Elektro lichtbogen ofen

Arten von Lichtbogenöfen

Ein Lichtbogenofen (EAF) ist eine Art von Elektroofen, der hochleistungsfähige Lichtbögen verwendet, um Materialien, hauptsächlich Schrottmetalle, stahlerzeugende Rohstoffe und Stahl, zu erhitzen und zu schmelzen. EAFs werden hauptsächlich in der Stahlherstellung und anderen Nichteisenmetallurgieindustrien eingesetzt. Es gibt drei Haupttypen von Lichtbogenöfen, die sich in der Anordnung der Elektroden und der Konstruktion des Ofens unterscheiden.

• Lichtbogenöfen mit Oberlichtbogen: Bei Lichtbogenöfen mit Oberlichtbogen wird der Lichtbogen zwischen den Elektroden erzeugt, die sich oben im Ofen befinden. Die Elektroden sind an einem beweglichen Dach aufgehängt, das gleichzeitig als Ladeöffnung dient, und werden in den Ofen abgesenkt, um den Schmelzprozess zu starten. Diese Konstruktion ermöglicht eine einfache Beschickung mit Materialien und bietet eine gute Wärmeverteilung.
• Lichtbogenöfen mit Unterlichtbogen: Lichtbogenöfen mit Unterlichtbogen sind eine Art von Elektroofen, bei dem der Lichtbogen zwischen den Elektroden und dem Ladungsmaterial erzeugt wird. Bei einigen Ausführungen sind die Elektroden in die geschmolzene Masse des Ladungsmaterials eingetaucht. Diese Anordnung ermöglicht eine hocheffiziente Erwärmung und Schmelzung, wodurch Wärmeverluste reduziert und die Energieausnutzung verbessert werden.
• Lichtbogenöfen mit Unterlichtbogen: Lichtbogenöfen mit Unterlichtbogen erzeugen den Lichtbogen zwischen der unteren Elektrode und dem geladenen Material. Die Konstruktion von Lichtbogenöfen mit Unterlichtbogen macht sie für die Produktion mit hoher Kapazität und den kontinuierlichen Betrieb geeignet.

Spezifikationen und Wartung von Lichtbogenöfen

Spezifikationen

• Kapazität

  EAFs können ein riesiges Volumen an flüssigem Metall aufnehmen. Typischerweise kann ein Lichtbogenhochofen mit 60 Tonnen in jedem Zyklus 60 Tonnen Stahl produzieren. Die Größe des Ofens beeinflusst seine Kapazität.

• Frequenz

  Die Frequenz, mit der der elektrische Strom zugeführt wird, spielt eine entscheidende Rolle bei der Bestimmung der Heizrate und der Effizienz des Schmelzprozesses. Lichtbogenöfen arbeiten in der Regel mit Frequenzen von 50 bis 60 Hertz.

• Transformatorgröße

  Dies bestimmt die Stromstärke und Spannung, die dem Ofen zugeführt wird. Leistungstransformatoren, die in Lichtbogenöfen eingesetzt werden, haben Leistungsgrenzen von 20 bis 120 MVA. Moderne Transformatoren sind in der Lage, höhere Leistungsstufen zu bewältigen und sich an unterschiedliche Ofengrößen anzupassen.

• Stromart

  Ein EAF verwendet Gleichstrom oder Wechselstrom, um einen Lichtbogen zwischen Graphitelektroden und dem Ladungsmaterial zu erzeugen. Sowohl Gleichstrom- als auch Wechselstrom-Lichtbogenöfen funktionieren gut für verschiedene Stahlqualitäten.

• Schmelzzeit

  Die Zeit, die zum Schmelzen des Schrotts und zur Herstellung von geschmolzenem Metall benötigt wird, wird als Schmelzzeit bezeichnet. Lichtbogenöfen sind effizienter als Induktionsöfen zum Schmelzen von Metall. Typischerweise benötigt ein EAF 45 bis 90 Minuten, um einen Zyklus zu absolvieren. Wenn mehr Elektroden und höhere Spannungspegel vorhanden sind, erhöht sich die Schmelzrate.

