Che cos'è un forno ad arco elettrico?
Un forno ad arco elettrico (EAF) utilizza archi elettrici tra elettrodi di grafite e la carica metallica per generare calore e fondere il materiale. I forni ad arco elettrico sono fondamentali per la moderna produzione siderurgica e rappresentano circa il 25% della produzione mondiale di acciaio. A differenza degli altiforni, i forni ad arco elettrico utilizzano principalmente rottami di acciaio come materia prima, il che li rende altamente riciclabili.
Componenti chiave della progettazione
Guscio del forno
Il guscio cilindrico, generalmente realizzato in lamiera d'acciaio pesante, contiene il bagno di metallo fuso e resiste a sollecitazioni termiche e meccaniche estreme. I diametri del guscio variano da 2 a 10 metri a seconda della capacità.
Sistema di elettrodi
Tre elettrodi disposti a triangolo forniscono energia al metallo fuso. I diametri degli elettrodi variano da 150 mm a 700 mm. Il consumo di elettrodi è in media di 1,5-4 kg per tonnellata di acciaio prodotta.
Trasformatore
Il trasformatore del forno riduce la tensione di rete (6-35 kV) a una tensione secondaria di 100-400 V. Le potenze nominali variano tipicamente da 15 MVA a 150 MVA per le operazioni su larga scala.
Rivestimento refrattario
Le pareti e il focolare del forno sono rivestiti con materiali refrattari a base di magnesio. Nella produzione di acciaio con convertitore di ossigeno basico (BOC) si utilizzano mattoni di magnesite, mentre nella produzione di acciaio secondaria si impiegano materiali più avanzati.
Tendenze moderne nella progettazione di forni elettrici ad arco (EAF).
I moderni forni ad arco elettrico (EAF) presentano design ad altissima potenza (UHP) con livelli di potenza superiori a 1000 kVA per tonnellata di acciaio. Il preriscaldamento del rottame colato, la pratica della scoria schiumosa e i sistemi di iniezione di carbonio massimizzano l'efficienza energetica.
