Detaillierte Einführung in fünf Kern-EBT-Schmelzprozesse

Detaillierte Einführung in fünf Kernschmelzverfahren für EBT

Das exzentrische Bodenauslassverfahren (EBT)Elektrolichtbogenofenbeinhaltet spezifische Betriebsverfahren zur Optimierung von Effizienz und Qualität. Im Folgenden werden fünf wichtige Schmelzverfahren beschrieben, die integraler Bestandteil des EBT-Ofenbetriebs sind.

1. Schnelles Schmelzen und Aufheizen

Dies ist die Hauptfunktion des Elektrolichtbogenofens, die unmittelbar nach der ersten Schrottcharge beginnt. Ziel ist es, den Schrott zu schmelzen und den flüssigen Stahl in kürzester Zeit auf die Abstichtemperatur zu bringen. EBT-Öfen verwenden intensivierte Schmelztechniken, um dies zu erreichen, darunter:

   Maximale Leistungseinspeisung: Zuführung elektrischer Energie mit der höchstmöglichen Rate.

   Oxy-Fuel-Brennerunterstützung: Verwendung von Brennerdüsen zur Abgabe konzentrierter Wärme, wodurch das Abschmelzen des Schrotts beschleunigt wird.

   Sauerstoffeinblasung & Rühren: Einblasen von Sauerstoff zur Entkohlung und Erzeugung von exothermer Wärme, während gleichzeitig die Schmelze gerührt wird.

   Bodenbegasung: Einblasen von Inertgas (z. B. Ar, N₂) durch poröse Pfropfen zur Homogenisierung von Temperatur und Zusammensetzung.

   Schaumschlacke-Verfahren: Erzeugung einer isolierenden, schaumigen Schlackenschicht zur Verbesserung der Lichtbogenstabilität und der thermischen Effizienz, wodurch das Aufheizen beschleunigt wird.

2. Entphosphorierungsverfahren

Die Phosphorentfernung im EAF wird durch die Steuerung der Schlackenoxidation (FeO-Gehalt), der Basizität (CaO/SiO₂-Verhältnis) und der Temperatur gesteuert. Wichtige Betriebsstrategien sind:

   Erhöhte Sauerstoffzufuhr: Intensive Sauerstoffaufblasen und der Einsatz von Oxy-Fuel-Brennern zur Erhöhung des FeO-Gehalts der frühen Schlacke, wodurch der Phosphortransfer vom Metall zur Schlacke gefördert wird.

   Frühe Bildung einer stark oxidierenden, basischen Schlacke: Nutzung der niedrigeren anfänglichen Badtemperatur – was die Entphosphorierung begünstigt – zur möglichst frühen Bildung einer wirksamen Schlacke.

   Schlackenentfernung (Schlackenabzug): Sofortige Entfernung der anfänglichen phosphorreichen Schlacke und Ersatz durch eine frische Schlacke, um eine "Phosphorrückführung" (Rückführung von P in den Stahl) während nachfolgender Temperaturerhöhungen oder des Abstichs zu verhindern.

   Pulvereinblasung: Direktes Einblasen von Kalk (CaO) und Flussspat (CaF₂)-Pulver in das Schmelzbad mit einem Sauerstoffträgerstrom. Dies kann Entphosphorierungsraten von bis zu 80 % bei gleichzeitigen Entschwefelungsraten von fast 50 % erreichen.

   Schlackenfreies Abstechen (EBT-Vorteil): Das EBT-Design ermöglicht eine minimale Schlackenmitnahme in die Pfanne. Die Steuerung des Schlackenvolumens auf ~2 kg/t Stahl begrenzt die Phosphorrückführung erheblich. Bei einer Schlacke mit 1 % P₂O₅ kann die Phosphorrückführung auf ≤0,001 % gehalten werden.

   Zielkontrolle: Der endgültige Zielphosphorgehalt beim Abstich wird auf unter 0,02 % festgelegt, unter Berücksichtigung der anschließenden Legierung und der Spezifikationen des Endprodukts.

3. Entkohlungsverfahren

EBT-Verfahren verwenden oft eine Hochkohlenstoff-Charge-Strategie für mehrere kritische Zwecke:

   Schutz von metallischem Eisen: Während des Sauerstoffaufblasens in der Aufschmelzphase oxidiert Kohlenstoff vorzugsweise zu Eisen, wodurch der metallische Ausbeuteverlust (Verbrennung) reduziert wird.

