łukowy pośredni – łuk płonie nad wsadem, a ciepło przenosi się przez promieniowanie.
- Piec łukowy bezpośredni – łuk płonie między elektrodami a wsadem.
Piec ten jest szeroko stosowany w produkcji stali oraz w recyklingu złomu.
Budowa pieca łukowego
Piec ma cylindryczny kształt z półkulistym dnem i jest pokryty stalowym pancerzem o grubości 1-1,5 cm. Wyposażony jest w okno robocze do przeprowadzania operacji metalurgicznych oraz rynnę spustową do odlewania metalu.
Wnętrze pieca składa się z kilku warstw:
- Izolacyjna warstwa trzonu – płytki włókien glinokrzemianowych i kształtki szamotowe.
- Podstawowa warstwa – płyty magnezytowe.
- Warstwa robocza – ubijany mielony magnezyt lub dolomit.
Ściany pieca posiadają izolację oraz warstwę roboczą z kształtek magnezytowo-chromidowych.
Sklepienie pieca, zbudowane z chłodzonego wodą pierścienia stalowego, jest szczególnie narażone na erozję. Żywotność sklepienia wynosi od 130 do 400 wytopów.
Elektrody
Elektrody, najczęściej grafitowe, są opuszczane do pieca przez otwory w sklepieniu. Ich położenie regulowane jest na podstawie pomiaru natężenia prądu. W pierwszej fazie roztapiania, piec o pojemności 8 ton zasilany jest prądem o napięciu około 300 V, które w miarę postępu procesu jest stopniowo obniżane.
Optymalizacja procesu wytopu
Aby zwiększyć efektywność wytopu i zredukować zużycie energii, stosuje się różne techniki, takie jak:
- Montaż dodatkowych palników gazowo-tlenowych.
- Wdmuchiwanie pyłu węglowego z tlenem w celu intensyfikacji mieszania wsadu.
- Spienianie żużla przy użyciu sproszkowanego nawęglacza.
Te metody przyczyniają się do znacznego skrócenia czasu nagrzewania oraz zmniejszenia strat prądu, które mogą wynosić nawet do 7% w przypadku osłoniętego łuku elektrycznego.
