1. Forno de Arco Elétrico (EAF)
Função
O principal equipamento de fusão para a fusão de aço inoxidável, que funde sucata de aço, ferro-ligas (como ferrocromo, ferroníquel) e outras matérias-primas em aço líquido, e ajusta preliminarmente a composição (como teor de Cr, Ni).
Estrutura e princípio de funcionamento
Sistema de eletrodos: 3 eletrodos de grafite são alimentados com corrente de alta voltagem para gerar um arco (a temperatura pode atingir acima de 3000℃), que aquece diretamente as matérias-primas no forno.
Corpo do forno: Revestimento refratário (tijolo de magnésia-carbono ou tijolo de alumina), que pode ser inclinado para descarregar o aço.
Sistema auxiliar
Lança de oxigênio: Auxilia na fusão e oxida impurezas (como fósforo e silício).
Sistema de remoção de poeira: Trata a fumaça gerada pela fusão (incluindo partículas de metais pesados)
Características da fusão de aço inoxidável
Matérias-primas: Sucata de aço de baixo carbono ou ferro de redução direta (DRI) devem ser usados para evitar que impurezas (como cobre e estanho) afetem a resistência à corrosão.
Adição de liga: Adicione ferrocromo, ferroníquel, etc. na fase posterior da fusão para garantir uma composição uniforme.
Parâmetros típicos
Capacidade: 50~150 toneladas/forno
Tempo de fusão: 60~90 minutos
Consumo de energia: 350~500 kWh/tonelada de aço
2. Forno AOD (Forno de Descarburação com Argônio e Oxigênio)
Função
O equipamento principal do refino de aço inoxidável, soprando gás misto argônio-oxigênio, pode alcançar descarburação profunda e preservação do cromo (evitar a perda de oxidação do cromo) e controlar com precisão a composição e a temperatura.
Estrutura e princípio de funcionamento
Corpo do forno: estrutura de conversor, revestimento refratário (tijolo de magnésia-cromo), rotação de 360°.
Sistema de injeção de gás
Bocal lateral ou inferior: injeta gás misto O₂, Ar, N₂ (proporção ajustável).
Princípio da reação
Estágio 1 (alto oxigênio): O₂ oxida o carbono para gerar bolhas de CO, descarburação.
Estágio 2 (alto argônio): Ar dilui a pressão parcial de CO para promover a oxidação preferencial do carbono (retenção de cromo).
Sistema de alimentação de liga: ajuste fino da composição (como Mo, Ti) na fase posterior do refino.
Vantagens da fusão de aço inoxidável
Taxa de recuperação de cromo: pode atingir mais de 98% (o conversor tradicional é de apenas 80%).
Controle de baixo carbono: pode produzir aço inoxidável de ultra baixo carbono (como 304L, C≤0,03%).
Parâmetros típicos
Tempo de processamento: 40~60 minutos/forno
Consumo de gás: O₂ 15~25 Nm³/ton, Ar 10~20 Nm³/ton
Controle de temperatura: 1600~1700℃
3. Lingotamento Contínuo
Função
O aço líquido refinado é continuamente vazado em placas (espessura 150~250mm) para fornecer matérias-primas para laminação a quente subsequente.
Estrutura e fluxo do processo
Torre de panela: carrega a panela e injeta continuamente aço líquido no distribuidor.
Distribuidor: distribui o fluxo de aço, estabiliza a velocidade de vazamento e filtra inclusões.
Cristalizador:
Molde resfriado a água de cobre, onde o aço líquido é inicialmente solidificado em uma casca de placa.
Agitação eletromagnética (EMS): melhora a estrutura de solidificação de aços de liga como aço inoxidável.
Zona de resfriamento secundário: pulverização de água acelera a solidificação da casca da placa, e o rolo de suporte controla a forma da placa.
Máquina de endireitamento de placa: puxa e endireita a placa.
Equipamento de corte: tesouras de chama ou hidráulicas são cortadas em placas de comprimento fixo.
Tecnologias-chave para lingotamento contínuo de aço inoxidável
Vazamento protetor: vedações de gás argônio para evitar a oxidação do aço líquido (especialmente aços Ti e Al).
Controle de baixo superaquecimento: reduzir a segregação central (por exemplo, superaquecimento do aço inoxidável 304 ≤ 20°C).
Freio eletromagnético (EMBr): inibe o fluxo de erosão do cristalizador e melhora a qualidade da superfície.
Parâmetros típicos
Velocidade de vazamento: 0,8~1,5 m/min (dependendo do tamanho da seção transversal)
Tamanho da placa: largura 1000~2000mm, espessura 150~250mm
4. Exemplo de processo de sinergia de equipamentos
Fusão EAF: sucata de aço + ferrocromo → fusão inicial, teor de C é de cerca de 1,5~2,0%.
Refino AOD: descarburação para 0,02~0,08%, ajuste Cr/Ni para o valor alvo (como aço 304: 18Cr-8Ni).
Lingotamento contínuo: aço líquido → placa → bobina laminada a quente.
5. Principais diferenças e aplicações industriais
Forno de arco elétrico vs. forno AOD:
O EAF se concentra na fusão e no ajuste inicial da composição, enquanto o AOD é especializado em refino (descarburação, ajuste fino).
Algumas usinas siderúrgicas usam "EAF+VOD (desoxidação a vácuo)" para substituir o AOD, mas o AOD ainda é o principal.
Lingotamento contínuo de aço inoxidável vs. lingotamento contínuo de aço carbono comum:
O aço inoxidável tem alta viscosidade e requer maior força de tração do tarugo;
Sensível a rachaduras (como aço austenítico), é necessário um controle de resfriamento rigoroso.
A coordenação precisa desses equipamentos é a garantia central para a produção de bobinas de aço inoxidável de alta qualidade.
