Introductie van de DC-elektrische boogoven

Hoofdbeginsel

1. Krachtomzetting: Driefasige wisselstroom wordt door een voedingssysteem in stabiele gelijkstroom verwerkt.
2. Arc Generatie: Een stabiele boog vormt zich tussen de bovenste enkele grafietkatode en de onderste anode van de oven, waardoor de lading tot meer dan 3000°C wordt verwarmd.
3. Smelten en raffineren: De hoogtemperatuurboog smelt snel schroot- of legeringsmaterialen; legering en verontreiniging verwijderen worden uitgevoerd om de samenstelling aan te passen en de kwaliteit van het staal te verbeteren.
4. Het roeren van gesmolten plassen: De rechtstreekse gelijkstroom creëert een sterke elektromagnetische roer, waardoor een uniforme temperatuur en samenstelling wordt gewaarborgd.

Belangrijkste structurele kenmerken

• Elektrode met een enkel bovenste deel: Er wordt slechts één grote grafietelektrode gebruikt, waardoor het elektrode­systeem vereenvoudigd wordt en het verbruik wordt verlaagd.
• Onderste elektrode: De onderkant van de oven is voorzien van een geleidende anode (bijv. metalen contactpinnen of MgO-C vuurvaste), wat het kenmerk is van DC EAF.
• Rectificatie-eenheid: Converteert wisselstroom in gelijkstroom, waardoor een stabiele boogoperatie mogelijk is.
• Kookplaat: vuurvaste bekleding, geoptimaliseerd voor hoge temperatuur en corrosiebestendigheid, met onderste gasroerende toestellen om het raffinage-effect te verbeteren.

Voordelen voor speciale staalsmelt

1. Hoogwaardig staal

• Stabiel boog & uniforme verwarming: Minimaliseert lokale oververhitting, vermindert segregatie en verbetert de zuiverheid.
• Sterk roeren: Bevordert een uniforme samenstelling en een efficiënte ontdooiing/ontzwaveling en voldoet aan strenge speciale staalnormen.

2. Hoog efficiënt en laag verbruik

• Laag elektrodeverbruik: ~ 50% minder dan AC EAF, waardoor de exploitatiekosten worden verlaagd.
• Energiebesparing: Hoger vermogen en minder netverlies; typisch energieverbruik 250-300 kWh/t.
• Kortere cyclus: snellere smelting en raffinage, met een tap-to-tap-tijd van vaak minder dan 30 minuten.

3Stabiel functioneren en milieubevoordelen

• Een lage impact op het net: Kleine stroom/spanningsschommelingen, minder flikkeren en betere compatibiliteit met het elektriciteitsnet.
• Verminderde erosie van de bekleding: Eenvormige warmteverdeling verlengt de levensduur van de oven met ~ 30%.
• Minder geluid en minder uitstoot: Stiltere werking en betere controle van rookgassen.

Toepassing in de productie van speciaal staal

• Lagers van staal: Hoge zuiverheid, uniforme hardheid en vermoeidheid.
• Stalen stalen: Uitstekende hardheid, taaiheid en thermische stabiliteit.
• Roestvrij staal: Efficiënte chroom/nikkellegering en koolstofarme controle.
• Hoogsnel gereedschapsstaal: Precieze samenstelling en hoge temperatuurprestaties.
• Speciale legeringen: legeringen op basis van nikkel, titanium en hittebestendig.

Typisch smeltproces

1. Voorbereidingen: Oofne-patching, onderste elektrode-inspectie en grondstofbereiding.
2. Opladen: Schroot, legeringen en slagstoffen worden in partijen geladen.
3. Smelten: gelijkstroom wordt toegepast; de boog smelt de lading, met zuurstof/brandstofhulp.
4. Oxidatieperiode: Onzuiverheden (P, C, Si) worden geoxideerd en slakken worden verwijderd.
5. Reductie en raffinage: Deoxideringsmiddelen en legeringen toevoegen; samenstelling en temperatuur aanpassen.
6. Tapping: gesmolten staal wordt in een pot gezet voor verdere raffinage (bijv. LF, VD).

Technische ontwikkeling

• Flexible gelijkstroomvoorziening: IGBT-gebaseerde modulaire voedingsbronnen verbeteren de respons en stabiliteit.
• Intelligente besturing: Automatische regeling van elektroden, procesoptimalisatie en digitale monitoring.
• Groen en koolstofarm: Voorverhitting van schroot, terugwinning van restwarmte en technologieën met lage emissies.
• Grootschalige en gespecialiseerde opleiding: Grotere capaciteiten (≥100 t) en op maat gemaakte ontwerpen voor hoogwaardige speciale staal.

Samenvatting