Co je to oblouková pec?

Oblouková pec, také známá jako elektrická oblouková pec (EAF), je zařízení používající elektrický oblouk k ohřevu materiálů, obvykle kovů, na teplotu tání. Typická oblouková pec taví materiál nebo „náboj“, jak je známo, průchodem elektrického proudu skrz vsázku přes sadu elektrod. Kombinace tepla generovaného proudovým průchodem a obloukem na povrchu náboje materiál taví. EAF se nacházejí ve výzkumných a stomatologických laboratořích, slévárnách litiny a v závodech na výrobu oceli a mohou mít vnitřní kapacity v rozmezí od několika kilo do 400 tun nebo více. Obloukové pece mají několik odlišných výhod oproti jiným typům pecí.

Elektrická oblouková pec obvykle sestává z pouzdra s bočními stěnami a dna misky. Pec zakrývá zatahovací úsek střechy, skrz který jsou grafitové elektrody spuštěny. Část misky skořepiny je potažena vrstvou žáruvzdorného materiálu známého jako krbu. Kohout nebo výtok použitý k odtoku roztaveného kovu je buď namontován na straně skořepiny nebo na dně mísy. Elektrody jsou obecně kruhového průřezu a jsou vyrobeny ze závitových sekcí, které umožňují přidání nových sekcí, jakmile elektroda shoří.

V obloukové peci lze použít buď zdroje energie střídavého nebo stejnosměrného proudu. Průměrná oblouková pec ocelárny pracuje s dodávkou 400 až 900 voltů při 44 000 ampérů nebo více dodávaných z transformátorů s hodnotami přibližně 60 000 000 voltampérů (60 MVA). Oblouková pec tohoto typu může produkovat přibližně 80 tun roztavené oceli za hodinu. Velikost obloukových pecí sahá od malých jednotek používaných ve výzkumných laboratořích, které drží přibližně jednu libru náboje, až po masivní zařízení pro ocelárny schopné tavit stovky tun materiálu. Největší z těchto pecí mají kapacitu přesahující 300 tun a používají zdroje energie 300 MVA nebo více.

Proces tavení oblouku je poměrně jednoduchý. Jakmile je mísa nebo krbu pece naplněna surovinou, elektrody se spustí, dokud nepřijdou do styku s nábojem. Elektrický proud se pak přivede, obvykle při nižším napětí, aby se zahájil proces. Proud proudem přes náboj ve spojení s radiační energií z oblouku zvyšuje teplo v náboji do bodu, kde se taví. Jakmile se náboj úplně roztaví, jeho teplota a chemické složení se kontroluje pomocí vzdálených sond nebo přívodních trubic; pokud je vše v pořádku, lze roztavený kov poklepat nebo odlit.

Suroviny používané v pecích jsou často doplňovány přidáním surového železa, páleného vápna a dolomitu. Tyto přísady podporují správnou chemickou rovnováhu v roztavené oceli a vytvářejí povrchovou strusku, která vznáší nečistoty a izoluje náboj. Zařízení pro obloukové pece nabízejí mnohem větší flexibilitu než jiné typy pecí; mohou použít výhradní dodávku šrotu a jejich výstup může být upraven tak, aby vyhovoval poptávce. Obloukové pece mohou být také rychle odstaveny a znovu spuštěny, což není případ vysokých pecí. Jsou také levnější při instalaci a spotřebovávají méně energie na provoz na tunu hotového výrobku.