La fusione ad arco è un metodo metallurgico elettrotermico che utilizza l'energia elettrica per generare un arco tra gli elettrodi o tra gli elettrodi e il materiale fuso per fondere i metalli. Gli archi possono essere generati utilizzando corrente continua o corrente alternata. Quando si utilizza la corrente alternata, ci sarà una tensione zero istantanea tra i due elettrodi. Nella fusione sotto vuoto, a causa della bassa densità di gas tra i due elettrodi, è facile provocare l'estinzione dell'arco. Pertanto, l'alimentazione CC viene generalmente utilizzata per la fusione ad arco sotto vuoto.
In base ai diversi metodi di riscaldamento, la fusione dell'arco può essere suddivisa in due categorie: fusione dell'arco a riscaldamento diretto e fusione dell'arco a riscaldamento indiretto. I principali indicatori tecnici ed economici della fusione ad arco comprendono il tempo di fusione, la quantità di materiale solido del forno fuso per unità di tempo (capacità di produzione), il consumo di elettricità del materiale solido del forno per unità, i materiali refrattari, il consumo di elettrodi, ecc.
1、 Fusione ad arco con riscaldamento diretto
L'arco elettrico generato dalla fusione ad arco a riscaldamento diretto si trova tra l'elettrodo e il materiale fuso del forno. Il materiale del forno viene riscaldato direttamente dall'arco elettrico, che costituisce la fonte di calore per la fusione. Esistono due tipi principali di fusione ad arco a riscaldamento diretto: il metodo di fusione con forno ad arco trifase a riscaldamento diretto senza vuoto e il metodo di fusione con forno ad arco consumabile sotto vuoto a riscaldamento diretto.
(1) Metodo di fusione ad arco trifase con riscaldamento diretto senza vuoto. Questo è un metodo comunemente usato nella produzione dell'acciaio. Il forno elettrico ad arco per la produzione dell'acciaio è il tipo più importante di forno elettrico ad arco trifase a riscaldamento diretto senza vuoto. Il forno elettrico ad arco comunemente indicato dalle persone si riferisce a questo tipo di forno. Per ottenere acciaio altamente legato, è necessario aggiungere componenti di lega all'acciaio, regolare il contenuto di carbonio e altri contenuti di lega dell'acciaio, rimuovere impurità dannose come zolfo, fosforo, ossigeno, azoto e inclusioni non metalliche sottostanti la gamma specificata del prodotto. Queste attività di fusione sono più convenienti da completare in un forno elettrico ad arco. L'atmosfera all'interno del forno elettrico ad arco può essere controllata per essere debolmente ossidante o addirittura riducente attraverso la produzione di scorie. La composizione della lega nel forno elettrico ad arco ha minori perdite di combustione e il processo di riscaldamento è relativamente facile da regolare. Pertanto, sebbene la fusione ad arco richieda una grande quantità di energia elettrica, questo metodo è ancora utilizzato nell'industria per fondere vari acciai legati di alta qualità
(2) Metodo di fusione con forno ad arco sotto vuoto a riscaldamento diretto. Viene utilizzato principalmente per fondere metalli attivi e ad alto punto di fusione come titanio, zirconio, tungsteno, molibdeno, tantalio, niobio e loro leghe. Viene anche utilizzato per fondere acciai legati come acciaio resistente al calore, acciaio inossidabile, acciaio per utensili e acciaio per cuscinetti. Il metallo fuso mediante un forno ad arco consumabile sotto vuoto a riscaldamento diretto ha una diminuzione del contenuto di gas e impurità volatili e il lingotto generalmente non ha porosità centrale. La cristallizzazione del lingotto è più uniforme e le proprietà del metallo migliorano. Il problema con la fusione in forno ad arco consumabile sotto vuoto a riscaldamento diretto è che è difficile regolare la composizione dei metalli (leghe). Sebbene il costo dell'attrezzatura del forno sia molto inferiore a quello del forno a induzione sotto vuoto, è superiore a quello del forno a scorie elettrico e anche il costo di fusione è molto più elevato. Il forno elettrico ad arco autoconsumante sotto vuoto è stato applicato per la prima volta nella produzione industriale nel 1955, inizialmente per la fusione del titanio e successivamente per la fusione di altri metalli ad alto punto di fusione, metalli attivi e acciai legati.
2、 Fusione dell'arco a riscaldamento indiretto
L'arco generato dalla fusione dell'arco a riscaldamento indiretto è tra due elettrodi di grafite e il materiale del forno viene riscaldato indirettamente dall'arco. Questo metodo di fusione viene utilizzato principalmente per fondere rame e leghe di rame. La fusione ad arco a riscaldamento indiretto viene gradualmente sostituita da altri metodi di fusione a causa dell'elevato rumore e della scarsa qualità del metallo.
Orario di pubblicazione: 25 gennaio 2024