Lichtbogen öfen verwendet

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Industrielle Elektrische <span class=keywords><strong>Arc</strong></span> Ofen (EAF)

Industrielle Elektrische Arc Ofen (EAF)

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Schrott-/Stahlschmelz-Lichtbogen ofen

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Über lichtbogen öfen verwendet

Arten von Elektrolichtbogenöfen

Im Allgemeinen lassen sich Elektrolichtbogenöfen (EAF) nach ihrer Stromversorgung, Ofenform, Beschickung, Betriebsart und dem behandelten Metall klassifizieren. Die folgende Tabelle zeigt einige gängige Arten von Elektrolichtbogenöfen:

  • Nach Stromquelle

  • Konventionelle EAFs:

    Sie sind Elektrolichtbogenöfen, die hauptsächlich mit Hochspannungs-Wechselstrom (AC)-Bögen zwischen Elektroden arbeiten und zum Schmelzen von Stahlschrott und anderen metallischen Materialien konzipiert sind. Konventionelle EAFs lassen sich auch in AC-EAFs und DC-EAFs unterteilen.

  • Elektroden-Lichtbogen-Elektrolichtbogenöfen:

    Bei diesen Öfen wird die Wärme durch elektrische Bögen zwischen den zugeführten Materialien und den metallischen Elektroden erzeugt. Die Elektroden sind in der Regel fest im Ofen installiert, und die zugeführten Materialien werden unterhalb der Elektrode beschickt. Der Lichtbogen zündet, wenn die zugeführten Materialien mit den Elektroden in Kontakt kommen, wodurch Wärme erzeugt wird, um die Materialien zu schmelzen.

  • Schäumende Schlacken-Elektrolichtbogenöfen:

    Sie sind Öfen, die während des Schmelzprozesses eine große Menge an Schlacke produzieren. Die Schlacke ist porös und kann Wärme reflektieren, was dazu beiträgt, die Wärme im Ofen zu speichern und den Schmelzprozess zu verbessern. Diese Art von Ofen erhöht den Anteil der produzierten Schlacke, was wiederum die Schmelzgeschwindigkeit und die Qualität des flüssigen Stahls erhöht.

Nach Ofenform

  • Vertikale Elektrolichtbogenöfen:

    In der Regel wird die Beschickung in einem vertikalen Elektrolichtbogenofen von oben nach unten geschmolzen, und das flüssige Metall wird dann von unten abgezapft. Diese Art von Konstruktion kann die Schmelzgeschwindigkeit und den Ertrag verbessern. Darüber hinaus sind einige vertikale Elektrolichtbogenöfen auch mit Kippvorrichtungen ausgestattet, die die Öfen zum Ausgießen des flüssigen Metalls kippen können.

  • Bodenschmelz-Elektrolichtbogenöfen:

    Es handelt sich um eine Art Elektrolichtbogenofen, bei dem das flüssige Metall vom Boden, in der Regel durch eine Stichloch, entnommen wird. Bodenschmelz-Elektrolichtbogenöfen verbessern die Betriebseffizienz und die Produktionsgeschwindigkeit, indem sie den Abzapfprozess zugänglicher und schneller machen.

  • Horizontale Elektrolichtbogenöfen:

    Die Konstruktion von horizontalen Elektrolichtbogenöfen ermöglicht die Beschickung und das Abzapfen von flüssigem Metall in der gleichen horizontalen Richtung. Dies ermöglicht eine höhere Produktionseffizienz und einen schnelleren Schmelzprozess.

Hinweis: Weitere Beispiele finden Sie auf den Websites der Hersteller von Elektrolichtbogenöfen.

Spezifikation und Wartung von Elektrolichtbogenöfen

Eine schematische Darstellung, die wesentliche Komponenten eines Elektrolichtbogenofens zeigt, ist wie folgt.

