Forno de arco submerso de ferronickel 6.3MVA a 45MVA Forno de redução
Propriedades Básicas
Propriedades comerciais
Resumo do Produto
Detalhes do produto
Forno de arco submerso de ferro-níquel
,Forno de arco submerso 6.3MVA
,Forno de redução de 45 MVA
Descrição do produto
I. Visão geral
O forno de arco submerso de ferroníquel (também conhecido como forno de redução) é o equipamento principal projetado especificamente para a fundição de ligas de ferroníquel. Esta série abrange capacidades de 6,3 MVA a 45 MVA, abrangendo unidades de produção de ferroníquel de médio, médio-grande e grande porte. O ferroníquel é uma matéria-prima essencial para a produção de aço inoxidável. O forno de ferroníquel reduz o níquel e os óxidos de ferro do minério de níquel laterítico ao seu estado metálico por meio de energia elétrica, formando a liga de ferroníquel (FeNi).
Este processo é normalmente o componente principal do processo RKEF (Forno Rotativo-Forno Elétrico), oferecendo vantagens como tecnologia madura e qualidade de produto estável, e é particularmente amplamente utilizado na China e no Sudeste Asiático. Grandes SAF de ferroníquel podem atingir 30–72 MVA.
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Faixa de capacidade: 6,3 MVA, 12,5 MVA, 16,5 MVA, 25,5 MVA, 33 MVA, 40,5 MVA, 45 MVA
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Tipo de Forno: Circular ou Retangular, Fixo, Capuz de Baixa Fumo
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Aplicação: Fundição de Liga de Ferroníquel
Os aços estruturais NiCrMo contendo 1% a 4% de níquel são adequados para as indústrias automotiva, de locomotivas e de fabricação de máquinas devido à sua relação favorável entre resistência à tração e peso. Além desses elementos, os aços estruturais resistentes ao desgaste também contêm carbono. Entretanto, os tipos de aço contendo níquel mais importantes e seus maiores consumidores são os aços inoxidáveis e os aços especiais resistentes ao calor. Por exemplo, aços inoxidáveis resistentes ao calor, como Cr18Ni9Ti e Cr17Ni11Mo2, apresentam boa trabalhabilidade a quente e são amplamente utilizados em máquinas, equipamentos médicos, defesa nacional e indústria leve.
O níquel tem um leve efeito de grafitização no ferro fundido, estabilizando a perlita e reduzindo o teor de ferrita. Portanto, o níquel no ferro fundido contribui para a obtenção de uma estrutura uniforme e integrada com boas propriedades. A adição de pequenas quantidades de níquel (0,1% a 1,0%) leva à formação de perlita fina, enquanto maior teor de níquel resulta em estruturas martensíticas e austeníticas. A perlita fina e estável proporciona ao ferro fundido boa usinabilidade e dureza. Consequentemente, peças de ferro fundido contendo níquel são utilizadas na fabricação automotiva.
II. Princípio de funcionamento
O princípio de funcionamento do SAF de ferroníquel é baseado na tecnologia de fundição por arco submerso. Os eletrodos operam profundamente abaixo da camada de carga, com o arco coberto pela carga. A energia do arco e o calor de resistência gerados pela corrente que passa pela carga aquecem o material juntos, reduzindo os óxidos de níquel e ferro ao seu estado metálico em altas temperaturas.
Principais reações de redução (simplificadas):
| Reação | Equação |
|---|---|
| Redução de Níquel | NiO + C → Ni + CO |
| Redução de Ferro | FeO + C → Fe + CO |
Agente Redutor: Coca ou semicoque
Temperatura: 1450–1700°C
Principais vantagens da operação com arco submerso:
Eletrodos imersos em carga, reduzindo a perda de calor
Melhora a eficiência térmica
Protege o revestimento do forno da radiação direta do arco
III. Fluxo do Processo RKEF
RKEF (Forno Rotativo-Forno Elétrico) é atualmente a principal tecnologia de processo para a produção de ferroníquel, apresentando forte adaptabilidade de processo e alta taxa de recuperação de níquel. Este processo combina o SAF de ferroníquel com um forno rotativo para formar um fluxo completo do processo pirometalúrgico.
