December 25, 2025
يشمل صهر السبائك الحديدية عدة تقنيات، بما في ذلك طريقة الاختزال الحراري الكهربائي (خاصة إنتاج الكروم الحديدي بفرن القوس المغمور)، والاختزال الحراري للمعادن، والتحليل الكهربائي. يعتمد اختيار الطريقة على تنوع السبائك الحديدية المطلوبة ومواصفات الجودة. تشمل الطرق الرئيسية الاختزال الكربوني الحراري (باستخدام الأفران العالية)، والاختزال الحراري الكهربائي (أفران القوس المغمور للكروم الحديدي)، والاختزال الحراري للمعادن، والتحليل الكهربائي. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تخضع منتجات السبائك الحديدية عالية الكربون وعالية السيليكون لمزيد من التنقية من خلال عمليات مثل الاختزال الحراري الكهربائي للسيليكون، وإزالة الكربنة بالأكسجين، وإزالة الكربنة في الحالة الصلبة بالفراغ، وتحويلها إلى منتجات سبائك حديدية متوسطة ومنخفضة الكربون.
الجهاز الأساسي لصهر الفرن العالي هو الفرن العالي نفسه، حيث تعكس عملية صهر السبائك الحديدية تلك الخاصة بإنتاج الحديد الزهر، والمعروفة باسم طريقة الاختزال الكربوني الحراري. تشمل المنتجات الناتجة عن هذه الطريقة الحديد المنغنيز، والحديد المرآة (الحديد المنغنيز الذي يحتوي على أقل من 30٪ من المنغنيز)، والسيليكون الحديدي منخفض السيليكون (الذي يحتوي على 10٪ إلى 15٪ من السيليكون)، والنيكل الحديدي.
يتم إنتاج غالبية منتجات السبائك الحديدية، مثل السيليكون الحديدي، والمنغنيز الكربوني الحديدي، وسبائك السيليكون والمنغنيز، والكروم الكربوني الحديدي، والنيكل الحديدي، وسبائك السيليكون والكروم، وسبائك السيليكون والكالسيوم، باستخدام أفران القوس المغمور، خاصة للكروم الحديدي.
في فرن القوس المغمور، يتم دمج الخام مع فحم الكوك أو عامل اختزال كربوني آخر، ويتم تحقيق الصهر من خلال التسخين الكهربائي. أثناء التشغيل، يتم دفن الأقطاب الكهربائية داخل الشحنة، مما يولد حرارة القوس بين طرف القطب الكهربائي وقاع الفرن أو طبقة فحم الكوك، بالإضافة إلى حرارة المقاومة من التيار المار عبر الشحنة والخبث.
نظرًا لأن عناصر مثل المنغنيز والكروم تشكل بسهولة الكربيدات، فإن صهر الحديد المنغنيز والكروم الحديدي ينتج عادة منتجات سبائك حديدية عالية الكربون. على العكس من ذلك، فإن المنتجات مثل سبائك السيليكون والمنغنيز، وسبائك السيليكون والكروم، وسبائك السيليكون والكالسيوم تحتوي بشكل عام على نسبة كربون أقل بسبب تأثير السيليكون. نظرًا لأن الكهرباء تعمل كمصدر الحرارة الأساسي والكربون كعامل الاختزال الرئيسي في صهر فرن القوس المغمور، فإن هذه الطريقة يشار إليها أيضًا باسم الطريقة الحرارية الكهربائية أو الكربوحرارية الكهربائية.
في عمليات فرن القوس المغمور القياسية، يتم تفريغ مصهور السبائك الحديدية والخبث بشكل دوري من خلال فتحات الصنبور ومخارج الخبث. يتم إنتاج السبائك الحديدية ذات نقاط الانصهار المرتفعة بشكل استثنائي، مثل التنجستن الحديدي، باستخدام طرق استخلاص الحديد أو التكتل.
يعتبر فرن القوس المغمور حجر الزاوية في صهر السبائك الحديدية الحرارية الكهربائية، وغالبًا ما يدفن أقطابه الكهربائية بعمق في الشحنة، ومن هنا جاء اسمه. تؤثر معلمات الفرن، مقسمة إلى معدات ومعلمات خصائص الصهر، بشكل كبير على المؤشرات الفنية والاقتصادية لإنتاج السبائك الحديدية.
في عملية صهر إنتاج الكروم الحديدي باستخدام فرن القوس المغمور، تتبع الاستفادة من عامل الاختزال الكربوني مبدأين:
تتضمن تنقية السبائك الحديدية الخام، التي تم صهرها في البداية في أفران القوس المغمور أو الأفران العالية، عدة عمليات رئيسية:
طريقة الأكسجين في المحول: باستخدام محول مع طرق إمداد الأكسجين المختلفة (النفخ العلوي، السفلي، الجانبي، والنفخ المركب العلوي السفلي)، تتضمن هذه العملية خلط سبيكة الحديد عالية الكربون السائلة مع الأكسجين النقي والمبرد ومواد تكوين الخبث. يتم نفخ الأكسجين عالي الضغط في المحول لتسهيل إزالة الكربنة من خلال تفاعلات الأكسدة، مما ينتج الكروم الحديدي والمنغنيز الحديدي متوسط ومنخفض الكربون بشكل متقطع.
إنتاج الكروم الحديدي بفرن القوس المغمور - طريقة هز الحقيبة: تتضمن عملية التنقية الحرارية الكهربائية للسيليكون هذه صهر سبائك رئيسية من السيليكون والمنغنيز أو السيليكون والكروم متوسطة ومنخفضة الكربون في فرن القوس المغمور، ثم التنقية باستخدام خام المنغنيز أو الكروم في فرن تنقية كهربائي وحقيبة هزازة، مع إضافة تدفق الجير لإزالة السيليكون.
طريقة إزالة الكربنة في الحالة الصلبة بالفراغ: يتم طحن سبائك الحديد الصلبة عالية الكربون إلى مسحوق، وخلطها مع عامل مؤكسد، وإخضاعها لإزالة الكربنة تحت الفراغ بعد الخلط والضغط والتجفيف، مما ينتج منتجات سبائك الحديد الدقيقة الكربون، وتستخدم في المقام الأول لإعداد الكروم الحديدي منخفض الكربون.
طريقة تبادل الحرارة: تُعرف أيضًا باسم طريقة بيرين، التي اخترعها ر. بيرين، تتضمن تقنية إزالة السيليكون والتنقية هذه خلط المعدن السائل مع الخبث السائل، وتستخدم في المقام الأول لتنقية الكروم الحديدي.
نحن شركة تصنيع أفران كهربائية محترفة. لمزيد من الاستفسارات، أو إذا كنت بحاجة إلى أفران القوس المغمور، أو أفران القوس الكهربائي، أو أفران التنقية بالمغرفة، أو معدات الصهر الأخرى، فيرجى عدم التردد في الاتصال بنا على susan@aeaxa.com
