Fremstilling af elektrisk lysbue-stål

Processen

Efter aftapning af en varme flyttes taget væk, og ovnen inspiceres og om nødvendigt repareres. Derefter fylder en kran ovnen med skrot fra en cylinderformet skovl, der er åben i toppen til påfyldning og forsynet med en faldbund til hurtig påfyldning. Skrotspandene lastes på en sådan måde, at der sikres en dæmpning af det tunge skrot, når ladningen falder ned på arnen, for at opnå en god elektrisk ledningsevne i ladningen, lav risiko for elektrodebrud og god beskyttelse af ovnens vægge under nedsmeltning. Der tilsættes undertiden kulstof og slaggeformere til ladningen for at forhindre overoxidation af stålet og for at fremskynde slaggedannelsen. Efter at have ladet en spand flyttes taget tilbage til ovnen, og elektroderne sænkes ned. Nedsmeltningen begynder med en lav effektindstilling, indtil elektroderne har brændt sig ind i det lette skrot oven på ladningen, hvilket beskytter sidevæggene mod overophedning under nedsmeltning med højere effekt. Der efterlades noget usmeltet skrot på ovnvæggen for at beskytte det, hvorefter en anden spand fyldes, og den samme nedsmeltningsprocedure følges. Ved smeltning af meget let skrot er det undertiden nødvendigt at fylde en tredje eller endog fjerde spand.

Efter nedsmeltning er kulstofindholdet i stålet ca. 0,25 % over det endelige tapniveau, hvilket forhindrer overoxidation af smeltet. På dette tidspunkt er der dannet en basisk slagge, der typisk består af 55 procent kalk, 15 procent silica og 15 til 20 procent jernoxid. Slaggeskum dannes ofte ved at injicere kulstof eller en kalk-kulblanding, som reagerer med jernoxiden i slaggen og danner kuliltegas. Dette skum afskærmer sidevæggen og muliggør en højere effektindstilling. Efter behov reduceres kulstofindholdet i stålet enten ved iltblæsning eller øges ved kulstofindsprøjtning. Der tages prøver, temperaturen kontrolleres, der foretages tilsætninger, og når alle forhold er i orden, tappes ovnen ved at dreje den fremad, således at stålet løber over tuden eller gennem det lodrette taphul ned i en gryde. Når der kommer slagger frem, foretages en hurtig bagudvending, og slaggen hældes gennem ovnens bagdør ned i en slaggegryde. Nogle værksteder lader 15 % af det flydende stål blive i ovnen. Denne “hot heel”-praksis muliggør fuldstændig slaggeudskillelse.

Der kan produceres meget rent stål – dvs. med lavt ilt- og svovlindhold – i EAF ved hjælp af en praksis med to slagger. Efter fjernelse af slaggen fra den første oxiderende nedsmeltning tilsættes nye slaggeformere, som indeholder kulstof eller aluminium eller begge dele som reduktionsmidler. Den nye reducerende slagge kan bestå af 65 % kalk, 20 % silica, calciumcarbid eller aluminiumoxid (eller alle tre) og praktisk talt ingen jernoxid. Legeringer, der let oxiderer, tilsættes på dette tidspunkt for at minimere tab og forbedre den metallurgiske kontrol. Raffineringen fortsætter under den reducerende slagge, indtil varmen er klar til aftapning. Den samlede opvarmningstid er en til fire timer, afhængigt af den fremstillede ståltype – dvs. af den anvendte raffineringsmængde og den anvendte hjælpeopvarmning. Mange værksteder anvender ikke en praksis med to slagger, men behandler stålet efter skrotafsmeltning og aftapning i behandlingsstationer i en stikkeskål. Disse sekundære metallurgiske anlæg, som omtales nedenfor, gør det muligt for EAF kun at køre som en meget effektiv skrottsmelter.

Fra tid til anden, efterhånden som lysbuen eroderer deres spidser og ovnens højtemperaturatmosfære oxiderer deres kroppe, tilføjes nye elektroder til toppen af elektrodekæderne ved ovnen. Elektroder forbruges med en hastighed på tre til seks kilo pr. ton stål, afhængigt af driftstypen.