Wartung

• Ofenwartung: Überprüfen Sie die Ofenverkleidung regelmäßig auf Abnutzungserscheinungen oder Schäden. Reparieren oder ersetzen Sie die Ofenverkleidung bei Bedarf, um eine angemessene Wärmerückhaltung zu gewährleisten und Lecks zu vermeiden. Pflegen Sie die elektrischen Anschlüsse und Kabel, indem Sie deren Zustand regelmäßig überprüfen und Schäden umgehend beheben.
• Elektrodenwartung: Überprüfen Sie die Elektrodenanschlüsse regelmäßig und stellen Sie sicher, dass sie fest sitzen, um elektrische Lecks oder Unterbrechungen zu vermeiden. Pflegen Sie den Elektrodenverbrauch und ergänzen Sie die Elektroden bei Bedarf, um eine angemessene Lichtbogenstabilität und einen stabilen Ofenbetrieb zu gewährleisten.
• Wartung des elektrischen Systems: Überprüfen Sie den Transformator und die Stromversorgung des Lichtbogenofens regelmäßig und warten Sie diese, um eine stabile Stromversorgung zu gewährleisten und Schäden an der Ausrüstung zu vermeiden. Pflegen Sie das Kühlsystem des Lichtbogenofens ordnungsgemäß, um eine effektive Kühlung zu gewährleisten und Überhitzung zu verhindern.
• Zusätzlich zu den oben genannten Maßnahmen ist es ratsam, ein regelmäßiges Wartungssystem für den Lichtbogenofen einzurichten und eine Wartungsdatenbank zu erstellen, um die Wartungsaufzeichnungen und technischen Parameter der Ausrüstung zu erfassen, um für zukünftige Wartungsarbeiten eine Referenz zu schaffen und die langfristige Stabilität und Zuverlässigkeit der Ausrüstung zu gewährleisten.

Einsatzszenarien von Lichtbogenöfen

Die Anwendung eines Lichtbogenofens kann je nach Art der Industrie, die ihn zur Herstellung verschiedener Metalle verwendet, unterschiedlich sein. Meistens werden Lichtbogenöfen in der Stahlindustrie und in der Schrottmetallrecyclingindustrie eingesetzt.

Etwa 30 % des weltweiten Stahls wird mit Lichtbogenöfen produziert. Industrien, die EAFs hauptsächlich zur Stahlproduktion einsetzen, sind in der Regel die Bauindustrie, die Automobilindustrie, die Öl- und Gasindustrie sowie die Geräteherstellungsindustrie.

Die Konstruktion und Produktion von Rohren, Stäben, Trägern und anderen Baustoffen erfordert ein strapazierfähiges und korrosionsbeständiges Material wie Stahl. Die Öl- und Gasindustrie verwendet ebenfalls verschiedene Arten von Stahl zur Herstellung von Bohrinseln, Rohren und Behältern. Ebenso verwenden die Automobil- und Geräteindustrie Stahl für ihre Strukturkomponenten, die strengen Qualitäts- und Sicherheitsstandards entsprechen müssen.

Neben der direkten Herstellung von Frischstahl aus Eisenerz können Lichtbogenöfen auch zur Herstellung von Stahl aus Schrottmetall verwendet werden. Ein EAF-Ofen kann ein integraler Bestandteil einer Metallrecyclingeinrichtung sein, da er fast alles aus Metall schmelzen kann. Nach der Verarbeitung und Sortierung nach Metallart wird das Material in den Lichtbogenofen gegeben, wo es dann zu hochwertigem Stahl raffiniert wird. Hersteller von Küchen- und Waschmaschinen recyceln Edelstahl, um ihre Produkte herzustellen, um Schränke, Küchenschränke sowie Waschmaschinen und Trockner zu produzieren.

Auch Schmuck- und Edelmetallproduzenten nutzen Lichtbogenöfen mit geringer Kapazität. Sie schmelzen und raffinieren Edelmetalle wie Gold, Silber und Platin mit Hilfe von Vakuumlichtbogenöfen. Diese kleinen Öfen sind in der Regel mit fortschrittlichen Steuer- und Raffinationssystemen ausgestattet, die beim Schmelzprozess dazu beitragen, Edelmetalle aufzufangen und zu reinigen.

Laboratorien, die Materialtests durchführen, verwenden ebenfalls Lichtbogenöfen, um kleine Metallproben für die chemische Analyse der Zusammensetzung und die physikalische Prüfung herzustellen. Einige Bildungseinrichtungen mit metallurgischen und werkstofftechnischen Studiengängen können Lichtbogenöfen auch für Bildungszwecke verwenden, um Studenten auszubilden und Forschung zu betreiben.

