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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.
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.
Eine schematische Darstellung, die wesentliche Komponenten eines Elektrolichtbogenofens zeigt, ist wie folgt.
Eine sachgemäße Wartung des Elektrolichtbogenofens kann seine Lebensdauer verlängern. Einige wichtige Tipps sind wie folgt:
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.
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.
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.