November 22, 2025
Der primäre Rohstoff, der in Elektrolichtbogenöfen (EAF) zur Stahlerzeugung verwendet wird, ist Stahlschrott. Die derzeitige Knappheit an Stahlschrottressourcen stellt jedoch ein erhebliches Hindernis für die Weiterentwicklung der EAF-Stahlerzeugung dar. Um diese Herausforderung zu bewältigen, ist es unerlässlich, praktikable Ersatzstoffe für die in der EAF-Stahlerzeugung verwendeten Rohstoffe zu identifizieren. Die wichtigsten Alternativen sind Roheisen, entkohlungsarmes Granuleisen, Eisencarbid und Verbundmetallwerkstoffe. Heute wollen wir uns eingehend mit Roheisen als Ersatzstoff befassen:
Die Einbeziehung von Roheisen in die EAF-Stahlerzeugung bietet zahlreiche Vorteile, wie im Folgenden dargelegt:
Optimierte Stromversorgung für Öfen mit nicht-flachem Schmelzbad: Bei Ofentypen, die kein flaches Schmelzbad aufweisen, ermöglicht die Verwendung von Roheisen die Optimierung der Stromversorgung. Es erleichtert die frühe Bildung des Schmelzbades, erhöht die Dauer der Hochleistungszufuhr und verkürzt folglich den gesamten Schmelzzyklus.
Erhöhte thermische Effizienz: Roheisen trägt sowohl physikalische als auch chemische Wärme zum Schmelzprozess bei und verbessert dadurch die gesamte thermische Effizienz. Dieser erhöhte Wärmeeintrag beschleunigt das Schmelzen und Veredeln des Metalls, was zu einer effizienteren Produktion führt.
Verdünnung schädlicher Verunreinigungen: Roheisen hat die Fähigkeit, die Konzentration schädlicher metallischer Verunreinigungselemente im geschmolzenen Stahl zu verdünnen. Dieser Verdünnungseffekt trägt dazu bei, ein saubereres und qualitativ hochwertigeres Endprodukt zu erzielen, das strenge Industriestandards erfüllt.
Es ist wichtig zu beachten, dass die Menge des zugegebenen Roheisens nicht einfach "je mehr, desto besser" ist. Stattdessen ist es ratsam, ein Verhältnis von Roheisen zwischen 30 % und 50 % beizubehalten. Insbesondere wenn die Sauerstoffzufuhrintensität niedrig ist, beträgt das optimale Eisen-zu-Einsatz-Verhältnis (oder Eisen-zu-Wasser, je nach Kontext) etwa 30 %. Umgekehrt kann dieses Verhältnis bei hoher Sauerstoffzufuhrintensität auf etwa 50 % erhöht werden.
Zum Beispiel schreibt der von der deutschen Firma Prime entwickelte Quantum-Elektrolichtbogenofen vor, dass mindestens 50 % des Einsatzes aus Schrott bestehen sollten, um ausreichende Vorwärmvorteile zu erzielen. Das Konverter-basierte Schmelzverfahren, das von Allmetall-Wasserkraftöfen eingesetzt wird, hat jedoch in gewissem Umfang den Wettbewerbsvorteil des EAF in Bezug auf nachhaltige Entwicklung geschmälert.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Stahlschrott zwar nach wie vor der Eckpfeiler der EAF-Stahlerzeugung ist, die strategische Einbeziehung von Roheisen und anderen Ersatzstoffen jedoch einen vielversprechenden Weg darstellt, um Ressourcenbeschränkungen zu überwinden und die Produktionseffizienz zu steigern. Durch die sorgfältige Kontrolle des Verhältnisses von Roheisen und die Optimierung des Schmelzprozesses kann sich die EAF-Stahlerzeugung in einer zunehmend wettbewerbsorientierten Industrielandschaft weiterentwickeln und florieren.
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