電気アーク炉製鋼は、電極アークを発生させ、電気エネルギーをアーク内で熱エネルギーに変換することで、炉材を溶解し、硫黄やリンなどの不純物を除去し、必要な元素（炭素、ニッケル、マンガンなど）を添加することで、様々な特性を持つ鋼または合金を製錬します。電気エネルギーによる加熱は、炉内の温度を正確に制御し、低温の排ガスを生成することができます。アーク製鋼炉の熱効率は転炉よりも高いです。
電気炉製鋼の技術開発は約100年の歴史を持ち、他の製鋼方法は常に製鋼上の課題と競争に直面しており、特に高効率酸素製鋼の影響を受けています。しかし、世界の鉄鋼生産量に占める電気炉製鋼の割合は年々増加しています。1990年代初頭には、世界の電気炉製鋼は総鉄鋼生産量の3分の1を占めていました。一部の国では電気炉が主要な製鋼技術であり、電気炉製錬による鉄鋼生産の割合はイタリアの70%以上でした。
1980年代には、電気炉による鋼材生産において連続鋳造が普及し、スクラップ予熱・電気アーク炉による製錬・精錬・連続鋳造・連続圧延という「省エネ型生産プロセス」が徐々に確立されました。アーク炉は主にスクラップを製鋼原料として迅速に利用する設備です。超高出力交流アーク炉のアーク不安定性、三相電源の電流不平衡、電力網への深刻な影響を根本的に克服するため、直流アーク炉の研究が進められ、1世紀初頭に産業応用が始まりました。
1990 年代半ばには、1 ルートのグラファイト電極のみを使用する DC アーク炉が世界中で広く使用されるようになりました (2 ルートのグラファイト電極を使用する DC アーク炉もいくつかあります)。
黒鉛電極の消費量を大幅に削減できることが DC アーク炉の最大の利点です。1970 年代末以前、AC アーク炉では鋼材 1 トンあたりの黒鉛電極の消費量は 5 ～ 8kg で、黒鉛電極のコストが鋼材総コストの 10 ～ 15% を占めていましたが、さまざまな対策を講じて、黒鉛電極の消費量を 4 ～ 6kg に減らし、生産コストを 7 ～ 10% にまで削減しました。高出力および超高出力製鋼法を使用すると、電極の消費量は 2 ～ 3kg/T 鋼材にまで削減され、黒鉛電極を 1 本だけ使用する DC アーク炉では、黒鉛電極の消費量を 1.5kg/T 鋼材以下にまで削減できます。
理論と実践の両方から、ACアーク炉と比較してグラファイト電極の単一消費量を40%～60%削減できることが示されています。
投稿日時: 2022年5月6日