Bei einem Elektrolichtbogenofen handelt es sich um ein Aggregat zum Einschmelzen von Stahlschrott. Anschließend wird der Stahl als Neuprodukt wieder verwendet. Zum einen kann Stahl in einem Hochofen aus Eisenerz hergestellt werden. Es ist jedoch günstiger, Stahl im Elektrolichtbogenofen aus Stahlschrott einzuschmelzen. Jedoch ist die Produktion von Stahl im Elektrolichtofen teurer als im Hochofen. Im Lichtbogenofen können alle verschiedenen Stahlsorten produziert werden. Aufgrund der hohen Kosten werden sie aber meistens nur zur Produktion von Edel-, Bau-, Rostfrei- und Qualitätsstählen verwendet. Weltweit werden jährlich ca. 1.688 Millionen Tonnen Rohstahl hergestellt, ein Großteil davon in Lichtbogenöfen.
Es gibt bei verschieden Bauformen von Lichtbogenöfen. Ein Schmelz-Reduktionsofen wird zum einschmelzen von sogenannten Zuschlägen, Legierungsbestandteilen oder Ferrolegierungen verwendet. Die Herstellung in den Schmelz-Reduktionsöfen findet daher überwiegend im Hüttenwese und somit in der Metallurgie statt. Die Herstellung von Hütten-Silicium, synthetischen Kristallen und Calciumcarbid ist weniger gebräuchlich.
Beim Prozess des Einschmelzens im Lichtbogenofen wird chemische und elektrische Energie eingesetzt. Ein Großteil der gesamten Energie wird dabei bis zu 3.500 °C in thermische Energie umgesetzt. Dies führt zum Aufschmelzen des Einsatzgutes. Die Hitze über den Lichtbogen, der zwischen dem Einsatzgut und der Elektrode brennt, wird auf das Einsatzgut durch Strahlung übertragen. Bei dem Wechselstrom-Elektrolichtbogenofen der Badische Stahl-Engineering GmbH brennen sogar mehrere Lichtbögen.
Das Elektrostahlverfahren eignet sich zur Verarbeitung von Stahlschrott, Eisenschwamm oder Roheisen. Aus den nichtmetallischen Einsatzstoffen bildet sich flüssiger Rohstahl. Daneben bildet sich aus den Oxiden der Legierungsstoffe auf der Schmelze eine Schlackenschicht. Diese bindet das Stahlband und die unerwünschten Bestandteile und schütz so vor weiteren Wärmeverlusten und Oxidationen. Dank der Schlackenschicht kann es auch nicht passieren, dass der Ofen überhitzt. Die Schlacke wir kurz vor dem Abstich in einen Schlackenkübel abgelassen. Anschließend wird die Schlacke durch ein Spezialfahrzeug abtransportiert. Der Flüssigstahl wird in eine Pfanne gegossen. Ein ferngesteuerter Pfannenwagen bringt die Stahlpfanne mit dem Flüssigstahl zur weiteren Bearbeitung in die Pfannenöfen.
Früher wurde die Schmelze nach Einbringen gewünschten Legierungsbestandteilen in das Stahlband in eine Pfanne abgelassen, und in der Gießanlage vergossen. Mittlerweile werden Elektro-Öfen als Aggregate zum Einschmelzen zur Produktion einer Basisschmelze mit niedrigen Phosphor-, Schwefel- und Kohlenstoffgehalten verwendet. Eine abschließende Analyse erfolgt erst nach Abstechen in den Pfannenofen. Dadurch ergibt sich eine erhebliche Energieersparnis und eine Analysengenauigkeit. Das Verfahren ist hinsichtlich der Mengen der zu produzierenden Stahlsorten und Stahlqualitäten sehr flexibel. Allerdings entstehen hier hohe Energiekosten für Erdgas, Sauerstoff und Strom.
Wesentlich bei der Herstellung ist die Einschmelzzeit. Diese hängt entscheidend von der elektrischen Leistung des Transformators im Ofen und der Beschaffenheit des Einsatzgutes ab. Die Zeit zwischen zwei Abstrichen liegt im Bereich von 45 bis 90 Minuten.
Teilen19 Marz 2019
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