El Horno de Refinación en Cuchara (Horno LF) es un dispositivo de refinación secundaria fundamental en la industria metalúrgica, utilizado principalmente para el post-tratamiento de acero fundido (o aleaciones fundidas) después de la fundición primaria (por ejemplo, hornos de arco eléctrico, convertidores). Permite un control preciso de la temperatura del acero fundido, la homogeneización de la composición química, la eliminación profunda de impurezas (S, P, H, O) y la aleación precisa, lo cual es crítico para producir acero de alta calidad y aleaciones especiales. El rango de especificación de 20-150t cubre las necesidades de producción a mediana y gran escala, desde la fabricación de acero especial en lotes pequeños (20-50t) hasta la producción industrial de acero a gran escala (80-150t), sirviendo ampliamente a industrias como la de la nueva energía, la automotriz, la aeroespacial y la maquinaria pesada. A continuación se presenta un desglose detallado de su estructura central, principio de funcionamiento, parámetros técnicos, escenarios de aplicación y ventajas operativas.
La estructura del Horno LF se centra en el cuchara como recipiente de reacción, integrando sistemas de calentamiento, agitación, control de atmósfera y auxiliares. Si bien el diseño general está estandarizado, los componentes clave se escalan y optimizan para diferentes tonelajes para garantizar la eficiencia y la estabilidad.
El funcionamiento del Horno LF sigue un ciclo de "calentamiento-refinación-homogeneización", con 5 etapas clave (tomando como ejemplo un Horno LF de 100t para la producción de acero aleado para automóviles):
- Transferencia de la Cuchara: Después de la fundición primaria (por ejemplo, horno de arco eléctrico de 100t), el acero fundido (temperatura ~1550°C, contenido de S ~0.02%) se transfiere a la cuchara LF mediante una grúa.
- Encendido del Arco y Ajuste de la Temperatura: Bajar los 3 electrodos de grafito a 25-50 mm por encima de la superficie del acero fundido, aplicar un voltaje de 15-35kV para encender el arco. El arco (2500-3000°C) calienta el acero fundido a la temperatura objetivo (1600-1720°C) a una velocidad de 8-15°C/min (controlado ajustando la corriente del electrodo).
- Formación de Escoria y Eliminación de Impurezas: Agregar formadores de escoria (CaO + CaF₂) para formar una escoria de alta alcalinidad (basicidad ≥3.0), que reacciona con el azufre (S) para formar CaS (baja solubilidad en acero fundido) que flota a la capa de escoria. Para la desulfuración profunda, la capa de escoria se mantiene a 50-100 mm de espesor, reduciendo el contenido de S a ≤0.005%.
- Aleación y Homogeneización: Agregar agentes de aleación (por ejemplo, Cr para acero inoxidable, Mo para acero de alta resistencia) a través del alimentador automático. El sistema de soplado de argón desde el fondo agita el acero fundido (intensidad de agitación: 0.5-1.0 m/s), asegurando que los elementos de aleación se disuelvan uniformemente (error de uniformidad de la composición ≤0.05%).
- Inspección Final y Descarga: Después de mantener durante 30-60 minutos (dependiendo del tonelaje), tomar una muestra del acero fundido para el análisis espectral (composición) y la medición de la temperatura con termopar. Si está calificado, inclinar la cuchara para transferir el acero fundido al equipo de colada continua (por ejemplo, colada de losa) para su posterior procesamiento.
Los parámetros varían según el tonelaje para que coincidan con la escala de producción y los requisitos del producto. La siguiente tabla enumera las especificaciones típicas para los segmentos de tonelaje principales:
El Horno LF de 20-150t se utiliza ampliamente en la producción metalúrgica de alta calidad, con la selección del tonelaje adaptada al tipo de producto y al tamaño del lote:
En comparación con los equipos de fundición primaria (convertidores, hornos de arco eléctrico) y otros dispositivos de refinación secundaria (desgasificadores RH), el Horno LF de 20-150t ofrece ventajas únicas:
- Fuerte Flexibilidad del Proceso: Admite refinación atmosférica, desgasificación al vacío y aleación; se puede personalizar para diferentes grados de acero (por ejemplo, acero de bajo carbono, acero de alta aleación) sin modificaciones importantes del equipo.
