Crude steel production begins with the reduction process, where the iron ore reacts with carbon sources inside the blast furnace. The blast furnace requires different types of refractory products with resistance to thermo-mechanical and thermo-chemical reactions.

Wie funktioniert ein Lichtbogenofen?

Die Stahlherstellungsprozesse haben sich in den letzten Jahren dramatisch verändert. Die Haupttreiber dieser Entwicklung sind die wachsende Stahlnachfrage und neue globale Nachhaltigkeitsbemühungen.

Da Hochöfen große Mengen an Hüttenkoks verbrauchen, suchen Hersteller zunehmend nach alternativen Verfahren zur Stahlherstellung.

Saint-Gobain Performance Ceramics & Refractories hat Lösungen mit hohem Mehrwert für die USA geliefert Hochofen Route seit Jahrzehnten. Wir sind bestrebt, Hersteller bei der Innovation zu unterstützen CO2-reduzierte Stahlherstellungsprozesse. Ein Teil dieses Ansatzes ist der Keramikbecher, ein Schlüsselelement zur Erweiterung des Hochofens Lebensdauer bis zu 15-20 Jahre während Energieverbrauch senken. Wir beteiligen uns auch aktiv an Forschungs- und Entwicklungsinitiativen (F&E), bei denen es um die Entwicklung differenzierter Angebote in diesem Bereich geht.

Durch die Nutzung von Strom (und optional von Festbrennstoff) ist der Elektrolichtbogenofen ein Schlüsselprozess in dieser Entwicklung hin zu weniger CO2-emissionsintensiven Stahlherstellungsprozessen. Wir sind stark daran beteiligt, unsere Kunden bei diesem kontinuierlichen und schnellen Übergang zu nachhaltigeren und effektiveren Prozessen mit angepassten Feuerfestlösungen zu unterstützen.

Prinzipien eines Lichtbogenofens

Die Stahlproduktion beginnt mit der Reduktion von Eisenerz unter Verwendung von Kohlenstoff- und Wasserstoffquellen in Hochöfen bzw. direkt reduzierten Eisenschächten (DRI). Bei CO2-armen Prozessen wird beim Recycling von Eisenschrott, mit oder ohne Zusatz von Eisenschwamm (DRI/HDRI), auf die Elektrolichtbogenofentechnologie zurückgegriffen. Bei dieser Technologie werden mithilfe von Graphitelektroden elektrische Hochspannungsströme erzeugt, die die Einsatzstoffe lokal schmelzen. Die beim Elektrolichtbogenofenprozess erreichten Temperaturen übersteigen die zum Schmelzen von Standardstahl erforderlichen Temperaturen, sodass Elektrolichtbogenöfen für die Verarbeitung von legiertem und rostfreiem Stahl geeignet sind.
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Im Elektrolichtbogenofen wird geschmolzener Stahl raffiniert, indem das flüssige Metall mit einer kalkbasierten Schlacke zur Entphosphorung umgesetzt wird und Entkohlungsschritte durch Einleiten von Sauerstoff in das Bad durchlaufen werden. Verunreinigungen in den Rohstoffen oxidieren durch die Zugabe von Disauerstoff und steigen in Kombination mit zugesetzten chemischen Komponenten an die Badoberfläche und bilden eine basische Schlacke. Der obere Teil des Elektrolichtbogenofens besteht typischerweise aus wassergekühlten Paneelen. Metallurgen beschichten diese Platten mit Schlackespritzern und bilden so eine Schutzschicht. Im Gegensatz dazu besteht der untere Teil des Elektrolichtbogenofens aus mehreren Schichten feuerfester Materialien, die thermomechanischen und thermochemischen Reaktionen standhalten sollen.

Feuerfeste Verschleißquellen in EAF

Feuerfeste Materialien sind für den Betrieb von Elektrolichtbogenöfen unerlässlich. Sie dienen als Rückhaltesystem für Flüssigkeiten Stahl, der Temperaturen bis zu 1500°C erreicht.

Bei guter Konstruktion gewährleisten feuerfeste Materialien chemische, mechanische und thermische Stabilität, um die Integrität des Behälters über einen längeren Zeitraum hinweg zu schützen.

Welche Art der feuerfesten Auskleidung in einem Elektrolichtbogenofen pro Bereich in Betracht gezogen wird, hängt von den entsprechenden Belastungsbedingungen ab. Zu den wichtigsten Verschleißprozessen im EAF-Betrieb gehören:

  • Erosion durch Schrottbeschickung
  • Korrosion durch oxidierende basische Schlacken
  • Oxidation durch Atmosphäre und Brenner
  • Thermoschock (Lichtbogenstrahlung erzeugt Hotspots) und Zyklen
  • Hydratation durch mögliche Leckage wassergekühlter Panels.
Feuerfeste Lösungen von Saint-Gobain für Lichtbogenöfen

Saint-Gobain Performance Refractories & Ceramics verfügt über jahrzehntelange praktische Erfahrung beim Einsatz hochleistungsfähiger Feuerfestmaterialien in allen Produktionslinien und bietet verschiedene Qualitäten von Feuerfestmaterialien an, um langfristig der erwarteten Art von Verschleiß gerecht zu werden.

Wir entwerfen, produzieren und vertreiben Materialien und Lösungen, die Schlüsselbestandteile für die Zukunft der Stahlindustrie sind. Sie bieten Praktikabilität, Leistung und Sicherheit und erfüllen gleichzeitig die Herausforderungen von Haltbarkeit, Ressourceneffizienz und Klimawandel.