La fusion à l'arc est une méthode métallurgique électrothermique qui utilise l'énergie électrique pour générer un arc entre les électrodes ou entre les électrodes et le matériau fondu pour faire fondre les métaux. Les arcs peuvent être générés en utilisant du courant continu ou du courant alternatif. Lors de l'utilisation d'un courant alternatif, il y aura une tension nulle instantanée entre les deux électrodes. En fusion sous vide, en raison de la faible densité du gaz entre les deux électrodes, il est facile de provoquer l'extinction de l'arc. Par conséquent, l’alimentation CC est généralement utilisée pour la fusion à l’arc sous vide.
Selon différentes méthodes de chauffage, la fusion à l'arc peut être divisée en deux catégories : la fusion à l'arc à chauffage direct et la fusion à l'arc à chauffage indirect. Les principaux indicateurs techniques et économiques de la fusion à l'arc comprennent le temps de fusion, la quantité de matériau solide du four fondu par unité de temps (capacité de production), la consommation électrique unitaire de matériau solide du four, les matériaux réfractaires, la consommation d'électrodes, etc.
1、 Fusion à l'arc à chauffage direct
L'arc électrique généré par la fusion de l'arc de chauffage direct se situe entre la tige d'électrode et le matériau fondu du four. Le matériau du four est directement chauffé par l’arc électrique, qui est la source de chaleur nécessaire à la fusion. Il existe deux principaux types de fusion à l'arc à chauffage direct : la méthode de fusion au four à arc triphasé à chauffage direct sans vide et la méthode de fusion au four à arc consommable sous vide à chauffage direct.
(1) Méthode de fusion à l’arc triphasé à chauffage direct sans vide. Il s’agit d’une méthode couramment utilisée dans la fabrication de l’acier. Le four à arc électrique pour la sidérurgie est le type le plus important de four à arc électrique triphasé à chauffage direct sans vide. Le four à arc électrique communément évoqué par les gens fait référence à ce type de four. Afin d'obtenir un acier fortement allié, il est nécessaire d'ajouter des composants d'alliage à l'acier, d'ajuster la teneur en carbone et d'autres alliages de l'acier, d'éliminer les impuretés nocives telles que le soufre, le phosphore, l'oxygène, l'azote et les inclusions non métalliques ci-dessous. la gamme spécifiée du produit. Ces tâches de fusion sont plus pratiques à réaliser dans un four à arc électrique. L'atmosphère à l'intérieur du four à arc électrique peut être contrôlée pour être faiblement oxydante, voire réductrice, grâce à la production de scories. La composition de l'alliage dans le four à arc électrique présente moins de pertes de combustion et le processus de chauffage est relativement facile à ajuster. Par conséquent, bien que la fusion à l’arc nécessite une grande quantité d’énergie électrique, cette méthode est toujours utilisée dans l’industrie pour fondre divers aciers alliés de haute qualité.
(2) Méthode de fusion au four à arc sous vide à chauffage direct. Il est principalement utilisé pour faire fondre des métaux actifs et à point de fusion élevé tels que le titane, le zirconium, le tungstène, le molybdène, le tantale, le niobium et leurs alliages. Il est également utilisé pour fondre des aciers alliés tels que l’acier résistant à la chaleur, l’acier inoxydable, l’acier à outils et l’acier à roulements. Le métal fondu par un four à arc consommable sous vide à chauffage direct présente une diminution de la teneur en gaz et en impuretés volatiles, et le lingot n'a généralement pas de porosité centrale. La cristallisation du lingot est plus uniforme et les propriétés du métal sont améliorées. Le problème avec la fusion au four à arc consommable sous vide à chauffage direct est qu’il est difficile d’ajuster la composition des métaux (alliages). Bien que le coût d'équipement du four soit bien inférieur à celui du four à induction sous vide, il est supérieur à celui du four à laitier électrique, et le coût de fusion est également beaucoup plus élevé. Le four à arc électrique à autoconsommation sous vide a été utilisé pour la première fois dans la production industrielle en 1955, initialement pour faire fondre le titane, puis pour faire fondre d'autres métaux à point de fusion élevé, des métaux actifs et des aciers alliés.
2、 Fusion à l'arc par chauffage indirect
L'arc généré par la fusion de l'arc à chauffage indirect se situe entre deux électrodes de graphite et le matériau du four est indirectement chauffé par l'arc. Cette méthode de fusion est principalement utilisée pour faire fondre le cuivre et ses alliages. La fusion à l'arc par chauffage indirect est progressivement remplacée par d'autres méthodes de fusion en raison de son bruit élevé et de la mauvaise qualité du métal.
Heure de publication : 25 janvier 2024