December 29, 2025
Der Unterpulverlichtbogenofen (SAF) Prozess ist ein hochentwickeltes industrielles Verfahren zum Schmelzen verschiedener Materialien. Bei diesem Verfahren werden Rohmaterialien intermittierend über eine spezielle Zuführvorrichtung in den Ofen eingebracht. Eine Beschickungsmaschine sorgt dafür, dass die Materialoberfläche eben bleibt, was ein gleichmäßiges Erhitzen und Schmelzen erleichtert. Im Laufe des Prozesses fließt die erzeugte flüssige Legierung in Pfannen oder andere Behälter, die dann zum Gießen in Formen transportiert werden. Nach dem Abkühlen wird das fertige Produkt erhalten. Gleichzeitig wird Eisenschlacke intermittierend über einen dafür vorgesehenen Schlackenauslass abgeführt, wodurch die Reinheit der Legierung gewährleistet wird.
Der SAF-Prozess wird durch eine umfassende Reihe von Ausrüstungen unterstützt, von denen jede eine entscheidende Rolle im Schmelzbetrieb spielt. Zu den Hauptkomponenten gehören der Ofenkörper, der Ofendeckel, das Kurzschlussnetz, das Wasserkühlsystem, das Rauchabzugssystem, das Staubabscheidersystem, das Abwärmenutzungssystem, die Elektrodenhülse, das Elektrodenpress- und Hebesystem, das Be- und Entladesystem, die Steuerung, die Durchbrenneinrichtung, das Hydrauliksystem, der SAF-Transformator und verschiedene elektrische Geräte.
Der Ofenkörper ist das Herzstück des SAF und besteht aus einer Ofenhülle und einer feuerfesten Auskleidung.
Die Ofenhülle ist kreisförmig aufgebaut und besteht aus einer Bodenplatte, Wandplatten, Reifen und Rippenplatten. Die Seitenplatten bestehen aus dicken Stahlplatten, die von einem auf Beton montierten Winkelstahlrahmen getragen werden. Diese Konstruktion gewährleistet Robustheit und Stabilität während des Betriebs.
Die Auskleidung verwendet hochtonerdehaltige, magnesia- und kohlenstoffhaltige feuerfeste Materialien. In der Nähe des Ofenauslasses werden erstklassige Magnesiasteine und Magnesiamaterialien in Kombination mit kohlenstoffhaltigen Siliziumdioxidsteinen verwendet. Die Auskleidung muss einer starken Ausdehnung durch Erhitzen standhalten, sich an Wärmeausdehnungs- und Abkühlzyklen anpassen und kostengünstig und einfach herzustellen sein. Für die Schlackenabfuhr ist ein Abstichloch in die Ofenhülle integriert.
Der abgedichtete Ofendeckel ist aus feuerfesten Steinen und Materialien gefertigt und mit wassergekühlten Stahlträgern als Gerüst verstärkt. Drei Elektrodenlöcher an der Oberseite ermöglichen den Durchgang des Dreiphasen-Elektrodenhalters, der mit Isoliermaterialien isoliert ist. Neun Thermometerbuchsen, die in feuerfeste Steine mit Schutzrohren eingesetzt sind, ermöglichen die Temperaturmessung im Ofen.
Die Rauchhaube umschließt die Ofenöffnung, blockiert die Strahlungswärme und sammelt die beim Schmelzen entstehenden Rauchgase, wodurch die Betriebsumgebung verbessert wird. Sie besteht aus einer Deckplatte, Seitenwänden, einer Ofentür und einem Gerüst und bildet durch das Verschweißen von Stahlplatten und Profilen eine sechseckige Form. Sie sitzt über das Haubengerüst auf der Bedienplattform.
Das Rauchgasauslassrohr nutzt natürliche Druckunterschiede oder ein Gebläse, um einen Unterdruck zu erzeugen und den Rauch nach außen abzuleiten. Jeder Elektroofen hat zwei Rauchfänge, die aus Stahlplatten und Profilen bestehen und aus einem unteren wassergekühlten Abschnitt, einem Rauchrohrabschnitt, einem Glockenventil und einer Rauchaufhängung bestehen. Der wassergekühlte Abschnitt, der auf dem Trägerring der kurzen Rauchhaube sitzt, wird mit Wasser gekühlt. Der Rauchrohrabschnitt führt direkt nach außen, wobei ein Glockenventil über einen Rauchölzylinder gesteuert wird, um den Rauchfang zu öffnen und zu schließen. Wenn der Staubabscheider angeschlossen ist, schließt sich das Glockenventil und leitet die Rauchgase über eine Dreiwege-Untergebläsewirkung zum Staubabscheider.
Der Elektrodenhalter ist das Herzstück des SAF und besteht aus einer leitenden Vorrichtung, einer Haltevorrichtung, einer Press- und Lösevorrichtung, einer Hebevorrichtung, einem Haltezylinder und einer Elektrodenhülse. Er stellt sicher, dass die Kupferfliese unter geeignetem Druck an der Elektrodenhülse anliegt, so dass große Ströme aus dem Kurzschlussnetz durch den Schleifring oder die Stütze und dann durch das leitfähige Kupferrohr zu den Elektroden fließen können.
Der Haltezylinder oder Elektrodenaußenzylinder hängt den Elektrodenhalter und die Elektrode auf und ermöglicht das Anheben der Elektrode während des Betriebs.
