Grundlegender Sauerstoffofen erklärt:Der Motor der modernen Stahlproduktion

Ein einfacher Sauerstoffofen (BOF) ist eine Maschine, die zur Reinigung von Roheisen verwendet wird, indem Verunreinigungen zu Schlacke oxidiert und der Rest durch Einblasen von Sauerstoff in geschmolzenen Stahl umgewandelt wird. Es ist weltweit die wichtigste Methode zur Stahlproduktion. Der hergestellte Stahl wird chemisch getestet und kann durch Zugabe von Legierungen weiter modifiziert werden. Der Prozess wird aufgrund der Alkalität des feuerfesten Materials und der Zugabe alkalischer Materialien während der Produktion als Sauerstoffbasisofen bezeichnet.

Eine Schmelze oder Charge beginnt mit der Ofenstruktur selbst, d. h. einem länglichen Gefäß. Der Behälter ist mit alkalischen feuerfesten Materialien wie Magnesit und gebranntem Kalk ausgekleidet. Das feuerfeste Material ist notwendig, damit das Gefäß den extremen Temperaturen und der hohen Oxidationsstufe standhält, die im Sauerstoffofen auftritt.

Der Ofen wird schräg geneigt und mit etwa einem Drittel Stahlschrott und zwei Dritteln geschmolzenem Roheisen, das in einem Hochofen verflüssigt wurde, beschickt bzw. gefüllt. Es werden Flussmittel aus Kalk oder Dolomit hinzugefügt. Ein Computerprogramm nutzt die chemische Analyse des Roheisens, um die optimalen Anteile von Eisen, Stahlschrott und Flussmitteln zu bestimmen und die Sauerstoffeinblaszeit zu programmieren.

Die Mischung wird etwa 20 Minuten lang einem Strom reinen Sauerstoffs ausgesetzt, der durch ein wassergekühltes Rohr eingeblasen wird. Die Höhe der Spitze des Sauerstoffstroms im Gefäß kann während des Blasens angepasst werden. Der Prozess wird von einem Computer gesteuert und überwacht.

Der Kohlenstoff und das Silizium in der Mischung oxidieren und erzeugen eine große Hitzemenge, die den Schrott schmilzt. Diese chemische Reaktion erhöht die Temperatur im Sauerstoffofen schnell auf etwa 1.649 °C (3.000 °F). Oxidiertes Silizium wird zu Siliziumdioxid und verbindet sich mit den Flussmitteln zu Schlacke. Schwefel- und Phosphoranteile aus dem Eisen werden von der Schlacke absorbiert. Kohlenmonoxid und Kohlendioxid, die durch den Prozess entstehen, werden durch Geräte zur Schadstoffbegrenzung abgeführt.

Nach dem Einblasen von Sauerstoff enthält der Ofen Schichten aus geschmolzenem Stahl und Schlacke. Das Gefäß ist geneigt, um eine Probenahme und Prüfung des gereinigten Materials zu ermöglichen. Ein vorgeheizter Behälter, eine sogenannte Pfanne, wird unter den Sauerstoff-Grundofen gestellt. Der geschmolzene Stahl wird in die Pfanne gestochen oder gegossen. Die Funktion von Detektoren besteht darin, zu verhindern, dass sich Schlacke mit dem Stahl vermischt. Der Stahl kann für bestimmte Zwecke mit Eisen-, Silizium- oder Manganlegierungen verändert oder ohne weitere Modifikation zum Gießen geschickt werden.

Nachdem der gesamte Stahl abgestochen ist, wird die Schlacke in einen separaten Behälter abgegossen. Die Schlacke wird abgekühlt und über einen Zeitraum von Monaten stabilisiert. Nach dieser Zeit kann die Schlacke zur weiteren Verwendung zerkleinert werden, häufig als Zuschlagstoff für Bauprojekte.

About Mechanics ist bestrebt, genaue und vertrauenswürdige Informationen bereitzustellen. Wir wählen sorgfältig seriöse Quellen aus und wenden einen strengen Faktenprüfungsprozess an, um die höchsten Standards aufrechtzuerhalten. Um mehr über unser Engagement für Genauigkeit zu erfahren, lesen Sie unseren Redaktionsprozess.