  • Hülle: Die äußere Struktur, die alles an seinem Platz hält. Sie ist oft aus hitzebeständigen Materialien gefertigt, so dass sie mit hohen Temperaturen umgehen kann, ohne auseinanderzufallen.
  • Seitenwände und Dach: Ähnlich wie die Hülle, aber spezialisierter. Sie sind dicker und mit Ziegeln oder Fliesen ausgekleidet, die die Wärme zurück in den Ofen reflektieren. Dies trägt dazu bei, ein gleichmäßiges Temperaturniveau für ein gleichmäßiges Schmelzen des Metalls aufrechtzuerhalten. Lieferanten von Elektrolichtbogenöfen fertigen diese Teile aus Materialien, die Strom schlecht, aber Wärme gut leiten.
  • Elektrodenanordnung: Enthält die Elektroden, die in der Regel aus Graphit bestehen. Die Anordnung ermöglicht verstellbare Halterungen, so dass sie bei Bedarf näher an den Stahlschrott herangeführt werden können, um ihn zu schmelzen. Diese Nähe verbessert die Wärmekonzentration und beschleunigt den Schmelzprozess.
  • Elektrodenhubwerk: Ein Gerät, das die Höhe der Elektroden verändert. Es verwendet ein System aus Seilen und Rollen, um sie während des Betriebs oder der Wartung nach Bedarf zu senken oder anzuheben. Dadurch wird die Menge an Stahlschrott gesteuert, die gleichzeitig geschmolzen wird.
  • Beschickungskorb: Ein Behälter, der zum Transport von Stahlschrott in den Ofen zum Schmelzen verwendet wird. Er ist so konzipiert, dass er verschiedene Arten von Schrott aufnehmen kann, wie z. B. Reststücke aus früheren Fertigungsprozessen oder sogar ganze Objekte wie Autos, die ihren Lebenszyklus erreicht haben.
  • Ofenkippmechanismus: Ermöglicht das Kippen des Ofens nach Beendigung des Schmelzprozesses, so dass das flüssige Metall ausgegossen werden kann. Dieser Prozess wird auch als Abzapfen bezeichnet. Dabei wird das flüssige Metall in Formen oder Pfannen gegossen, wo es wieder erstarrt.
  • Ofenbrust: Der untere Teil des Elektrolichtbogenofens, wo alles zusammenläuft. Er hat mehrere wassergekühlte Öffnungen, die als Düsen bezeichnet werden, durch die Luft oder Sauerstoff in den Ofen geleitet wird, um den Verbrennungsprozess während des Schmelzens zu ermöglichen.
  • Ofenkörper: Ein großer, kuppelförmiger Behälter, in dem der Stahlschrott zum Erhitzen durch elektrische Bögen platziert wird, die von den Elektroden erzeugt werden. Dies ist letztendlich die Schmelzstätte.
  • Transformator: Ein Gerät, das die Spannung der Stromversorgung in Elektrolichtbogenöfen von hochspannungsübertragungsleitungen auf ein für den Einsatz in Öfen geeignetes Niveau umwandelt. Es sorgt für die Versorgung mit der richtigen Strommenge, die zum Erzeugen von Wärme durch elektrische Bögen benötigt wird.

Eine sachgemäße Wartung des Elektrolichtbogenofens kann seine Lebensdauer verlängern. Einige wichtige Tipps sind wie folgt:

  • Achten Sie auf die Feuerfestmaterialien, da sie eine wichtige Wärmedämmung bieten und verhindern, dass Wärme verloren geht. Überprüfen Sie ihren Zustand regelmäßig, um sicherzustellen, dass es keine Risse oder Abnutzungserscheinungen gibt, und ersetzen Sie sie umgehend, falls erforderlich.
  • Warten Sie die Elektrodenanordnungen. Reinigen Sie die Oberflächen, an denen Kontakte auftreten, regelmäßig und prüfen Sie sie auf Beschädigungen oder Überhitzung. Ersetzen Sie die Komponenten, die die oben genannten Eigenschaften aufweisen. Dies sorgt für eine bessere Stromleitfähigkeit während des gesamten Schmelzprozesses.
  • Auch Elektrodenhubwerke sollten regelmäßig gewartet werden. Stellen Sie sicher, dass die Seile und Rollen keine Anzeichen von Abnutzung wie ausgefranste Stellen oder Steifigkeit aufweisen. Schmieren Sie die beweglichen Teile gelegentlich, damit sich alles leicht und reibungslos bewegen lässt.
  • Reinigen Sie die Beschickungskörbe, indem Sie nach jeder abgeschlossenen Schmelzoperation die darin verbliebenen Schrottreste entfernen. Achten Sie außerdem darauf, dass die Außenbereiche getrocknet sind, einschließlich des unteren Teils, wo sich leicht Feuchtigkeit ansammelt, um Korrosion zu verhindern.
  • Überprüfen Sie bei Ofenkippmechanismen regelmäßig die Hydraulikpumpen und -zylinder, damit sie problemlos funktionieren, und überprüfen und ersetzen Sie auch die Lagerdichtungen, um Leckagen zu vermeiden. Das Hydrauliköl sollte in Abhängigkeit von seiner Verwendung regelmäßig gewechselt werden.
  • Auch die Ofenbrust muss gepflegt werden. Wassergekühlte Jacken müssen regelmäßig inspiziert und gereinigt werden. Wasserschläuche sollten auf Leckagen, Risse und Abnutzungserscheinungen überprüft werden.
  • Vergessen Sie auch nicht die Wartung des Transformators. Die elektrische Isolierung sollte mindestens einmal im Jahr überprüft und regelmäßig gereinigt werden, um Überhitzung zu vermeiden, die die Lebensdauer verkürzen kann.