Traditionelle leitfähige Vorrichtungen sind Schleifringe, leitfähige Kupferrohre und Kupferfliesen. Der Schleifring gleicht die Spannung aus, sammelt den Strom und verteilt ihn auf das leitfähige Kupferrohr, wodurch sichergestellt wird, dass jede Kupferfliese an jeder Elektrode den gleichen Strom erhält. Die Kupferfliese, die aus Rotkupfer gegossen wird und ein Kühlwasserrohr enthält, hat eine zulässige Stromdichte von 0,9~2,5 A/cm² auf ihrer Kontaktfläche mit der Elektrode. Der Elektroden-Sintergurt ist die schwächste Stelle in der Elektrodenfestigkeit, wobei die Kupferfliese eine Haltekraft von 0,05~0,15 MPa auf die Elektrode ausübt, die vom Elektrodenhalter abgeleitet wird. Elektroden mit kombinierten Haltern verbessern das Sintern.
Die Elektrodenhebevorrichtung passt die Elektrodenposition durch Heben und Senken an und reguliert die Elektrodenbogenlänge, um den Widerstand und die Stromstärke einzustellen. Die Hubgeschwindigkeit variiert mit der Ofenleistung und liegt typischerweise zwischen 0,2~0,5 m/min für Elektroden mit einem Durchmesser von über 1 m und 0,4~0,8 m/min für Elektroden mit einem Durchmesser von unter 1 m. Der Hubweg beträgt 2,1~2,6 m.
Das Kurzschlussnetz überträgt elektrische Energie mit niedriger Spannung und hohem Strom und speist die Energie effektiv aus dem Netz in den SAF ein. Eine vernünftige Kurzschlussnetzstruktur und die Auswahl einer geeigneten Stromdichte wirken sich erheblich auf die Betriebskennzahlen und die Wirtschaftlichkeit des Energieverbrauchs von Nichteisenmetallen aus.
Die Hauptfunktion des Kurzschlussnetzes besteht darin, große Ströme zu übertragen, wobei die Reaktanz und der Widerstand einen erheblichen Teil der gesamten Leitung ausmachen und die elektrischen Eigenschaften der Ausrüstung bestimmen. Es muss die folgenden Grundanforderungen erfüllen:
1. Ausreichende Strombelastbarkeit.
2. Minimierter Kurzschlusswiderstand.
3. Kleiner induktiver Reaktanzwert.
4. Gute Isolierung und mechanische Festigkeit.
Das SAF-System erzeugt 70 % seiner Reaktanz über das Kurzschlussnetz, wodurch es schwierig ist, einen natürlichen Leistungsfaktor von über 0,85 zu erreichen, wobei die meisten Öfen zwischen 0,7 und 0,8 betrieben werden. Dieser niedrigere Leistungsfaktor reduziert den Wirkungsgrad des Transformators, verbraucht unnütze Arbeit, verschwendet Energie und verursacht zusätzliche Stromstrafen. Die manuelle Elektroden- und Stapelsteuerung erhöht die Dreiphasen-Leistungsunsymmetrie auf über 20 %, was zu einem geringen Schmelzwirkungsgrad und hohen Stromkosten führt. Der Ausgleich des Stromnetzes ist entscheidend für die Reduzierung des Energieverbrauchs und die Verbesserung des Schmelzwirkungsgrades.
Das Hochspannungs-Stromversorgungssystem besteht aus Hochspannungs-Trennschaltern und Spannungswandlern, Hochspannungs-Vakuumschaltern und Stromwandlern, Zinkoxid-Ableitern und Widerstands-Kapazitäts-Absorptionsschutzvorrichtungen, die Hochspannungs-Einspeisekabinette, Vakuumschaltschränke, Oxidationsableiter und Widerstands-Kapazitäts-Schutzkabinette bilden. Es liefert die Hauptstromversorgung für den Elektroofen und führt einen Kurzschlussschutz durch. Eine Überspannungsabsorptionsvorrichtung schützt den Transformator vor Betriebs- und Stoßspannungen, während der Zinkoxid-Ableiter einen Blitzschutz bietet. Der Einspeisetrennschalter erleichtert die Fehlersuche und Wartung.
Das Wasserversorgungssystem liefert Wasser zu einer Hochplattform, wo das Wasserkühlsystem das Kurzschlussnetz, die wassergekühlte Haube, den wassergekühlten Schornstein, den Pressring, die Kupferfliese und den wassergekühlten Großmantel über einen Wasserverteiler kühlt. Ein weiterer Weg leitet Wasser zur starken Öl-Wasserkühlung des Transformators zur Kühlung des Transformators.
1. Feuerfeste Materialien für den Ofenbau.
2. Elektrodenpaste.
3. Transformatorschienen und -befestigungen.
4. Hydraulikmedium.
5. Kupferfliese.
6. Wasserkühlsystemkabel.
Dieser umfassende Überblick über den Unterpulverlichtbogenofenprozess hebt seine Komplexität und die entscheidende Rolle hervor, die jede Komponente bei der Gewährleistung eines effizienten und effektiven Schmelzbetriebs spielt. Für weitere professionelle Informationen über Schmelzofenausrüstung besuchen Sie bitte regelmäßig den News-Bereich unserer Website.
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