Elektrotherm-Ofen steigert die Stahlherstellungsqualität und -effizienz

Im Stahlherstellungsprozess sind die Erzielung höherer Reinheit, präzise Zusammensetzungskontrolle und reduzierte Produktionskosten entscheidende Herausforderungen. Der Elektrothermische Raffinationsofen (ERF™), ein fortschrittliches metallurgisches System, ersetzt zunehmend herkömmliche Pfannenöfen (LRF) als Eckpfeiler der hochwertigen Stahlproduktion. Über die Bereitstellung aller LRF-Funktionen hinaus zeigt der ERF™ eine überlegene Leistung bei der Entphosphorung, Energieeffizienz und betrieblichen Flexibilität.

Der Elektrothermische Raffinationsofen (ERF™) ist eine speziell entwickelte metallurgische Einheit zur Optimierung der Stahlqualität. Er hat sich aus dem Pfannenofen (LRF) entwickelt und behält die Kernfunktionen des LRF bei – Entschwefelung, Zusammensetzungsanpassung und Temperaturkontrolle – und zeichnet sich gleichzeitig durch eine verbesserte Entphosphorung aus. Durch seine einzigartigen metallurgischen Prozesse verbessert der ERF™ die Stahlreinheit, Homogenität und mechanischen Eigenschaften erheblich und erfüllt strenge Anforderungen für Premium-Anwendungen.

Der ERF™ enthält technologische Verbesserungen, die messbare Vorteile bieten:

• Überlegene Entphosphorung: Die herausragende Fähigkeit des ERF™ liegt in seiner außergewöhnlichen Phosphorentfernung, die durch eine maßgeschneiderte Schlackenchemie und Prozessparameter erreicht wird. Dies verbessert die Zähigkeit und Schweißbarkeit des Stahls – entscheidend für Baustähle, niedriglegierte Stahlsorten und andere phosphor-empfindliche Anwendungen.
• Reduzierte Betriebstemperaturen: Die Ermöglichung niedrigerer Abstichtemperaturen verlängert die Feuerfestlebensdauer und senkt den Energieverbrauch. Dies minimiert auch die Gaslöslichkeit in geschmolzenem Stahl und verbessert die Dichte und mechanische Leistung.
• Rohstoffflexibilität: Der ERF™ kann hohe Anteile an Schwamm-Eisen/direkt reduziertem Eisen (DRI) aufnehmen, ohne die Qualität zu beeinträchtigen, wodurch die Rohstoffoptionen erweitert und die Kosten gesenkt werden.
• Erhöhte Reinheit: Die effektive Entfernung von Einschlüssen und die Gasreduzierung erzeugen Stahl mit außergewöhnlicher Reinheit, was für hochfeste, hochzähe Stahlsorten unerlässlich ist.

Integriert mit dem proprietären ELDFOS™-Prozess erreicht der ERF™:

• Phosphorreduzierung um bis zu 50 Basispunkte (0,05 %)
• Schwefelentfernung um bis zu 50 Basispunkte
• Effektive Eliminierung metallischer Einschlüsse
• Sauerstoffgehalte unter 30 ppm durch Aluminium/Calcium-Silizium-Drahteinblasung
• Homogene Temperatur und Zusammensetzung durch kontrolliertes Rühren
• Entgasung (Sauerstoff-, Stickstoff-, Wasserstoffentfernung)
• Pufferung beim Stranggießen mit präzisem Temperaturmanagement

Die Leistung des ERF™ resultiert aus innovativem Engineering:

• Fortschrittliche Schlackenentfernung: Spezialisierte Systeme extrahieren effizient phosphorreiche Schlacke.
• Präzise Elektrodensteuerung: Servoventilgesteuerte Hydraulikzylinder minimieren den Elektrodenverbrauch (0,3-0,4 kg/Tonne).
• SCADA-PLC-Automatisierung: Echtzeit-Impedanzkontrolle, Anti-Resonanz-Anpassung und Totzonenkompensation gewährleisten eine stabile Stromversorgung.
• Netzstabilität: Reduziert Flimmern/Oberschwingungen bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung von Leistungsfaktoren ≥0,90 ohne zusätzliche Kompensation.
• Wartungsoptimiertes Design: Feste Elektrodenarme mit mobilen Pfannenwagen vereinfachen den Betrieb.
• Schnelles Aufheizen: Erreicht nach der Stabilisierung einen Temperaturanstieg von 4,5°C/Minute.
• Gasinjektionsgenauigkeit: Massenstromgesteuerte Argonspülung optimiert den Verbrauch und die Temperaturhomogenität.

Der ERF™ bedient anspruchsvolle Stahlsektoren, darunter:

• Hochleistungs-Baustähle (Brücken, Maschinen)
• Fortschrittliche hochfeste niedriglegierte (HSLA)-Stähle
• Speziallegierungen für Luft- und Raumfahrt- und Energieanwendungen

Abweichend vom herkömmlichen Elektroschlacke-Umschmelzen (ESR) verwendet der ERF™ lichtbogenbeheizte Schlackeschichten, um geschmolzenen Stahl durch metallurgische Reaktionen zu reinigen. Der Prozess beinhaltet:

1. Einfüllen von Primärstahl in die Pfanne
2. Zugabe von kundenspezifischen Schlackenformulierungen (CaO-SiO ₂ -Al ₂ O ₃ Systeme)
3. Elektrodengetriebene Schlackenerwärmung
4. Schlacken-Metall-Wechselwirkung zur Verunreinigungsentfernung
5. Elektromagnetisches/Gas-Rühren
6. Legierungsanpassung
7. Kontrolliertes Abstechen

Die ERF™-Technologie entwickelt sich weiter durch:

• KI-gesteuerte Prozessoptimierung
• Energieeffiziente Designs
• Modulare Multifunktionsintegration
• Schlackensysteme der nächsten Generation
• Emissionskontrolltechnologien

Angesichts der steigenden Qualitätsanforderungen und Nachhaltigkeitsanforderungen der Stahlhersteller erweist sich der ERF™ als transformative Lösung. Seine Fähigkeit, betriebliche Effizienz mit metallurgischer Exzellenz in Einklang zu bringen, positioniert ihn als einen entscheidenden Enabler für die Stahlproduktion der nächsten Generation. Durch kontinuierliche Innovation in Automatisierung, Energiemanagement und Prozessintegration wird die ERF™-Technologie eine entscheidende Rolle bei der Gestaltung der Zukunft der nachhaltigen Metallurgie spielen.