Thành viên:Pham Minh Quang/Electric arc furnace

Một lò hồ quang điện (Xi lanh lớn) đang hoạt động

Bản vẻ bên ngoài và bên trong của một lò hồ quang điện.

Một lò hồ quang điện là một lò luyện kim nung các vật liệu được tích điện bằng một dòng hồ quang điện

Lò hồ quang công nghiệp có kích thước từ đơn vị nhỏ khoảng một tấn công suất (sử dụng trong lò đúc để sản xuất thành phẩm gang) đến khoảng 400 tấn đơn vị được sử dụng cho chế biến thép. Lò hồ quang được sử dụng trong thí nghiệm nghiên cứu và bởi nha sĩ có thể có năng suất chỉ một vài chục gram. Lò hồ quang điện công nghiệp có nhiệt độ lên đến 1,800 °C (35 °F), trong khi phòng thí nghiệm đơn vị có thể vượt hơn 3,000 °C (37 °F).

Lò hồ quang khác với lò cảm ứng là vật liệu tích điện được tiếp xúc trực tiếp với một hồ quang điện, và dòng điện trong điện cực của lò đi trực tiếp qua vật liệu tích điện.

Lịch sử

Lò Stassano trừng bày tại  bảo Tàng della Scienza e della Tecnologia "Leonardo da Vinci", Milan

Trong thế kỷ 19, một số người đã tạo ra một cung hồ quang để làm tan chảy sắt. Ngài Humpry Davy đã tiến hành thử nghiệm vào năm 1810; việc hàn đã được nghiên cứu bởi Pepys vào 1815; Pinchon đã cố gắng để tạo ra một lò nhiệt điện vào năm 1853, và, trong các năm 1878-79, ngài William Siemens đã đăng ký bằng sáng chế cho lò luyện kim loại dạng hồ quang.

Lò hồ quang điện đầu tiên đã được phát triển bởi Paul Héroult, của Pháp, với một nhà máy phục vụ thương mại xây dựng ở Hoa Kỳ vào năm 1907. Anh em Sanderson xây dựng công ty The Sanderson Brothers steel Co. ở Syracuse, New York, lắp đặt lò hồ quang điện đầu tiên ở Mỹ. Lò Này hiện đang được trưng bày ở Quảng trường ga Pittsburgh, Pennsylvania.

Một mặt cắt ngang một lò hồ quang Heroult . E là một điện cực (chỉ có một cái được minh họa), nâng lên và hạ xuống nhờ bánh răng R. Thành lò được lót bằng gạch chịu nhiệt H và K chỉ lớp vải lót. Một cánh cửa ở A cho phép đi vào bên trong. Vỏ lò nằm trên con nghiêng để cho nó để được nghiêng qua và thu hoạch.

Ban đầu, "điện thép" là một sản phẩm đặc biệt cho công việc đặc thù như máy công cụ và lò xo thép. Lò hồ quang cũng được sử dụng để chuẩn bị calcium vonfram để sử dụng trong đèn vonfram. Các lò Stassano là một loại lò hồ quang thường quay để trộn các nguyên liệu. Lò Girod tương tự như lò Héroult.

EAFs được sử dụng rộng rãi trong Thế Chiến II để sản xuất hợp kim thép, nhưng chỉ sau thời kì đó thì dùng điện để sản xuất thép bắt đầu mở rộng. Chi phí và vốn thấp cho một lò-mini-công cuất cố định khoảng $140-200 cho mỗi tấn hàng năm, so với công suất cố định $1.000 mỗi tấn hàng năm cho một hợp máy sản xuất thép tích hợp —cho phép các lò nung được nhanh lắp đặt trong lúc cuộc chiến tranh đang tàn phá châu Âu, và đồng thời có thể cho phép họ thành công cạnh tranh với các nhà sản xuất thép Hoa Kỳ lớn, như Thép Bethlehem và Thép Mỹ,với chi phí thấp, thép carbon "sản phẩm thép dài" (thép xây dựng, cọc và trụ, dây thép và chốt) trong thị trường Mỹ.

Khi Nucor—ở một trong những nhà sản xuất thép lớn nhất ở Mỹ—quyết định nhập vào thị trường sản phẩm thép dài năm 1969, họ đã chọn bắt đầu bằng một lò-mini, với một lò hồ quang điện là lò sản xuất thép, nhanh chóng được áp dụng theo bởi các nhà sản xuất khác. Trong khi Nucor mở rộng nhanh chóng ở phía Đông Mỹ, hoạt động của các công ty đã học theo họ vào ngành lò-mini hoạt động tập trung ở thị trường địa phương với sản phẩm thép dài, nơi mà việc vận hành một lò hồ quang điện cho phép các nhà máy sản xuất thay đổi tùy theo nhu cầu của địa phương. Mô hình này cũng được học theo trên thế giới, với việc sử dụng lò hồ quang điện chủ yếu cho sản xuất sản phẩm thép dài,  trong khi lò tích hợp, sử dụng lò cao và lò thổi cơ bản, tập trung chính vào các thị trường cho "sản phẩm thép cán"—thép tấm và thép tấm nặng. Năm 1987, Nucor đã đưa ra quyết định mở rộng ra thị trường sản phẩm thép cán, vẫn duy trì sử dụng phương pháp sản xuất bằng hồ quang điện.

Xây dựng

Một sơ đồ cắt ngang qua một lò hồ quang điện. Ba điện cực (vàng), bồn nóng chảy (vàng ánh kim), miệng  đổ ở bên trái, mái lò bằng gạch chịu lửa di động, vỏ bằng gạch và một lớp lót lò dạng hình tô/bát 

Một lò hồ quang điện sử dụng cho sản xuất thép bao gồm một lót chịu nhiệt, thường dùng làm mát bằng nước trong các kích thước lớn hơn, bao phủ bởi một mái vòm có thể đóng mở, và thông qua đó một hay nhiều  điện cực bằng than chì  đưa vào lò. Lò chủ yếu là phân chia thành ba phần:

• lớp vỏ, trong đó bao gồm tường bên cạnh và "bát" đựng thép ở dưới ;
• các lò nung, trong đó bao gồm vật liệu chịu nhiệt cố định bát ở dưới;
• các vòm lò, đó có thể là lót chịu nhiệt hoặc làm mát bằng nước và có thể được làm theo hình là một phần của một hình cầu, hoặc như một chọp cụt (phần nón). Mái vòm cũng hỗ trợ chịu lửa ở mặt bằng của trung tâm, nơi một hay hơn điện cực than chì nhập vào.

Tài liệu tham khảo

[[Thể loại:Hồ quang điện]]