Elektro lichtbogen ofen für die stahl herstellung

Arten von Lichtbogenöfen zur Stahlerzeugung

Ein Lichtbogenofen (EAF) zur Stahlerzeugung ist ein Gerät, das elektrische Energie verwendet, um Stahlschrott, direktreduziertes Eisen (DRI) oder heißes Eisenpulver in Stahl umzuwandeln. Die wichtigsten Arten von Lichtbogenöfen für Stahl sind wie folgt:

• Kernloser Lichtbogenofen:

  Die Schmelzeinheit eines kernlosen Lichtbogenofens besteht aus einem hochwertigen, mit feuerfesten Materialien ausgekleideten Gehäuse, in dem sich über dem Schrott eine Elektrodenanordnung mit Stromversorgung befindet. Der kernlose EAF arbeitet durch Nutzung der Wärme des Lichtbogens, und das Schmelzen des Stahlschrotts wird eingeleitet und setzt sich fort, während sich der Lichtbogen um und durch die Ladung bewegt.

• Mini-Lichtbogenofen:

  Ein Mini-Lichtbogenofen (EAF) ist eine kleinere Version des traditionellen Lichtbogenofens. Der Mini-EAF bietet eine Alternative zu bestehenden Stahlherstellungsverfahren, indem er die Produktion von hochwertigem Stahl mit minimalen Umweltauswirkungen ermöglicht. Der Mini-EAF hat auch einen geringeren Kapitalbedarf und bietet eine schnellere Kapitalrendite im Vergleich zu anderen Stahlherstellungsverfahren.

• Hybrid-Lichtbogenofen:

  Hybrid-Lichtbogenöfen (EAFs) kombinieren traditionelle Stahlherstellungsverfahren mit der modernen Lichtbogentechnologie. Der Hybrid-EAF wandelt Stahlschrott und Schwammbügeleisen mit Hilfe von Mikrowellen-Plasmabögen in hochwertigen Stahl um. Ein wesentlicher Vorteil des Hybrid-EAF ist, dass er den Prozentsatz des benötigten Schrotts reduziert, was ihn wirtschaftlicher und effizienter macht. Der Ofen kann auch zwischen verschiedenen Energiequellen wechseln, je nach Verfügbarkeit und Kosten zu einem bestimmten Zeitpunkt.

• HTR-EAF:

  Ein HTR-EAF ist ein Hochtemperatur-Schnelllichtbogenofen. Der HTR-EAF umfasst ein induktiv beheiztes System, das auf elektromagnetischer Induktion beruht, um elektrischen Strom und Wärme zu erzeugen. Ein HTR-EAF kann Materialien mit hohen Schmelzpunkten wie hochlegierte und rostfreie Stähle oder Titan effektiv und schnell schmelzen.

Spezifikationen und Wartung eines Lichtbogenofens zur Stahlerzeugung

Spezifikationen

• Größen/Anzahl der Gefäße: Die Größe und Anzahl der Lichtbogenofen-Gefäße in einer Anlage beeinflussen den Ertrag des Endprodukts. Die Ofengefäße werden üblicherweise in metrischen Tonnen gemessen. Es gibt in der Regel kleine Gefäße mit einer Kapazität von 10-40 metrischen Tonnen, mittlere Gefäße mit einer Kapazität von 41-100 metrischen Tonnen und große Gefäße mit einer Kapazität von über 100 metrischen Tonnen. Größere Lichtbogenöfen eignen sich besser für den industriellen Einsatz mit hoher Leistung. Einige Anlagen können auch verschiedene Größen von Gefäßen haben, um unterschiedliche Anforderungen zu erfüllen.
• Stromquelle: Lichtbogenöfen haben in der Regel einphasigen oder dreiphasigen elektrischen Strom. Eine dreiphasige Stromversorgung wird in industriellen Öfen häufig eingesetzt, da sie eine stabilere Leistung und einen höheren Wirkungsgrad bietet. Es ist auch einfacher, eine konstante Temperatur und Qualität des hergestellten Stahls zu gewährleisten. Die dreieckige Bauweise einer dreiphasigen elektrischen Energie fördert eine gleichmäßige Wärmeverteilung durch die Elektroden in das Schrottmetall. Dies führt zu einer schnellen Schmelzgeschwindigkeit. Es hilft, die Produktionszeit zu verkürzen und die Produktionseffizienz zu verbessern.
• Elektroden: Ein Lichtbogenofen verfügt über zwei oder drei Graphitelektroden aus verschiedenen Materialien. AC-Lichtbogenöfen haben normalerweise drei Elektroden. DC-Lichtbogenöfen haben nur zwei. Der Lichtbogen, der sich zwischen der Elektrode und dem Schrottmetall bildet, erzeugt Wärme, um das Metall zu schmelzen.

