Was ist ein Elektrolichtbogenofen?
Ein Elektrolichtbogenofen (EAF) nutzt Lichtbögen zwischen Graphitelektroden und dem Metalleinsatz, um die zum Schmelzen benötigte Wärme zu erzeugen. EAFs sind zentral für die moderne Stahlerzeugung und machen etwa 25 % der weltweiten Stahlproduktion aus. Im Gegensatz zu Hochöfen verwenden EAFs hauptsächlich Stahlschrott als Rohmaterial, wodurch sie sich hervorragend recyceln lassen.
Wichtige Designkomponenten
Ofenmantel
Die zylindrische Hülle, typischerweise aus dickem Stahlblech gefertigt, umschließt das flüssige Bad und hält extremen thermischen und mechanischen Belastungen stand. Die Durchmesser der Hülle variieren je nach Kapazität zwischen 2 m und 10 m.
Elektrodensystem
Drei in Dreiecksform angeordnete Elektroden leiten den Strom in die Schmelze. Die Elektrodendurchmesser variieren zwischen 150 mm und 700 mm. Der Elektrodenverbrauch liegt im Durchschnitt bei 1,5–4 kg pro Tonne produziertem Stahl.
Transformator
Der Ofentransformator transformiert die Netzspannung (6–35 kV) auf eine Sekundärspannung von 100–400 V. Die Nennleistung liegt typischerweise zwischen 15 MVA und 150 MVA für Großanlagen.
Feuerfeste Auskleidung
Die Ofenwände und der Herd werden mit magnesiumbasierten Feuerfestmaterialien ausgekleidet. Bei der Stahlerzeugung im Sauerstoffkonverterverfahren (BOC) werden Magnesitsteine verwendet, während bei der Sekundärstahlerzeugung modernere Materialien zum Einsatz kommen.
Moderne EAF-Designtrends
Moderne Elektrolichtbogenöfen (EAFs) zeichnen sich durch Ultrahochleistungs-Designs (UHP) mit Leistungsdichten von über 1000 kVA pro Tonne Stahl aus. Die Vorwärmung von Strangguss-Schrott, die Verwendung von Schaumschlacke und Kohlenstoffinjektionssysteme maximieren die Energieeffizienz.
