تا مدتهای زیادی، فرایند فولادسازی توسط کوره های قوس الکتریکی، به عنوان بهترین روش تولید فولادهای مخصوص با کیفیت بالا بود. اما در دهه های اخیر، روشهای عملیاتی تصفیه فولاد شامل تغییراتی است. این تغییرات به دلیل نیازهای متفاوت، از قبیل بهبود کیفیت و کاهش هزینه های تولید و به خصوص پیشرفت هایی در روش های تصفیه ثانوی فولاد- که نقش اساسی در تهیه فولادهای مخصوص دارد – به وقوع پیوست.
در فرایند معمولی کوره قوس الکتریکی، دو فرایند متضاد در فولادسازی، یعنی تصفیه اکسیدی و تصفیه احیایی در یک کوره انجام میشد. این روش عمومی، یک راه رضایت بخش در تولید فولادهای مرغوب نبود.
دلایل مرغوب نبودن تصفیه اکسیدی و احیایی
دلیل اول
دلیل اول، آلودگی فولاد اکسیژن زدایی شده در طی مرحله احیا توسط منابع تولید اکسیژن است که اساسا ریشه در مرحله قبل از اکسایش دارند. اکسید آهن موجود در سطح جداره نسوز کوره، یا اکسید موجود در سطح کف کوره، دو مثال برای آلودگی غیرقابل اجتناب هستند. اکسایش مجدد فولاد اکسیژن زدایی شده توسط ورود هوای بیرون از کوره قطعا رخ خواهد داد.
دلیل دوم
دلیل دوم فقدان ترکیب مذاب در طی مرحله احیا در کوره های قوس الکتریکی است. در حقیقت غلیان مذاب می تواند روش هایی را که در طی تصفیه اکسیدی استفاده می شود کاراتر سازد. اما حمام فولاد اکسیژن زدایی شده در طی مرحله احیا آرام می ماند و واکنش های ضروری احیا نمی تواند شتاب گیرد. و این به شدت برهمگنی دما و ترکیب شیمیایی اثر منفی می گذارد. ترکیب الکترومغناطیسی (القایی) روشی برای همزدن مذاب فولاد احیایی است. یعنی مذابی که خود طبیعتا نمی تواند حرکت و جابجایی داشته باشد.
این فرایند نمی تواند حمام را همگن سازد اما نقص استفاده از همزدن القایی آن است که قادر نیست سرباره را حرکت دهد ولو اینکه بر روی فولاد مذاب، اثر همزنی داشته باشد. در فصل مشترک سرباره- فولاد واکنش هایی به وقوع می پیوندد که به طور طبیعی هرچه سطح فصل مشترک بزرگتر باشد سریعتر انجام می گیرد. این یک حقیقت مشخص است که تصفیه سرباره نمی تواند در یک کوره القایی با فرکانس بالا انجام شود چرا که صرفا فولاد مذاب همزده می شود.
دلیل سوم
دلیل سوم به خاصیت سرباره برمی گردد. نگهداری سرباره احیایی سفید خالص کاملا اکسیژن زدایی با سیالیت عالی در طی مرحله احیا در کوره های قوس الکتریکی بسیار مشکل است.
دو نیاز متضاد برای سرباره در طی مرحله احیا وجود دارد: یکی آن که سرباره باید تا جایی که ممکن است مانع تشعشع حرارت فولاد مذاب شود. همزمان این سرباره باید مانع ورود اکسیژن و هیدروژن به مذاب گردد و به طور موثر زمینه انجام واکنش های مختلف فیزیکی و شیمیایی مورد انتظار بین سرباره و فولاد مذاب را فراهم نماید. با افزایش سیالیت سرباره، وضعیت انجام واکنش ها بهبود می یابد اما درجه اکسایش فولاد مذاب و خود سرباره نیز افزایش خواهد یافت. از تجارب قبلی معلوم است که در عملیات کوره قوس، پدیده سیاه شدن سرباره به دلیل افزایش مقدار اکسید آهن رخ می دهد. این پدیده هنگامی مشاهده می شود که سرباره احیایی با قوس قوی تخلیه شود. غیرممکن است سرباره ایده آل با حداکثر ظرفیت تصفیه به دست آید مگر آنکه اکسیژن آن گرفته شده باشد.
