Introduction complète
Four à arc électrique au carbure de calcium : Le nom standard de l’industrie est four à arc submergé (SAF), communément appelé four à arc électrique au carbure. Ce four peut accueillir quatre produits de fusion majeurs : le carbure, le ferrosilicium, le silicomanganèse et le ferrochrome. Il s'agit d'un équipement de réduction électrothermique de base pour la métallurgie et l'industrie chimique.
二, Présentation générale de l'équipement
1. Principe de fonctionnement
Technologie de réduction carbothermique électrothermique : trois électrodes autocuisson s'insèrent dans la charge du four pour former un arc électrique immergé. La chaleur provient de deux sources :
- Arc électrique à haute température (1 600-2 500 ℃) entre la pointe de l'électrode et la matière première
- Chaleur de résistance générée lorsqu'un courant important traverse la charge solide du four
Le coke/anthracite agit comme agent réducteur, réduisant les oxydes métalliques contenus dans le minerai en alliage fondu ou en carbure de calcium. Alimentation continue + taraudage intermittent pour une production 24h non-stop.
2. Composition de l'équipement de base
- Corps principal du four
Coque du four (structure en acier refroidie à l'eau), revêtement réfractaire carbone/magnésie, couvercle du four, canal de coulée, sortie de laitier, plateforme du four. Classé comme four ouvert, semi-fermé et entièrement fermé (entièrement fermé pour la récupération des gaz de combustion et la protection de l'environnement).
- Système d'alimentation
Transformateur haute tension, système conducteur à filet court, compensation de puissance réactive et armoire de filtrage des harmoniques, salle de contrôle électrique PLC. Prend en charge les modèles basse/haute/ultra-haute puissance (3 300 kVA ~ 81 000 kVA).
- Système de levage d'électrodes et hydraulique
Cylindre hydraulique, pinces de maintien d'électrode, anneau de pression, dispositif d'alimentation en pâte d'électrode ; réglage automatique du levage pour stabiliser la résistance de l'arc.
- Système de dosage et d'alimentation des matières premières
Silos de matières premières, doseur de pesée automatique, convoyeur à bande, goulotte de chargement supérieure scellée, mécanisme d'alimentation anti-poussière.
- Circulation auxiliaire et système environnemental
Unité de circulation de refroidissement par eau complète, récupération de chaleur résiduelle des gaz de combustion, système de dépoussiérage des sacs, canalisation de collecte de gaz CO, unité de désulfuration et de dénitrification.
- Système de surveillance intelligent
Surveillance en ligne de la température, du courant, de la tension, de la pression du four et des gaz de combustion en temps réel, alarme automatique et réglage de la charge.
3. Avantages de l'équipement
- Compatibilité multi-produits:Un four bascule entre le carbure de calcium, le ferrosilicium, le silicomanganèse et le ferrochrome en ajustant la formule des matières premières et la disposition flexible de la ligne de production.
- Haute efficacité thermique:Les électrodes enfouies dans la charge réduisent les pertes par rayonnement thermique et la consommation d'énergie est inférieure de 8 à 15 % à celle des fours à arc ouvert.
- Faible coût d'exploitation:Les électrodes autocuisson économisent la consommation de graphite ; Le four entièrement fermé recycle les gaz de combustion du CO pour la production d'électricité ou le chauffage.
- Qualité d'alliage stable:Un contrôle précis de l'énergie électrique garantit une composition chimique stable et un taux de récupération des métaux élevé ≥92 %.
- Intensité de travail automatique et faible: Dosage automatique, levage d'électrodes, machines auxiliaires de taraudage, contrôle central par API.
- Conformité environnementale verte:Dépoussiérage entièrement scellé + récupération de chaleur résiduelle, répond aux normes nationales d'émission industrielle.