Wartung

• Die regelmäßige Sichtprüfung der Ausrüstung, der Stromversorgungssysteme, der Kühlsysteme, der Elektrodenhubsysteme, der Dampfabzugs- und Gasabscheidesysteme sowie der Sicherheitsvorrichtungen.
• Achten Sie auf Elektrodenhubsysteme, die häufig in Hochtemperatur- und Hochdruckumgebungen arbeiten. Überprüfen Sie den Zustand der Drähte, der Isolierung und der Elektroden, um ein einwandfreies Funktionieren zu gewährleisten und potenzielle Gefahren zu vermeiden.
• Führen Sie vor Produktionsbeginn eine gründliche Inspektion und Wartung der Elektrodenheber und Teerbehälter durch. Untersuchen Sie die Übertragungsleitungen auf Beschädigungen oder Abnutzungserscheinungen und ersetzen Sie sie gegebenenfalls. Dies hilft, Produktionsverzögerungen zu vermeiden und einen reibungslosen Fertigungsprozess zu gewährleisten.
• Schmieren Sie die beweglichen Teile des Lichtbogenofens regelmäßig, um das Risiko von Abrieb und Schwierigkeiten durch fehlende Schmierung zu vermeiden. Zu den häufig bewegten Bauteilen gehören der Elektrodenhubmechanismus und das Getriebegetriebe.
• Das Schnellkühlsystem ist Teil einer Hochdruck- und Hochtemperaturumgebung. Der Kühlteil des Lichtbogenofens erfordert regelmäßige Reinigung, Überprüfung und Wartung der Lüfter. Die Kühlwasserleitungen müssen frei von Verstopfungen und Undichtigkeiten sein, damit das Schrottmetall gleichmäßig schmelzen und die Temperatur halten kann.

Anwendungen von Lichtbogenöfen zur Stahlerzeugung

Die wichtigste und offensichtlichste Anwendung von Lichtbogenöfen (EAF) ist die Stahlerzeugung. Ihre Bedeutung in der Stahlindustrie und darüber hinaus geht jedoch weit über diese eine Tatsache hinaus. Einige wichtige Statistiken belegen dies. EAFs produzieren mittlerweile rund 60 % des gesamten Stahls in den USA. Weltweit machen sie etwa ein Drittel der gesamten Stahlproduktion aus, wobei der Prozentsatz in Europa deutlich höher ist, wo 74 % des gesamten Stahls in Lichtbogenöfen hergestellt werden. In Regionen, in denen Stahlschrott reichlich vorhanden ist, wie z. B. im Nahen Osten und in Nordafrika, basiert über 90 % der Stahlproduktion auf Lichtbogenöfen. Ihre Fähigkeit, große Mengen an Stahlschrott zu recyceln, macht sie nicht nur zu einer wirtschaftlichen Wahl, sondern auch zu einem wichtigen Akteur bei der Bereitstellung nachhaltiger Rohstoffe für die Stahlindustrie im Allgemeinen.

Neben ihrer primären Verwendung in der Stahlproduktion dienen Lichtbogenöfen einer Vielzahl anderer Industrien und Zwecke. Im Folgenden sind einige davon aufgeführt:

• Hochlegierte Stähle: Spezialisierte EAFs werden in erster Linie zur Herstellung von hochlegierten Stählen eingesetzt, die einen höheren Anteil an Bestandteilen aufweisen als herkömmliche legierte Stähle. Solche hochlegierten Stähle weisen einen außergewöhnlichen Korrosionsschutz auf, wenn sie mit extrem sauren oder basischen Substanzen in Kontakt kommen. Sie besitzen auch die Fähigkeit, höheren Temperaturen, höheren Festigkeiten und längeren Lebensdauern auch unter rauen und aggressiven Bedingungen standzuhalten. Einige Beispiele für hochlegierte Stahlsorten sind Edelstahl und Werkzeugstähle, die in Branchen von der Luftfahrt bis zur Petrochemie eingesetzt werden.
• Produktion anderer Legierungen: Neben hochlegierten und Spezialstählen werden Lichtbogenöfen auch zur Herstellung verschiedener Nichteisenmetalllegierungen verwendet, indem metallische Elemente wie Nickel, Kupfer, Vanadium, Chrom, Mangan usw. geschmolzen werden, die dann zum geschmolzenen Stahl hinzugefügt werden, um verschiedene Sorten herzustellen. Dazu gehören auch Titanlegierungen, die in der Luftfahrt- und Automobilindustrie aufgrund ihres geringen Gewichts und ihrer hohen Festigkeit hauptsächlich eingesetzt werden.
• Spezialstähle: Verschiedene Stahlsorten haben unterschiedliche Anwendungen in verschiedenen Industrien. Das erfordert einen einzigartigen Produktionsprozess, der speziell auf jede Art zugeschnitten ist – von Kohlenstoffstahl, der im Bauwesen weit verbreitet ist, über Mittelkohlenstoffstahl, der hauptsächlich zur Herstellung von Bauteilen verwendet wird, bis hin zu Hochkohlenstoffstahl, der zur Herstellung von hochfesten Drähten verwendet wird, die bei der elektrischen Energieübertragung eingesetzt werden, über kryogenen Niedriglegierungsstahl, der unter außergewöhnlich niedrigen Temperaturen eingesetzt wird, bis hin zu Silizium-Elektrostahl, der speziell für elektrische Anwendungen konzipiert wurde – Lichtbogenöfen spielen eine wesentliche Rolle bei der Herstellung dessen, was wir erreichen.
• Werkzeugstähle: Werkzeugstähle sind Kohlenstoffstähle, die zur Herstellung von Industriewerkzeugen verwendet werden. Diese Werkzeuge können entweder handbetrieben oder automatische CNC-Schneidwerkzeuge sein. Was Werkzeugstähle von normalen Kohlenstoffstählen unterscheidet, ist ihre hohe Verschleißfestigkeit, ihre Fähigkeit, die Schärfe zu erhalten, ihre hohe Zugfestigkeit usw. Die Werkzeugstahlsorten reichen von ölhärtenden Werkzeugstählen bis hin zu Schnellarbeitsstahlsorten. Unabhängig von der Sorte werden Lichtbogenöfen eingesetzt, um Werkzeugstahlgetriebe zu recyceln und neue herzustellen.