Szenarien für den Einsatz von Elektrolichtbogenöfen

Im Allgemeinen finden Elektrolichtbogenöfen breite Anwendung in der Stahlherstellung und Metallurgie, und ihre Vorteile machen sie für viele Branchen zu einer geeigneten Wahl.

  • Stahlherstellung:

    Berichten zufolge werden rund 70 % des weltweiten Stahls mit Elektrolichtbogenöfen hergestellt. Sie werden hauptsächlich zur Herstellung von Kohlenstoff- und legiertem Stahl aus Stahlschrott, zur direkten Reduktion von Eisenerzen oder einer Kombination aus beidem eingesetzt. Prozesse wie die Raffination, Entphosphorung, Entschwefelung und Oxidation unerwünschter Elemente können im Elektrolichtbogenofen durchgeführt werden, und durch die Zugabe verschiedener Legierungen und Elemente lassen sich hochwertige legierte Stähle erhalten.

  • Recycling von Nichteisenmetallen:

    Elektrolichtbogenöfen eignen sich auch zum Recycling von Nichteisenmetallen wie Kupfer, Blei und Zink. Durch die intensive Hitze der elektrischen Bögen lassen sich Nichteisenmetallschrott oder -legierungen schmelzen und raffinieren, wodurch wertvolle Ressourcen geschont werden.

  • Gießen und kontinuierliche Produktion:

    Einige Elektrolichtbogenöfen sind mit Gießteilen wie Elektrolichtbogenofenpfannen erhältlich. Diese Elektrolichtbogenofenpfannenfutter können die Pfannen auskleiden, um flüssige Metalle zu gießen und die Oberflächenbereiche zu schützen. Sie können mit Öfen verwendet werden, die Stahl, Eisen, Kupfer und Nickel produzieren, und sie eignen sich für verschiedene Pfannentypen wie Pfannen, Gießpfannen und Gießpfannen.

  • Herstellung von Spezialstählen:

    Einige EAFs mit höheren Spezifikationen können zur Herstellung von Spezialstählen wie Edelstahl, Werkzeugstahl oder hochfesten niedriglegierten Stählen (HSLA) eingesetzt werden. Die Produktion dieser Stahlsorten erfordert eine genauere Kontrolle von Temperatur, Atmosphäre und chemischer Zusammensetzung, die mit Elektrolichtbogenöfen präzise gesteuert werden kann.

  • Integrierte Stahlwerke:

    Elektrolichtbogenöfen werden in integrierten Stahlwerken eingesetzt. Solche Werke verwenden eine Kombination von Verfahren, darunter die EAF-Stahlherstellung, um Stahl und seine Produkte zu produzieren. Elektrolichtbogenöfen spielen eine wichtige Rolle in den gesamten Produktionssystemen, indem sie den benötigten Stahl liefern, der dann durch andere Verfahren zu den gewünschten Produkten und Formen gewalzt wird.