So wählen Sie Lichtbogenöfen aus

Bei der Auswahl von industriellen Lichtbogenöfen zum Verkauf gibt es eine Reihe von wichtigen Dingen zu beachten, um die Anforderungen der Käufer zu erfüllen:

• Verständnis der Bedürfnisse der Benutzer:

  Verschaffen Sie sich zunächst einen Überblick über die Bedürfnisse der Benutzer, um den Zielmarkt besser bedienen zu können. Untersuchen Sie die Anwendungen des Lichtbogenstahlherstellungsofens durch eine breite Palette von Benutzern und die verschiedenen Arten von Lichtbogenöfen, die sie derzeit verwenden. Notieren Sie die Materialien, die sie häufig schmelzen, die Kapazitätsanforderungen des Lichtbogenofens und alle besonderen Funktionen, die sie wünschen. Wenn beispielsweise Benutzer verschiedene Nichteisenmetalle schmelzen, sollten Sie nach einem Frequenzlichtbogenofen für Nichteisenmetalle anstatt nach einem Lichtbogenstahlofen suchen.

• Bewertung der Leistung von Öfen:

  Berücksichtigen Sie eine Reihe von Leistungsmerkmalen von Lichtbogenöfen, darunter ihre Schmelzkapazität, Effizienz und Leistungsfaktoren, unter anderem. Wählen Sie Öfen mit einer hohen Leistung, die ein schnelles Schmelzen und Umwandeln von Metallen gewährleisten können, um die Anforderungen der industriellen Fertigung zu erfüllen.

• Überprüfung der Qualität von Öfen:

  Werfen Sie einen Blick auf die wichtigsten Komponenten des Lichtbogenofens, wie z. B. die Schmelzelektroden, Transformatoren und Kippsysteme. Stellen Sie sicher, dass sie aus zuverlässigen Materialien und modernster Technologie hergestellt sind, damit sie über lange Zeiträume stabil und sicher betrieben werden können.

• Berücksichtigung der Energiekosten:

  Berücksichtigen Sie die Eigenschaften von Lichtbogenöfen, wie z. B. den Stromverbrauch, die Effizienz des Lichtbogenofens und andere Faktoren, die die Energiekosten beeinflussen, und wählen Sie Öfen mit hoher Effizienz, um die langfristigen Betriebskosten für die Kunden zu senken.

• Sicherstellung von Sicherheit und Umweltschutz:

  Sicherheit und Umweltschutz sind Themen von allgemeiner Bedeutung. Stellen Sie sicher, dass der ausgewählte Lichtbogenofen die Sicherheitsanforderungen erfüllt und über Umweltmerkmale wie Staubabscheidung und Lärmreduzierung verfügt, wodurch sich Berufskrankheiten und negative Auswirkungen auf die Umwelt verringern.

Fragen und Antworten zum Lichtbogenofen

F: Was sind die Trends in der Lichtbogenofen-Technologie?

A: Ein Trend ist die Kombination von EAFs mit anderen Technologien wie der Hydrometallurgie, die die Gesamtgewinnungsraten von Materialien verbessern kann. Es besteht auch ein wachsendes Interesse an EAFs mit geringerer Kapazität, die lokale Lieferketten bedienen. Intelligente EAFs, die mit IoT-Sensoren und prädiktiver Analytik ausgestattet sind, sind ein weiterer aufkommender Trend.

F: Welche Materialien werden in einen Lichtbogenofen gegeben?

A: Der wichtigste Input ist Stahlschrott, obwohl einige Öfen auch direktreduziertes Eisen (DRI) oder Roheisen (flüssiges Eisen) verwenden. Zu den anderen Zusatzstoffen gehören Kalk als Flussmittel, Kohlenstoffmaterialien wie Petrolkoks oder Holzkohle zur Entsäuerung und Legierungselemente, um dem Endstahl bestimmte Eigenschaften zu verleihen.

F: Wie steuert ein Lichtbogenofen Emissionen?

A: EAFs verwenden Absaughauben, um gasförmige Emissionen abzufangen, die dann mit Filtertüten, Abwasserreinigungsanlagen oder Filtern behandelt werden, bevor sie freigesetzt werden. Das Verfahren der Elektroden-Schaumschlacke hilft, ein Gleichgewicht zwischen stahlerzeugenden Reaktionen und Schlackenbildung zu halten und die Menge an schädlichen Gasen, die erzeugt werden, zu reduzieren. Regelmäßige Wartung sorgt für die optimale Leistung der Umweltkontrollvorrichtungen.

F: Wo werden Lichtbogenöfen üblicherweise eingesetzt?

A: EAFs finden sich hauptsächlich in der Stahlindustrie, aber sie werden auch in der Nichteisenmetallurgie, wie z. B. der Gewinnung und Extraktion von Aluminium, Kupfer, Zink und Blei, eingesetzt. Einige EAFs sind speziell für die Verarbeitung bestimmter Metallarten konzipiert - zum Beispiel Mini-EAFs, die ausschließlich für das Recycling von Aluminiumdosen eingesetzt werden.