Hochofen stahl herstellung

Arten der Stahlherstellung im Hochofen

Der Hochofenprozess zur Stahlherstellung umfasst mehrere Gerätetypen und betriebliche Variationen. Im Folgenden finden Sie eine kurze Beschreibung einiger der wichtigsten.

• Allgemeiner Hochofenprozess

  Die Standardmethode zur Stahlherstellung mittels Hochofen beinhaltet die Umwandlung von Eisenerz zu Roheisen und dessen anschließende Umwandlung zu Rohstahl. Im ersten Schritt wird Eisenerz reduziert – das heißt, ihm wird Sauerstoff entzogen, wodurch metallisches Eisen zurückbleibt. Diese Reduktion erfolgt in einem Hochofen, in dem Koks (ein kohlenstoffreiches Material, das aus Kohle gewonnen wird) mit verschiedenen Gasen reagiert. Sobald das Eisenerz reduziert wurde, entsteht Roheisen. Der zweite Schritt besteht in einem Umwandlungsprozess, bei dem das Roheisen verfeinert wird, um Rohstahl (auch Kohlenstoffstahl genannt) zu erhalten. Weitere Verunreinigungen werden entfernt und Legierungselemente können hinzugefügt werden, wodurch fertige Stahlprodukte entstehen, die für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet sind.

• Corex-Verfahren

  Das Corex-Verfahren bietet eine Alternative zum Standard-Hochofenprozess. Sein Hauptvorteil liegt darin, dass es verschiedene Eisenerzformen direkt verwenden kann, wie z. B. Pellets, Sinter oder Klumpenerz. Die Erzreduktion erfolgt im Vorreduktionsschacht, in dem die Gase, die aus dem Schmelz-/Rohstahlproduktionsteil des Prozesses erzeugt werden, zugeführt werden. Hier wird ein Teil des Eisenerzes reduziert. Als Nächstes erfolgt im Schmelzgasgenerator, der dasselbe Konzept wie ein Hochofen verwendet, eine zusätzliche Reduktion, um flüssiges Eisen zu erzeugen. Der Hauptunterschied des Corex-Verfahrens im Vergleich zu einem herkömmlichen Hochofen besteht darin, dass das Erz an zwei verschiedenen Stellen reduziert wird: im Vorreduktionsschacht und im Schmelzgasgenerator. Darüber hinaus kann je nach Produktionsverlauf metallurgischer Koks entfallen.

• Hismelt-Verfahren

  Ähnlich wie das Corex-Verfahren zielt auch das Hismelt-Verfahren auf die Produktion von flüssigem Eisen ab. Seine Hauptfunktion besteht darin, Gase zu verwenden, die beim Schmelzen von Eisen entstehen, um Erz in den Reaktor zu injizieren, wo die Reduktion stattfindet. Das Hismelt-Verfahren benötigt ebenfalls keinen metallurgischen Koks, wodurch die Kosten niedrig gehalten werden.

• FINEX-Verfahren

  FINEX steht als eines der neueren Verfahren für „Fine Ore Reduction“ (Feinerzreduktion) und verwendet direkt Eisenerzfeinteile und nicht-koksfähige Kohlen. Ähnlich wie das Corex-Verfahren umfasst es eine Vorreduktionszone und eine Schmelzzone, in denen die Reduktion stattfindet und flüssiges Eisen erzeugt wird.

• Smi-Verfahren

  Das Smi-Verfahren ähnelt dem FINEX-Verfahren insofern, als es einen Vorreduktionsschacht und eine Schmelzeinheit verwendet. Der Hauptunterschied zwischen dem Smi-Verfahren und dem FINEX-Verfahren besteht darin, dass in der Schmelzeinheit des ersteren Eisenerz und Reduktionsmittel wie Kohle injiziert werden und flüssiges Eisen entsteht.

