サブマージアーク炉の仕組み

A サブマージアーク炉（SAF） は、フェロアロイ、シリコン、炭化カルシウムなどの金属を製造するために、さまざまな業界で広く利用されている特殊な電気アーク炉です。製造プロセスに不可欠な要素として、一連の制御された化学反応を通じて、原材料を価値のある金属製品に変換します。

サブマージアーク炉の動作原理は、溶融浴の中に浸漬された、電荷と呼ばれる導電性材料に電流を流すことに基づいています。この浴は通常、フラックスと固体還元剤の混合物で構成されています。炉内で達成される高温は、必要な化学反応を促進し、目的の合金または金属を生成します。

a) 炉への装入

プロセスは、固体原材料を装入システムを介して炉に慎重に導入することから始まります。計量システムは、最終製品の所望の組成を維持するために、これらの材料の正確で制御された添加を保証します。一般的に使用される原材料には、金属酸化物、炭素、および特定の合金の製造に不可欠なその他の添加剤の組み合わせが含まれます。

b) 電流供給とアーク形成

装入が完了すると、炉に電流が供給され、電極と装入物の間にアークが形成されます。このアークは強烈な熱を発生させ、装入物を溶融させ、溶融プールに組み込みます。溶融プールは、電流の流れのための非常に導電性の高い媒体を提供し、プロセス全体での効率的なエネルギー伝達を保証します。

c) 溶融プール内での化学反応

サブマージアーク炉の運転中、溶融プール内でさまざまな化学反応が発生します。これらの反応は、最終製品の所望の組成と特性を達成するために不可欠です。製造される特定の合金に応じて、所望の反応を促進するために、さまざまなフラックスと還元剤が使用されます。

d) 還元反応とスラグ反応

炉内の反応は、大きく分けて還元反応とスラグ反応に分類できます。還元反応には、装入物中に存在する金属酸化物から酸素を除去し、金属合金を生成することが含まれます。一方、スラグ反応は、溶融プールの最上部にスラグ層を形成することにつながります。このスラグ層は、不純物の除去と金属の酸化からの保護に役立ちます。

サブマージアーク炉内の温度は摂氏数千度まで上昇し、急速な化学反応に必要な条件を提供します。強烈な熱は、溶融プールの徹底的な混合と均質化を保証し、最終的に高品質の合金を生成します。

e) タッピングと最終製品の除去

必要な反応時間が経過すると、最終製品は慎重に制御されたタッピングプロセスを介して炉から取り出されます。これには、炉から溶融金属とスラグの流れを管理することが含まれます。金属はラドルまたは金型に収集され、所望の形状に凝固され、使用または連続鋳造に必要な場所に輸送されます。

要約すると、サブマージアーク炉は、さまざまな金属および合金の製造において重要な役割を果たしています。電流と強烈な熱を利用することにより、原材料を価値のある製品に効果的に変換します。サブマージアーク炉の内部構造を深く理解することで、製造プロセスを最適化し、高品質の金属合金の製造を保証することができます。

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