Unterschiede zwischen Ferrolegierungs-Raffinationsöfen und Pfannen-Raffinationsöfen

Unterschiede zwischen Ferrolegierungs-Raffinationsofen und Pfannen-Raffinationsofen

In metallurgischen Prozessen dienen sowohl Ferrolegierungs-Raffinationsofen als auch Pfannen-Raffinationsofen (LRF) als wichtige Ausrüstung zur Raffination, unterscheiden sich jedoch erheblich in ihren technologischen Zwecken, Funktionsprinzipien und Anwendungsbereichen.

1. Technologischer Zweck und Endprodukt

  Ferrolegierungs-Raffinationsofen(Lichtbogenofen-Typ):
    Sein Hauptziel ist die Raffination von Erzen, hochsiliziumhaltigen kohlenstoffarmen Ferrolegierungs-Umschmelzprodukten und Flussmitteln. Der Kernprozess beinhaltet die Entsilizierung zur Herstellung von mittel-, niedrig- und mikro-kohlenstoffhaltigen Ferrolegierungen. Er ist im Wesentlichen eine Produktionseinheit für spezifische Ferrolegierungsprodukte. Die Produktion ist durch einen Chargenprozess (intermittierend) gekennzeichnet, der das zyklische Beschicken von Rohmaterialien und das Abstechen der endgültigen Legierung beinhaltet.

 Pfannen-Raffinationsofen(LRF):
    Er ist für die Raffination von geschmolzenem Stahl aus Primärofen (wie Lichtbogenöfen, Sauerstoffaufblasöfen oder Siemens-Martin-Öfen) konzipiert. Seine Hauptfunktionen sind die Sekundärraffination, die Temperaturkontrolle und die Funktion als Prozesspuffer zur Koordination zwischen Stahlerzeugung und Stranggießen/Walzen. Der LRF ist keine Schmelzeinheit, sondern eine wichtige Sekundär- oder Außenraffinationsanlage. Er behandelt geschmolzenen Stahl, um eine präzise Zusammensetzung, Temperatur und Reinheit zu erreichen.

2. Prozess- und Betriebseigenschaften

  Ferrolegierungs-Raffinationsofen:
      Prozess: Konzentriert sich auf Schlacke-Metall-Reaktionen zur Oxidationsentfernung (hauptsächlich Silizium). Er arbeitet in separaten Chargen.
      Ofentypen: Umfasst üblicherweise offene, bedeckte und halbgeschlossene Typen mit niedrigen Rauchhauben. Der Ofenkörper kann fest, kippbar oder drehbar sein.
      Schlüsselsysteme: Besteht aus der Ofenhülle, dem Dach/der Haube, dem Elektrodensystem, dem Beschickungssystem, dem Hydrauliksystem und dem Wasserkühlsystem.

  Pfannen-Raffinationsofen:
      Prozess: Integriert mehrere fortschrittliche Raffinationsfunktionen in einer einzigen Station:
        1.  Lichtbogenheizung & Temperaturmanagement: Ermöglicht das Wiederaufheizen und die Temperaturausgleichung von geschmolzenem Stahl, wodurch Legierungszusätze, Zusammensetzungskorrekturen, Schlackenzustandsanpassung, Tiefenentschwefelung und Desoxidation ermöglicht werden.
        2.  Inertgas-Rühren: Verwendet typischerweise Argon, das durch poröse Pfropfen am Pfannenboden injiziert wird, um Temperatur und Zusammensetzung zu homogenisieren, Schlacke-Metall-Reaktionen zu fördern und Einschlüsse zu entfernen.
        3.  Vakuum-Entgasung: Oft als LF-VD oder ähnlich kombiniert. Die Pfanne wird unter eine Vakuumabdeckung gestellt, und Gase wie Wasserstoff und Stickstoff werden über Vakuumpumpen (z. B. Dampfstrahler) entfernt, oft verstärkt durch Argon-Rühren zur weiteren Desoxidation und Entschwefelung.
      Schlüsselsysteme: Umfasst die Pfanne (als Ofenkörper), ein bewegliches Dach mit Elektroden (zum Heizen), ein Argon-Rührsystem, ein Vakuumsystem (falls vorhanden), ein Legierungs-/Additiv-Zuführsystem und hochentwickelte Prozesskontrollsysteme.

3. Anwendung und Rolle im Produktionsablauf

  Ferrolegierungs-Raffinationsofen: Dient als primärer Produktionskern in Ferrolegierungswerken. Sein Produkt ist die fertige Ferrolegierung, die dann als Zusatz in der Stahlerzeugung verwendet wird.
  Pfannen-Raffinationsofen: Dient als Dreh- und Angelpunkt und Raffinationsstation in Stahlwerken, die sich zwischen der Primärstahlerzeugung und dem Stranggießen befinden. Seine wichtigsten Vorteile für ein integriertes Werk umfassen:
      Beschleunigung des gesamten Produktionsrhythmus durch Entkopplung des Primärschmelzens von den Raffinations-/Gießanforderungen.
      Verbesserung der metallurgischen Effizienz und Produktqualität (Reinheit, Homogenität, präzise Zusammensetzung).
      Gewährleistung einer optimalen, stabilen Temperatur für das Stranggießen, Verbesserung der Brammenqualität.

4. Betriebssicherheitsfokus

Standardbetriebsverfahren für einen LRF heben kritische Sicherheitsaspekte hervor, die sich von einem primären Ferrolegierungsofen unterscheiden, wie z. B.:
  Strenge Vorbetriebskontrollen für Pfannenwagenverriegelungen, Fahrwegschalter und alle mechanischen/Hilfssysteme (Vakuum, Gas, Heizung, Zuführung).
  Strenge Hochspannungs-Elektrosicherheitsprotokolle während der Elektrodenhandhabung und Energieübertragung.
  Spezifische Verfahren für den Vakuumbetrieb, das Sauerstoffaufblasen (erfordert ölfreie Handschuhe) und das Argon-Rühren.
  Obligatorische Isolations- (Schlüsselsperre) und Freigabeverfahren während der Wartung an erhöhten Strukturen wie dem Heizgestell.

Zusammenfassende Vergleichstabelle:

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass, obwohl beide die "Raffination" beinhalten, der Ferrolegierungs-Raffinationsofen eine primäre Schmelz-/Raffinationseinheit für die Legierungsproduktion ist, während der Pfannen-Raffinationsofen eine hochentwickelte Nachbehandlungseinheit ist, die darauf ausgelegt ist, die Qualität, Präzision und Effizienz der Stahlproduktion zu erhöhen.

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