• Drehofen

  Der Drehofen verwendet einen einzigartigen Mechanismus, bei dem eine sich bewegende Stahlscheibe/Erde reduziertes Eisen erzeugt. Während sich der Herd dreht, verbinden sich Eisenerz und Reduktionsgase, und das Erz reduziert sich zu metallisiertem Eisen. Dies geschieht innerhalb eines relativ kurzen Zeitraums. Darüber hinaus können verschiedene Arten von Reduktionsgasen verwendet werden, wie z. B. Methan und Wasserstoff.

Spezifikationen und Wartung des Hochofens für die Stahlproduktion

Spezifikationen

Einige wichtige Spezifikationen des Hochofens mit Stahlherstellung sind wie folgt:

• Ofendurchmesser: Der Durchmesser liegt oft zwischen 4 m und 30 m. Ein Hochofen mit größerem Durchmesser hat die Kapazität, jeden Tag mehr Eisen zu produzieren.
• Ofenhöhe: Die Höhe beträgt in der Regel 100 m bis 140 m. Ein höherer Ofen kann die Geschwindigkeit chemischer Reaktionen erhöhen und die Eisenproduktion steigern.
• Beschickungssystem: Es handelt sich um eine Art Mechanismus, der verwendet wird, um dem Ofen Rohstoffe zuzuführen. Beispielsweise werden eine obere Rutsche und ein Blasebalg verwendet, um eine gleichmäßige Verteilung der Materialien im Ofen zu gewährleisten.
• Volumen: Das Gesamtvolumen liegt oft zwischen 10.000 m3 und 120.000 m3. Es zeigt den gesamten Raum im Ofen, der für die Materialzufuhr und die Eisensammlung hilfreich ist.
• Wärmerückhaltung: Die im Ofen verwendeten Wärmedämmmaterialien tragen zu stabilen Innentemperaturen bei. Dies ist entscheidend für die Aufrechterhaltung konsistenter chemischer Reaktionen und der Eisenproduktion.

Wartung

• Regelmäßige Inspektion: Hersteller oder Wartungsfachleute sollten den Hochofen regelmäßig inspizieren. Sie müssen den Betriebszustand, die Infrastruktur und die Geräteverbindungen des Ofens überprüfen. Dies hilft, potenzielle Probleme frühzeitig zu erkennen und zu beheben.
• Reinigung der transparenten Ofenwand: Transparente Ofenwände bezeichnen die glasartigen Wände, die durch hochtemperierte Gase und Schlacke im Hochofen gebildet werden. Die regelmäßige Reinigung der Wände sorgt dafür, dass Inspekteure die inneren Bedingungen des Ofens deutlich sehen können.
• Reparatur und Instandhaltung der Ausrüstung: Die wichtigsten Ausrüstungsteile des Hochofens, wie z. B. das Beschickungssystem, das Gasextraktionssystem, das Heizsystem und mehr, sollten regelmäßigen Reparaturen und Wartungen unterzogen werden, um einen einwandfreien Betrieb zu gewährleisten. Dies sorgt für Langlebigkeit der Ausrüstung und stabile Leistung.
• Freiräumen des Schlacken- und Eisenauslasses: Der Schlacken- und Eisenauslass eines Hochofens kann im Laufe der Zeit durch Ablagerungen verstopfen. Regelmäßige Wartungsarbeiten gewährleisten einen reibungslosen Abfluss von Eisen und Schlacke nach der Reinigung und Freimachung der Auslässe.
• Staubentfernung und Umweltschutz: Der Hochofen produziert eine große Menge an Staub und Schmutz, die eine große Gefahr für die Umwelt darstellen. Daher sollten die Staubentfernungseinrichtungen regelmäßig gewartet und gereinigt werden, um ihre normale Funktion zu gewährleisten. Dies hilft, die Staubemissionen zu reduzieren und die Umwelt zu schützen.

