Elektrolichtbogenofen
Prozessbeschreibung
Ungefähr 30% der weltweiten Produktion von Stahl wird in Elektrolichtbogenöfen erzeugt. Das Einschmelzen von Schrotten, Eisenschwamm, mit oder ohne Begleitung von Roheisen erfolgt in Stahlwerken mittels Elektrolichtbogenöfen. In den letzten Jahrzehnte erfolgten wesentliche Entwicklungen bei Transformatoren, Panels, Ofengeometrie, Schaumschlackentechnologie, Automation, Elektrodenregulierung, Hydraulik und Einsatz von Sauerstoff, die die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens wesentlich verbesserten.
Ein EAF besteht aus dem Herd (feuerfest ausgemauerter unterer Teil des Ofengefäßes mit Abstichöffnung), wassergekühlten Paneelen, dem Deckel mit den Elektroden und der Abgasöffnung.
Beschickt wird der Ofen mit Körben von oben, indem Deckel und Elektroden zur Seite geschwenkt werden. Nachdem der Deckel geschlossen und die Elektroden eingefahren sind beginnt der Schmelzprozess. Elektrische Energie wird durch einen Lichtbogen zwischen Elektrode und Einsatzmaterial in thermische Energie gewandelt. Der Lichtbogen erzeugt Temperaturen bis zu 3500°C und heizt die Stahlschmelze bis zu 1800°C auf. Sauerstoff zum Frischen ersetzt hier den Konverter.
Beispiel eines Elektrolichtbogenofens
Der Einsatz der Oxyfuel-Technologie unterstützt den Prozess, indem elektrische Energie durch chemische Verbrennungsenergie ersetzt wird. Am Ende der Schmelzphase wird Sauerstoff zum Frischen eingeblasen.
Vorteile:
- Einsparung elektrischer Energie
- Minimierung der Chargenzeiten (tap to tap)
- Kürzere Einschaltzeiten (power-on)
- Einsparungen beim Elektrodenverbrauch
- Verbesserung der Schaumschlackentechnologie
Anwendungsbeispiel:
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Betriebsdaten |
|
Minimum |
Maximum |
|
Chargiergewicht |
[t] |
20 |
200 |
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Abstichgewicht |
[t] |
17,6 |
162 |
|
Ausbringen |
[%] |
78 |
94 |
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Power on Zeit |
[min] |
15 |
160 |
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Power off Zeit |
[min] |
6 |
46 |
|
Tap to Tap Zeit |
[min] |
35 |
203 |
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Elektrische Energie |
[kWh/t] |
318 |
525 |
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Sauerstoffverbrauch |
[Nm³/t] |
18 |
50 |
|
Erdgasverbrauch |
[Nm³/t] |
0 |
13 |
|
Kohlenstoffverbrauch total |
[kg/t] |
4 |
31 |
|
FeO in Schlacke |
[%] |
28 |
46 |
|
Elektrodenverbrauch |
[kg/t] |
1 |
3,1 |
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Abstichtemperatur |
[°C] |
1600 |
1720 |
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Energieeinsatz und Verbräuche beziehen sich auf Abstichgewicht |
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Gase-Anwendung
- Sauerstofflanzen
- Kohärent Jet System
Messer-Lösung
Neben den zum Verfahren benötigten Gasen bietet Messer in Kooperation mit Hardwarelieferanten ein in Modulbauweise gefertigtes Kohärent Jet System an, bestehend aus einem Oxyfuel-Brennersystem mit integrierter Überschallsauerstoffinjektion und pneumatischem Kohlenstaubeintrag, Regelstrecke zur Steuerung des Eintrags von Sauerstoff, Brennstoff und Kohlenstoff, und der zugehörigen Automation einschließlich der benötigten Software.
Oxyfuel-Brennersystem mit integrierter Überschallsauerstoffinjektion
Die Experten von Messer verfügen über ein umfangreiches Know-how zu den einschlägigen Prozessabläufen und sind in der Lage, das System exakt an Ihre Anforderungen anzupassen.