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Los hornos de arco sumergido (FAS) y los hornos de arco eléctrico (HEA) se utilizan para fundir y refinar metales, pero difieren significativamente en su diseño, funcionamiento y aplicación. Los hornos de arco eléctrico se utilizan principalmente para producir ferroaleaciones y otros metales no férreos, mientras que los hornos de arco eléctrico suelen emplearse en la fabricación de acero. Las principales diferencias radican en la configuración de los electrodos, los mecanismos de calentamiento y los procedimientos operativos. Los SAF funcionan con electrodos sumergidos que generan calor mediante la energía del arco y el calentamiento resistivo, mientras que los EAF se basan únicamente en la energía del arco, con electrodos situados por encima de la carga. Además, los SAF suelen ser procesos continuos o semicontinuos, mientras que los EAF suelen ser procesos discontinuos. Comprender estas diferencias es crucial para seleccionar el horno adecuado para aplicaciones industriales específicas.

Explicación de los puntos clave:

1. Configuración de los electrodos y mecanismo de calentamiento:

   • Horno de arco sumergido (SAF):
     • Utiliza electrodos sumergidos en el material de carga.
     • El calor se genera mediante una combinación de energía de arco y calentamiento resistivo a medida que la corriente atraviesa la carga.
     • Los electrodos suelen ser de grafito y se introducen en la carga para mantener un arco estable.
   • Horno eléctrico de arco (EAF):
     • Utiliza electrodos situados por encima del material de carga.
     • El calor se genera principalmente a través de la energía del arco entre los electrodos y la carga.
     • Los EAF pueden ser de CA (con tres electrodos) o de CC (con un solo electrodo y un ánodo inferior).

2. Procedimiento operativo:

   • Horno de arco sumergido (SAF):
     • Funciona de forma continua o semicontinua.
     • Los materiales se introducen de forma intermitente en el horno y una machacadora mantiene la superficie del material.
     • El metal fundido y la escoria se acumulan en el fondo y se descargan periódicamente a través de un orificio de grifo.
     • El proceso está diseñado para reacciones a alta temperatura, por lo que es adecuado para producir ferroaleaciones y otros metales no férreos.
   • Horno eléctrico de arco (EAF):
     • Funciona en un proceso por lotes.
     • Se introduce chatarra u otras materias primas en el horno y se bajan los electrodos para crear un arco.
     • La carga se funde, se refina y se extrae para su posterior procesamiento.
     • Los hornos de arco eléctrico se utilizan habitualmente en la siderurgia, donde ofrecen flexibilidad en cuanto a materias primas y eficiencia energética.

3. Diseño y componentes:

   • Horno de arco sumergido (SAF):
     • Comprende un sistema de alimentación eléctrica (por ejemplo, transformador de horno de arco sumergido), conductor de alta corriente (red corta), electrodos, cuerpo del horno eléctrico, sistema de refrigeración, sistema de alimentación, sistema de descarga y sistema de eliminación de polvo.
     • El cuerpo del horno está diseñado para soportar altas temperaturas y entornos corrosivos.
   • Horno eléctrico de arco (EAF):
     • Suele incluir un recipiente revestido de material refractario, electrodos, un techo que puede abatirse hacia un lado para la carga y un mecanismo basculante para el roscado.
     • Los EAF de corriente continua pueden tener un ánodo metálico refrigerado por agua o un hogar conductor en la parte inferior.

4. Aplicaciones:

   • Horno de arco sumergido (SAF):
     • Se utiliza principalmente para producir ferroaleaciones (por ejemplo, ferrosilicio, ferromanganeso) y metales no ferrosos (por ejemplo, silicio metal, carburo de calcio).
     • Adecuado para procesos que requieren altas temperaturas y reacciones de reducción controladas.
   • Horno eléctrico de arco (EAF):
     • Se utiliza principalmente en la siderurgia, sobre todo para reciclar chatarra.
     • También se utiliza para producir aceros especiales y aleaciones.

5. Eficiencia energética e impacto ambiental:

   • Horno de arco sumergido (SAF):
     • Generalmente más eficiente energéticamente para aplicaciones específicas debido al mecanismo de calentamiento combinado.
     • Las emisiones de polvo y gases se gestionan mediante sistemas de eliminación de polvo.
   • Horno eléctrico de arco (EAF):
     • Ofrece una gran eficiencia energética en la fabricación de acero, especialmente cuando se utiliza chatarra.
     • Los modernos hornos de arco eléctrico están equipados con avanzados sistemas de control de emisiones para minimizar el impacto medioambiental.

En resumen, aunque tanto los hornos de arco sumergido como los de arco eléctrico utilizan arcos eléctricos para calentarse, su diseño, funcionamiento y aplicaciones difieren significativamente. Los FAE están optimizados para procesos continuos o semicontinuos en la producción de ferroaleaciones y metales no férreos, aprovechando tanto el calentamiento por arco como el resistivo. Por el contrario, los EAF están diseñados para procesos discontinuos en la fabricación de acero, basándose únicamente en el calentamiento por arco. Comprender estas diferencias es esencial para seleccionar el horno adecuado a las necesidades industriales específicas.

Cuadro recapitulativo:

Aspecto	Horno de arco sumergido (SAF)	Horno eléctrico de arco (EAF)
Configuración de los electrodos	Sumergido en material de carga; calor del arco + calentamiento resistivo.	Situado por encima de la carga; el calor procede principalmente de la energía del arco.
Procedimiento operativo	Continua o semicontinua; alimentación intermitente; descarga periódica de metal fundido/escoria.	Proceso por lotes; la chatarra se carga, se funde, se refina y se extrae para su posterior procesamiento.
Diseño y componentes	Incluye fuente de alimentación, electrodos, refrigeración, alimentación, descarga y sistemas de eliminación de polvo.	Dispone de recipiente revestido de refractario, electrodos, mecanismo basculante y ánodo de CC opcional.
Aplicaciones	Produce ferroaleaciones (por ejemplo, ferrosilicio) y metales no ferrosos (por ejemplo, silicio metal).	Se utiliza principalmente en la siderurgia, sobre todo para reciclar chatarra y producir aceros especiales.
Eficiencia energética	Eficiencia energética para reacciones a alta temperatura; gestión de las emisiones de polvo/gas.	Alta eficiencia energética en la fabricación de acero; los sistemas modernos minimizan el impacto ambiental.

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