Optimisasi Fluks Tanur Busur Listrik
Manajemen fluks adalah salah satu variabel yang paling berpengaruh namun sering kali kurang dihargai dalam pembuatan baja tanur busur listrik (EAF). Komposisi dan perilaku lapisan terak secara langsung mempengaruhi konsumsi energi, keausan refraktori, hasil logam, penghilangan fosfor, dan kualitas keseluruhan baja yang dihasilkan. Mengoptimalkan penambahan fluks — terutama kapur (CaO), dolomit (MgO), dan sumber silika seperti pasir kuarsa — dapat mengurangi waktu tap-to-tap sebesar 5 hingga 10 persen, menurunkan konsumsi energi listrik sebesar 30 hingga 50 kWh per ton, dan secara signifikan memperpanjang umur lapisan refraktori. Peningkatan ini secara langsung diterjemahkan menjadi biaya operasi yang lebih rendah dan produktivitas tanur yang lebih tinggi.
Parameter fundamental dalam manajemen terak EAF adalah rasio kebasaan, biasanya dinyatakan sebagai rasio berat CaO terhadap SiO2, atau lebih tepatnya (CaO + MgO) dibagi (SiO2 + Al2O3). Kebasaan 2,0 hingga 3,5 adalah kisaran target tipikal untuk sebagian besar produksi baja karbon, memberikan keseimbangan yang tepat antara partisi fosfor (yang mendukung kebasaan lebih tinggi), fluiditas terak (yang menurun pada kebasaan sangat tinggi), dan stabilitas terak berbusa. Kebasaan yang terlalu rendah menyebabkan serangan terak yang agresif pada lapisan refraktori berbasis magnesia dan penghilangan fosfor yang buruk, sementara kebasaan yang terlalu tinggi menciptakan terak yang tebal dan lambat yang menghambat transfer panas dan meningkatkan konsumsi energi. Mempertahankan kebasaan target memerlukan koordinasi yang cermat antara laju penambahan fluks dan masukan silika dari scrap, DRI, atau besi tuang.
Praktik terak berbusa adalah teknik yang paling berdampak untuk efisiensi energi EAF. Dengan menyuntikkan karbon (biasanya sebagai karbonisasi atau karbon suntik) dan oksigen ke dalam terak, busa dihasilkan yang menyelimuti busur listrik, melindunginya dari kehilangan radiasi ke dinding dan atap tanur. Terak berbusa yang berkembang dengan baik dapat mengurangi konsumsi energi listrik sebesar 15 hingga 25 persen dan secara dramatis menurunkan konsumsi elektroda. Kunci untuk busa yang stabil adalah mempertahankan viskositas terak yang tepat — yang bergantung pada kebasaan, suhu, dan kehadiran partikel padat tersuspensi — serta pasokan gas CO yang stabil dari reaksi karbon-oksigen. Produk terak olahan dapat digunakan sebagai pra-kondisioner untuk menetapkan kimia terak yang benar pada awal peleburan.
Optimisasi fluks yang efektif juga bergantung pada pengetahuan yang akurat tentang komposisi bahan baku yang masuk. Kontaminasi scrap dengan tanah, karat, dan beton memperkenalkan jumlah SiO2 dan Al2O3 yang bervariasi sehingga menggeser keseimbangan kebasaan. Banyak operasi EAF modern menggunakan analisis terak waktu nyata dan sistem pemberian makan fluks otomatis untuk terus menyesuaikan penambahan sepanjang peleburan. Untuk operasi tanpa sistem tersebut, mengembangkan resep fluks yang kokoh berdasarkan campuran scrap tipikal dan menyesuaikannya berdasarkan analisis sampel terak secara berkala adalah pendekatan praktis. Investasi dalam kontrol fluks yang lebih baik secara konsisten menghasilkan pengembalian melalui tagihan energi yang lebih rendah, konsumsi refraktori yang berkurang, dan kinerja pembuatan baja yang lebih dapat diprediksi.