So wählen Sie Lichtbogenöfen für die Stahlerzeugung

Vor dem Kauf von Lichtbogenofen-Stahlherstellungsmaschinen sollten Käufer den Gesamtzustand der Maschine begutachten und feststellen, ob dringende Reparaturen oder Austausche erforderlich sind.

Führen Sie eine gründliche Analyse der verfügbaren Materialien durch. Dazu gehört die Prüfung potenzieller Quellen für Stahlschrott, Legierungsmaterialien und Flussmittel. Berücksichtigen Sie die Qualität der Rohstoffe und deren Kompatibilität mit der Stahlherstellungstechnologie des Lichtbogenofens. Untersuchen Sie außerdem die Logistik und die Lieferketten, um einen konstanten und zuverlässigen Zugang zu diesen Materialien zu gewährleisten.

Vergleichen Sie die Kapazitäten verschiedener Lichtbogenöfen und ihren voraussichtlichen zukünftigen Stahlbedarf. Wählen Sie einen Lichtbogenofen, dessen Kapazität auf den erwarteten Stahlbedarf abgestimmt ist, um Überlastung oder Unterauslastung zu vermeiden.

Prüfen Sie die Wartungskosten des Lichtbogenofens. Informieren Sie sich über den voraussichtlichen Verschleiß von Ofenbauteilen und prüfen Sie, ob der gewählte EAF-Ofen über leicht austauschbare Bauteile verfügt. Recherchieren Sie gründlich die technischen Fähigkeiten des Lieferanten und deren Verfügbarkeit. Das Wissen und die Fähigkeiten des EAF-Lieferanten können die Lebensdauer und Leistung eines Ofens beeinflussen. Stellen Sie sicher, dass der gewählte Lieferant eine schnelle Reaktionszeit und gut geschultes Supportpersonal hat, um bei Bedarf umgehend Unterstützung zu bieten.

Bewerten Sie die Energieeffizienz und die Betriebskosten des gewählten EAF. Ein hocheffizienter und kostengünstiger Betriebsofen kann die Gesamtrentabilität verbessern. Prüfen Sie, ob der EAF erneuerbare Energiequellen wie einen solarbetriebenen EAF oder einen wasserbetriebenen EAF nutzen kann, was die Betriebskosten während Energiekrisen deutlich senken kann.

F&A

F1: Wie lang ist die Lebensdauer eines Lichtbogenofens?

A1: Gut gewartete EAFs können bis zu zwei Jahrzehnte oder länger halten.

F2: Welche Stahlsorten werden im Lichtbogenofen hergestellt?

A2: Der EAF produziert verschiedene Stahlsorten, darunter Baustahl, Werkzeugstahl, Edelstahl und Speziallegierungen.

F3: Was sind die Hauptbestandteile eines Lichtbogenofens?

A3: Ein Lichtbogenofen besteht aus dem Ofengefäß, dem Feuerfestmaterial, den Elektroden, den Schrottbehältern, den Beschickungssystemen und den Transformatoren.

F4: Wie steuert ein Lichtbogenofen Emissionen?

A2: Der EAF verwendet Filteranlagen, Nasswäscher oder elektrostatische Abscheider, um Emissionen und Staub zu kontrollieren.