- Alta Precisión de Refinación: Logra un control estricto de la temperatura (±2-5°C) y la composición (error de uniformidad ≤0.05%), reduciendo las impurezas (H ≤2ppm, S ≤0.003%) para cumplir con los estándares de materiales de alta gama (por ejemplo, acero aeroespacial).
- Eficiencia Energética y Respeto al Medio Ambiente: En comparación con la refundición en hornos de arco eléctrico, los Hornos LF ahorran entre un 30 y un 50% de energía; el sistema de eliminación de polvo cerrado garantiza una emisión de polvo ≤10mg/m³, cumpliendo con las regulaciones nacionales de protección ambiental (por ejemplo, GB 28664-2012 de China).
- Rentabilidad: Para lotes medianos a grandes, el Horno LF de 80-150t permite la producción continua, reduciendo el consumo unitario de energía y los costos laborales; el modelo de 20-50t es rentable para acero especial en lotes pequeños, evitando el desperdicio por sobrecapacidad.
Para garantizar el funcionamiento estable a largo plazo del Horno LF de 20-150t, el mantenimiento regular y las medidas de seguridad son críticos:
- Revestimiento Refractario: Verifique el espesor de la capa de trabajo de la cuchara cada 5-10 lotes; reemplace los ladrillos de magnesia-carbono cuando el espesor se reduzca en un 50% (para evitar fugas de acero fundido). Para los modelos de 80-150t, use medidores de espesor ultrasónicos para pruebas no destructivas.
- Electrodos: Monitoree el desgaste de los electrodos; reemplace los electrodos cuando la longitud sea inferior a 1/3 de la original (para evitar arcos inestables y rotura de electrodos). Limpie los portaelectrodos semanalmente para eliminar los depósitos de óxido.
- Sistema de Enfriamiento por Agua: Limpie las tuberías de agua de enfriamiento cada 3 meses para eliminar las incrustaciones; instale medidores de flujo y sensores de temperatura (active el apagado de emergencia si el flujo cae en un 20% o la temperatura supera los 60°C).
- Enclavamientos de Seguridad: Equipar con múltiples protecciones de seguridad:
- Protección contra descenso excesivo del electrodo (detiene el descenso si el electrodo toca el acero fundido).
- Protección contra sobrecarga de inclinación de la cuchara (evita la inclinación más allá del ángulo seguro).
- Alarma de fuga de gas (para sistemas de argón/vacío) con válvulas de corte automático.
Usos principales: el horno de refinación en cuchara se puede utilizar para refinar acero fundido del horno de refinación primaria (horno de arco eléctrico, horno de hogar abierto, convertidor), que es un equipo metalúrgico importante para satisfacer la colada continua y el laminado continuo.
Aplicación:

El Horno de Refinación en Cuchara se utiliza para refinar el acero fundido del horno de fusión primario (horno de arco eléctrico, horno de inducción, convertidor, etc.), al mismo tiempo que tiene la función de ajustar la temperatura del acero fundido, y ser un
amortiguador de todo el proceso. Se describe como el alma de la mejor línea de producción (horno de fusión primaria + LF + CCM). Se utiliza ampliamente en la refinación de tipos de grados de acero, como acero para rodamientos de bolas, acero estructural aleado, acero para herramientas, acero para resortes, acero al carbono, etc.
Características del equipo: equipo con calentamiento por arco atmosférico, desgasificación al vacío, agitación por soplado de argón, alimentación de alambre por soplado de oxígeno, alimentación a presión atmosférica o al vacío, medición de temperatura, muestreo, cámara de TV, observación de frecuencia y otras funciones.
Composición del equipo:
1. Cuchara y carro de cuchara;
2. Dispositivo de calentamiento (modo de control del electrodo: control manual o control automático por microordenador. Se utilizan una malla corta de ahorro de energía y un brazo transversal conductor);
3. Sistema de vacío y detección;
4. Sistema de válvulas hidráulicas y de control:
5. Sistemas de argón, oxígeno, aire comprimido y agua de refrigeración;
6. Sistema de control eléctrico (control PLC y visualización de imitación de imagen CRT)
7. Sistema de alto voltaje y alta corriente;
8. Líneas de alta corriente.
Especificación:

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