   Niedrigerer Schmelzpunkt: Kohlenstoff senkt den Schmelzpunkt des Schrotts und beschleunigt die Bildung eines flüssigen Bades.

   Erhöhte Badbewegung: Die Kohlenstoff-Sauerstoff-Reaktion (C-O) erzeugt CO-Gas, das das Schmelzbad kräftig rührt. Dies fördert Schlacken-Metall-Reaktionen und erleichtert die frühe Entphosphorierung.

   Raffination und Reinigung: Während der Raffinations-/Heizperiode erweitert eine anhaltende, aktive C-O-Reaktion (Kohlenstoff-Sieden) die Schlacken-Metall-Grenzfläche, unterstützt die weitere Entphosphorierung, homogenisiert die Badtemperatur und -zusammensetzung und fördert das Aufschwimmen von Gasen und Einschlüssen.

   Schaumschlacke-Erzeugung: Das CO-Gas ist unerlässlich für die Erzeugung und Aufrechterhaltung einer wirksamen, isolierenden Schaumschlackenschicht, die die thermische Effizienz und die Aufheizraten dramatisch verbessert.

4. Legierungsverfahren

Das Legieren im EBT-Verfahren erfolgt hauptsächlich in der Pfanne während des Abstichs ("Pfannenlegierung"). Dieser Ansatz bietet mehr Kontrolle und Ausbeute. Die wichtigsten Prinzipien sind:

   Pfannenzusatzstandard: Die meisten Ferrolegierungen werden dem Stahlstrom zugesetzt, während er die Pfanne füllt.

   Ofenzusätze für bestimmte Legierungen: Nicht oxidierende Elemente mit hohem Schmelzpunkt wie Nickel (Ni), Wolfram (W) und Molybdän (Mo) können direkt dem Ofen zugesetzt werden, um eine vollständige Auflösung zu gewährleisten.

   Berücksichtigung von Reststahl ("Heel"): Bei der Anwendung eines Stahlrückhalteverfahrens muss der chemische Einfluss des Restmetalls der vorherigen Charge auf die Zusammensetzung der nächsten Charge sorgfältig berechnet werden.

   Temperaturmanagement: Die Abstichtemperatur muss angepasst werden, um die Abkühleffekte großer Legierungszusätze auszugleichen. Eine ordnungsgemäße Pfannenvorwärmung und Nachwärmung (z. B. über einen Pfannenofen) sind entscheidend, um die Temperatur zu halten und die Legierungsausbeute zu verbessern.

   Zweistufige Anpassung: Die Pfannenlegierung während des Abstichs ist ein Vorlegierungsschritt. Die endgültige, präzise Zusammensetzungsanpassung erfolgt in einer sekundären Raffinationsstation (z. B. Pfannenofen). Die Vorlegierung zielt auf die Mitte des Spezifikationsbereichs ab, um reibungslose, kontrollierte endgültige Anpassungen zu ermöglichen.

5. Temperaturkontrolle

Eine präzise Wärmeführung ist grundlegend für die erfolgreiche Durchführung aller metallurgischen Prozesse. Verschiedene Stufen haben spezifische Temperaturanforderungen:

   Entphosphorierung: Bevorzugt niedrigere Temperaturen (z. B. < 1550°C). Dieser thermodynamische Vorteil ist der Grund, warum die Entphosphorierung frühzeitig im Prozess betont wird, was mit der anfänglichen Aufschmelzphase zusammenfällt.

   Oxidation/Raffination: Erfordert eine höhere Badtemperatur (typischerweise > 1550°C), um ein aktives Kohlenstoff-Sauerstoff-Sieden zur Reinigung und effizienten Erhitzung aufrechtzuerhalten.

   Abstich & Nachgeschaltete Verarbeitung: Der Ofen muss ausreichend Überhitzung liefern, um die Wärmeverluste während des Abstichs, der Sekundärraffination (LF, VD) und des Transports zur Gießanlage auszugleichen. Die erforderliche anfängliche Ofentemperatur wird basierend auf dem spezifischen nachgeschalteten Prozessweg und der Stahlsorte berechnet.

 Wir sind ein professioneller Elektroofenhersteller. Für weitere Anfragen oder wenn Sie Unterpulveröfen, Elektrolichtbogenöfen, Pfannenöfen oder andere Schmelzausrüstungen benötigen, zögern Sie bitte nicht, uns zu kontaktieren unter  susan@aeaxa.com