So wählen Sie Elektrolichtbogenöfen aus

  • Kapazität:

    Beim Kauf eines Elektrolichtbogenofens muss man zunächst die Kapazität des Ofens berücksichtigen. Unterschiedliche Elektrolichtbogenöfen haben unterschiedliche Größen, die die Menge an Stahl bestimmen, die sie produzieren können. Dies wird in der Regel in Tonnen gemessen. Es ist wichtig zu beachten, dass ein Hersteller mit einer größeren Kapazität besser in der Lage ist, die Anforderungen des Marktes zu erfüllen.

  • Ofenkonstruktion:

    Beim Kauf eines Elektrolichtbogenofens ist es wichtig, die Gesamtkonstruktion des Ofens zu berücksichtigen. Die meisten Hersteller verwenden eine Zwei-Schalen-Konstruktion für ihre Elektrolichtbogenöfen. Diese besteht aus einer Unterschale und einer oberen Kuppel oder einem Dach. Die Unterschale enthält einen äußeren Behälter oder eine Hülle, die mit feuerfestem Material ausgekleidet ist, während die obere Kuppel die Elektrodenstützsäulen beherbergt.

  • Stromversorgung:

    Beim Kauf eines Elektrolichtbogenofens muss man auch die Stromversorgung des betreffenden Ofens berücksichtigen. Eine Stromversorgung mit hohem Strom- und Spannungspegel ist in der Lage, Bögen zu erzeugen, die große Mengen an Stahl schnell schmelzen können. Sie ist auch so konzipiert, dass der Stahl auf sehr hohe Temperaturen erhitzt werden kann. Darüber hinaus kann man feststellen, dass die Leistungsanforderungen in der Regel in Megawatt (MW) oder Megavoltampere (MVA) angegeben werden.

  • Automatisierung und Steuerung:

    Beim Kauf eines Elektrolichtbogenofens kann man auch den Grad der Automatisierung und die Steuerungsfunktionen des Ofens berücksichtigen. In der heutigen Zeit ist es nicht ungewöhnlich, Elektrolichtbogenöfen zu finden, die vollständig automatisiert sind oder mit digitalen Steuerungssystemen ausgestattet sind. Solche Öfen verbessern die Produktionseffizienz und führen zu sehr präzisen Stahlherstellungsprozessen.

  • Wartung und Service:

    Beim Kauf eines Elektrolichtbogenofens sollte man auch die Wartungs- und Serviceaufforderungen berücksichtigen. Dies ist sehr wichtig, da es die langfristige Leistung des Ofens sicherstellt. Die Hersteller bieten oft Wartungsservices an, die für den rechtzeitigen Austausch von Ersatzteilen erforderlich sind.

Fragen und Antworten

F1: Welche Metalle werden in einem Elektrolichtbogenofen recycelt?

A1: EAFs recyceln hauptsächlich Stahl. Sie können aber auch andere Nichteisenmetalle wie Aluminium, Kupfer, Zink, Blei, Nickel oder Metalllegierungen verarbeiten.

F2: Sind Elektrolichtbogenöfen umweltfreundlich?

A2: Im Vergleich zu traditionellen Hochöfen haben EAFs einen geringeren CO2-Fußabdruck. Sie verbrauchen weniger Kohle, Eisenerz und andere Rohstoffe. Dennoch können sie Tonnen von CO2 und andere Treibhausgase freisetzen. Daher müssen Unternehmen ihre Öfen mit modernen Filter- und Waschsystemen ausstatten, um die Abgase zu reinigen und Luftschadstoffe wie Dioxine, Furane, Phenole und Schwermetalle abzufangen.

F3: Wie viele Elektrolichtbogenöfen gibt es weltweit?

A3: Es gibt keine exakten Statistiken über die Anzahl der weltweit installierten EAFs. Der größte Teil der Stahlproduktion in Nordamerika und Teilen Europas erfolgt mit EAFs. Schätzungen zufolge werden etwa 25 % der weltweiten Stahlproduktion mit EAFs hergestellt.

F4: Verwenden Elektrolichtbogenöfen Transformatoren?

A4: Ja, Transformatoren für Elektrolichtbogenöfen spielen eine entscheidende Rolle. Sie erhöhen die Spannung im Schmelzsystem des Elektrolichtbogenofens. Ihr Hauptzweck ist die Verteilung der elektrischen Energie an die Elektroden im EAF, wobei die elektrische Energie in Wärmeenergie umgewandelt wird, um Stahlschrott und andere Materialien zu schmelzen.

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