Descrição detalhada de cada etapa
| Estágio | Descrição |
|---|---|
| 1. Preparação de matéria-prima | Minério de níquel laterita (tipo limonita, Ni 1,5–2,5%, Fe 30–50%, alto MgO, SiO₂), agente redutor (coque/semicoque), fundente (calcário, dolomita, etc.) |
| 2. Secagem e Pré-redução (Forno Rotativo) | O minério é torrado em forno rotativo a 800–1000°C para remover água cristalina, com pré-redução parcial de óxidos de Fe/Ni. A "calcina quente" produzida é diretamente alimentada a quente no SAF, obtendo economias de energia significativas |
| 3. Fundição e Redução (SAF) | Calcina quente + agente redutor + fluxo são adicionados ao forno de ferroníquel. A redução profunda é alcançada sob uma forte atmosfera redutora, produzindo liga de ferroníquel de camada inferior e escória de camada superior. |
| 4. Rosqueamento e refino de ferro | O ferro é batido periodicamente. O ferroníquel fundido pode ser fundido em lingotes ou enviado para um forno de refino (como AOD) para dessulfuração e ajuste de composição. A escória é temperada com água ou usada em materiais de construção |
4. Características do Equipamento
O SAF de ferroníquel possui as seguintes características notáveis:
| Característica | Descrição |
|---|---|
| Tipo de forno | Tipo fixo cilíndrico, estrutura de coifa com baixa emissão de fumaça, operação com pressão micro-positiva, ajuste automático da pressão do forno |
| Sistema de eletrodo | Eletrodo de autocozimento (Søderberg), levantamento do eletrodo usa levantamento hidráulico manual e automático controlado por computador, fixação de anel cônico, liberação de cilindro hidráulico para placas condutoras, dois conjuntos de anéis de fricção e cilindros de elevação para pressão e liberação automática de comprimento fixo |
| Sistema de rede curta | Usa compensador resfriado a água, tubo de cobre resfriado a água, cabo resfriado a água e placa condutora resfriada a água, estrutura de rede curta de economia de energia com arranjo de triângulo externo, garantindo equilíbrio trifásico e valor mínimo de impedância |
| Método de carregamento | Alimentação totalmente automática, alimentação multiponto no forno, alimentação contínua, fundição contínua, correspondência automática |
| Resfriamento inferior do forno | Resfriamento de ar natural |
| Guarda de segurança | Resfriamento de água circulante, sistema de água de reserva de alto nível para evitar danos causados por quedas repentinas de energia, sistema de alarme automático de superaquecimento |
V. Vantagens Técnicas
O SAF de ferroníquel apresenta as seguintes vantagens técnicas em comparação com outros métodos de fundição:
| Vantagem | Descrição |
|---|---|
| Ampla adaptabilidade de matérias-primas | Pode processar minérios de silicato de magnésia, minérios de óxido de níquel do tipo limonita com teor de ferro de até 30% e minérios intermediários. Mais adequado para minérios de óxido de níquel com alto teor de magnésio e baixo teor de ferro que são difíceis de processar usando processos úmidos |
| Ferroníquel de alta qualidade | Para o mesmo minério, o processo RKEF produz ferroníquel de maior qualidade do que outros processos, com baixo teor de elementos nocivos |
| Ecologicamente correto e com economia de energia | Todo o processo é totalmente fechado; a areia torrada é alimentada quente no forno a temperaturas superiores a 800°C, economizando calor físico e químico significativo em comparação com a carga fria, reduzindo significativamente a eletricidade e reduzindo o consumo do agente; o calor residual pode ser recuperado para geração de energia |
| Reciclagem de Resíduos Sólidos | O gás SAF é despoeirado e alimentado em forno rotativo como combustível; escória é temperada e usada como material de construção |
| Automação Total de Processos | Controle automático por computador desde dosagem, alimentação, carregamento até fundição e vazamento de ferro |
VI. Aplicativos
O Ferroníquel SAF é amplamente utilizado nos seguintes campos:
| Aplicativo | Descrição |
|---|---|
| Produção de aço inoxidável | O ferroníquel é uma matéria-prima essencial para a produção de aço inoxidável, especialmente o aço inoxidável da série 300. |
| Produção de Aços Especiais | Usado na produção de ligas de aço, ligas de alta temperatura e outros tipos de aço de alta qualidade |
| Fabricação de liga de ferroníquel | Produção direta de liga de ferroníquel contendo 10-30% de níquel |
VII. Recomendações de seleção
| Fator | Recomendação |
|---|---|
| Condições de matéria-prima | Minério de níquel laterita Ni ≥ 1,8%, Fe 30–50%, MgO ≤ 25%, umidade < 30% |
| Requisito de saída | Para produção anual inferior a 50.000 toneladas, escolha 6,3-16,5 MVA; para 50.000-100.000 toneladas, escolha 25,5-33 MVA; para acima de 100.000 toneladas, escolha 40,5-45 MVA |
| Condições de energia | Capacidade limitada da rede ou alto custo de eletricidade → DC SAF; boas condições de rede → AC SAF |
| Requisito de automação | Adote o sistema de controle DCS para obter controle automático de processo completo de dosagem, alimentação, carregamento, deslizamento do eletrodo, regulação de energia, controle de pressão do forno, etc. |
| Requisito Ambiental | Use tecnologia de coleta de pó de filtro seco, recuperação e utilização de gás, utilização abrangente de escória para alcançar uma produção limpa |
| Orçamento de Investimento | Orçamento limitado → configuração AC padrão; orçamento suficiente → configuração DC ou configuração AC avançada |
| Nome | Nota | Composição Química/% | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Co | C | Si | P | S | Cr | |||
| Ni+Co | ≤ | |||||||
| Ferroníquel | FeNi25 | 20,0-30,0 | 1,0 | 0,03 | 0,05 | 0,03 | 0,04 | 0,1 |
| Ferroníquel | FeNi55 | 50,0-60,0 | 1,0 | 0,05 | 1,0 | 0,03 | 0,01 | 0,05 |
| Ferroníquel contendo carbono | FeNi25C | 20,0-30,0 | 1,0 | 2,0 | 4,0 | 0,04 | 0,04 | 2,0 |
| Ferroníquel contendo enxofre | FeNi25CS | 20,0-30,0 | 1,0 | 2,0 | 4,0 | 0,04 | 0,04 | 2,0 |
Ligas de níquel-ferro com baixo teor de ferro, contendo cromo, cobalto e molibdênio, são geralmente chamadas de ligas à base de níquel resistentes à corrosão Hastelloy quando usadas como ligas de alta temperatura. Sua resistência à tração a 923°C chega a 233,24 MPa. As ligas de ferro-níquel contendo 30% a 90% de níquel apresentam alta permeabilidade magnética, tornando-as adequadas para as indústrias elétrica e eletrônica - por exemplo, a liga Climax contendo 30% de níquel e 70% de ferro. Uma liga composta de 80% de níquel, 14% de cromo e 6% de ferro é um material de mola especial resistente à corrosão usado em aplicações odontológicas. O níquel também é usado na cunhagem de moedas e na indústria de baterias.
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