4. Tableau de référence des paramètres techniques
| Produit de fusion |
Principales matières premières |
Température du four |
Consommation d'énergie (kWh/t) |
| Carbure de Calcium |
Chaux vive + Coca |
1900-2200℃ |
29h00-33h00 |
| Ferrosilicium (FeSi75) |
Quartz + Coke + Ferraille |
1700-1900℃ |
4800-5600 |
| Silicomanganèse |
Minerai de manganèse + Quartz + Coke + Chaux |
1350-1600℃ |
3600-4200 |
| Ferrochrome à haute teneur en carbone |
Minerai de chromite + Coke + Chaux |
1650-1800℃ |
3 800 à 4 500 |
三, Introduction détaillée de quatre principaux produits de fusion
1. Carbure de calcium (CaC₂)
Formule de production
CaO + 3C = CaC₂ + CO ↑ (réaction électrothermique à 2000℃)
Qualité et application
- Qualité standard : 295 L/kg, 300 L/kg, 315 L/kg de rendement en gaz
- Utilisations principales :
- Production de gaz acétylène pour la découpe/soudage des métaux, matière première en plastique PVC
- Désulfurant et désoxydant d'acier en métallurgie
- Matière première pour pesticide, synthèse chimique de cyanamide de calcium
2. Ferrosilicium (grades grand public FeSi45 / FeSi75)
Matières premières : Sable de quartz de haute pureté, coke métallurgique, ferraille d'acier, chaux
Composition du noyau (FeSi75) : Si 72–80 %, équilibre Fe, faibles impuretés Al/C/P
Applications industrielles
- Désoxydant primaire en acier au carbone, fusion d'acier inoxydable ; éliminer l'oxygène de l'acier en fusion pour améliorer les performances mécaniques
- Additif d'alliage : améliore la résistance à la traction et à l'usure de l'acier.
- Inoculant pour l'industrie de la fonderie : affine le grain de graphite, réduit les défauts de coulée
- Production d'alliages composites silicium-manganèse et silicium-calcium
3. Alliage de silicomanganèse (courant dominant FeMn68Si18)
Matières premières : Minerai de manganèse, silice, coke, chaux fluxante
Composition typique : Mn 65–70 %, Si 16–22 %, C ≤2,0 %
Avantages et utilisation
Double désoxydant et agent d'alliage, moins coûteux que l'utilisation combinée de ferromanganèse pur + ferrosilicium :
- Additif principal pour l'acier faiblement allié, les tôles de navire, l'acier de construction et l'acier pour pipelines
- Réduisez simultanément la teneur en oxygène et en soufre, améliorez la ténacité et la soudabilité de l'acier
- Matière première pour le raffinage du ferromanganèse à faible teneur en carbone
4. Ferrochrome (ferrochrome à haute teneur en carbone/carbone moyen/ferrochrome à faible teneur en carbone)
Matières premières : Minerai de chromite, coke, chaux, silice
Principales qualités et utilisations
- Ferrochrome à haute teneur en carbone (C 4–8 %) : matière première pour l'acier inoxydable, fonte résistante à l'usure
- Ferrochrome à teneur moyenne/faible en carbone : produit de l'acier inoxydable résistant à la corrosion et de l'acier à outils allié
- Fonction principale : ajoutez un élément de chrome pour former un film antirouille passif, améliorez la dureté et la résistance à l'oxydation de l'acier.
四, Flux de processus de production complet
Concassage et séchage des matières premières → Mélange automatique par lots → Chargement scellé par le haut dans SAF → Réduction à haute température de l'arc immergé → Taraudage en alliage/carbure fondu → Descoration en poche → Coulée et refroidissement → Concassage et criblage → Stockage et expédition du produit fini
五, Domaines d'application du four
- Usine métallurgique de ferroalliages : production de masse de ferrosilicium, de silicomanganèse et de ferrochrome pour les aciéries
- Usine chimique de carbure de calcium : production de matières premières chimiques d’acétylène
- Entreprise métallurgique et chimique intégrée : commutation flexible multi-produits pour équilibrer les fluctuations des prix du marché des alliages et du carbure de calcium