کوره قوس الکتریکی چیست؟ azarnafis

کوره قوس الکتریکی (به انگلیسی: Electric Arc Furnace) که به صورت مخفف EAF نامیده می‌شود، کوره‌ای است که مواد فلزی با استفاده از یک قوس الکتریکی ذوب می‌شود. این کوره‌ها اندازه‌های متفاوتی داشته و در ایران به صورت کوره‌های قوس الکتریکی سنتی (تخلیه از ناودان) و EBT (تخلیه از کف) استفاده می‌گردند. دمای ذوب و تخلیه در این کوره‌ها در حدود ۱۶۰۰ درجه و در بعضی از کوره‌های آزمایشگاهی گاهی دما به ۳۰۰۰ درجه سانتی‌گراد می‌رسد.

مهم‌ترین مواد اولیه برای تولید فولاد و چدن در کوره‌های قوس الکتریکی عبارتند از آهن قراضه، آهن اسفنجی، شمش چدن کوره بلند، فرو آلیاژهای آهک و فلورین می‌باشد. در ایران عمدتاً از آهن قراضه و از آهن اسفنجی به صورت گندله یا خشته استفاده می‌گردد که می‌تواند به دلیل فراوانی واحدهای احیای مستقیم باتوجه به در دسترس‌بودن منابع گاز طبیعی در ایران باشد.

نوع دیگری از ماده شارژ کوره در برخی کشورها، تغذیه مداوم آهن اسفنجی خشته‌شده گرم است.^[۱] کوره‌های قوس الکتریکی، از طریق ذوب شدن بار کوره توسط قوس الکتریکی ایجاد شده بین الکترودهای گرافیتی و بار فلزی، کار می‌کنند. در این روش، ابتدا آهن اسفنجی تولید شده در فرایند احیای مستقیم درون کوره قوس الکتریکی ریخته می‌شود تا ذوب گردد. دمای این کوره‌ها به حدی است که در همان ذوب اولیه فولاد با درصد کربن نسبتاً پایین تولید می‌شود. سپس فولاد تولیدشده درون کوره پاتیلی ریخته می‌شود تا در آنجا عملیات آلیاژسازی انجام شود. این عملیات شامل تنظیم کردن میزان کربن، اضافه کردن عناصر آلیاژی و یکدست‌سازی ترکیب فولاد است.

کوره‌های قوس الکتریکی اساساً یک حمام بزرگ و کم عمق با بدنهٔ فولادی هستند؛ که با مواد نسوز^[۲] مقاوم در برابر حرارت پوشش داده می‌شوند.

همچنین دما در این کوره‌ها بسیار بالا است (حدود ۳۰۰۰ درجه سانتی‌گراد) و تقریباً هیچ ماده نسوزی تحمل همچین دمایی را ندارد. به همین علت برای کاهش دما، بدنه و سقف این کوره‌ها را با لوله‌های آبگرد پوشانده شده‌است.

به‌طور کلی بدنهٔ کوره‌های قوس الکتریکی از سه بخش اصلی تشکیل شده‌است که عبارت‌اند از: کف یا بوته (heats)، دیوار جانبی (shell) و سقف (roof).

• سقف کوره (roof): به صورت یک کلاهک است و معمولاً به گونه‌ای طراحی می‌شود که هم سبک باشد و هم استحکام لازم را داشته باشد. در سقف کوره‌های قوس الکتریکی معمولاً سه سوراخ قرار دارند که این سه منفذ محل عبور الکترودها هستند. در کوره‌های قوس الکتریکی معمولاً سقف به گونه‌ای طراحی می‌شود که همراه با الکترودها قابل حرکت باشند.
• دیوار جانبی کوره (shell): عموماً به صورت استوانه‌ای هستند و با مواد نسوز و همچنین لوله‌های آبگرد پوشیده شده‌است.
• کف یا بوته کوره (heats): حالت قوسی شکل دارد و برعکس سقف آن عمقش نسبتاً کم و سطح آن زیاد است تا فصل مشترک مذاب با سرباره بیشترین مقدار باشد.