Einsatzbereiche eines Hochofens für die Stahlherstellung

Der Hochofen wird in der Stahlproduktion hauptsächlich zur Umwandlung von Eisenerzen in Roheisen verwendet, das zur Stahlherstellung eingesetzt wird. Es gibt jedoch noch weitere Funktionen, die diese Ausrüstung erfüllt.

Mehr als 70 % der weltweiten Eisen- und Stahlindustrie verwenden Hochöfen zur Produktion von Eisen für Stahl, was die Bedeutung und Popularität dieser Maschine unterstreicht.

Neben der Stahlindustrie finden Hochöfen auch in der Zink- und Kupferindustrie Anwendung. Sie werden auch zur Produktion von Wassergasreaktionen und Ammoniumcarbonaten verwendet.

Eine interessante Verwendung von Hochöfen besteht darin, dass alte, ungenutzte Öfen in einigen Teilen Europas, wie Belgien, Frankreich, den Niederlanden, Deutschland und Luxemburg, jetzt als Orte für Tourismus und andere Aktivitäten genutzt werden. In diesen Gebieten wurden Hochofenmuseen eingerichtet, um die Ausrüstung zu präsentieren und die Öffentlichkeit darüber aufzuklären, wie sie funktioniert und welche Rolle sie bei der Entwicklung der industriellen Revolution in Europa spielte. In China wurde ein Themenpark mit einem alten Hochofen angelegt.

So wählen Sie Hochofen-Stahlherstellungsanlagen aus

Wenn es um ihre spezifische Rolle im gesamten Eisenherstellungsprozess geht, ist es wichtig, bei der Auswahl der Hochofen-Stahlherstellungsanlagen die Bedürfnisse der Unternehmen sorgfältig zu berücksichtigen.

• Hochofen: Suchen Sie nach Öfen mit höheren Produktivitätsraten und Effizienz. Solche Hochöfen bieten höhere Produktivitätsraten. Stellen Sie sicher, dass das Auskleidungsmaterial des Ofens mit der Art des hergestellten Eisens kompatibel ist.
• Hochofen-Schmelzsteuerung: Benutzer sollten eine Steuerung in Betracht ziehen, die benutzerfreundlich ist und über robuste Funktionen verfügt. Bevor Sie sich für eine bestimmte Steuerung entscheiden, sollten Benutzer verschiedene Varianten vergleichen. Suchen Sie nach Steuerungen mit schnellen Reaktionszeiten. Solche Steuerungen gewährleisten einen optimalen Ofenbetrieb und minimieren Ausfallzeiten.
• Hochofen-Granulierungssystem: Stellen Sie sicher, dass das Granulierungssystem über einen geeigneten Wasserbesprühmechanismus verfügt. Solche Systeme ermöglichen eine effiziente Kühlung der flüssigen Schlacke. Das Granulierungssystem sollte über einen festen Trennmechanismus verfügen, um eine ordnungsgemäße Verfestigung der Schlacke zu gewährleisten.
• Heißmetall-Entschwefelungssystem: Bevor man sich für ein Heißmetall-Entschwefelungssystem entscheidet, sollte man die Kapazität des Systems analysieren. Wählen Sie ein System mit einer Kapazität, die den Anforderungen im Spitzenbetrieb entspricht. Stellen Sie sicher, dass das System mit der chemischen Zusammensetzung des Heißmetalls kompatibel ist.
• Staubfangsystem: Die Kapazität eines Staubfangsystems sollte mit dem Gasvolumen kompatibel sein, das der Hochofen verarbeitet. Wählen Sie außerdem ein Staubfangsystem mit effektiver Filtertechnologie. Solche Systeme gewährleisten die Entfernung von Feinstaub und Staub.

Häufig gestellte Fragen (FAQ) zur Hochofen-Stahlherstellung

F1: Was passiert mit den Verunreinigungen im Eisenerz während der Hochofen-Stahlherstellung?

A1: Die Verunreinigungen im Eisenerz, wie z. B. Kieselsäure, werden während der Hochofen-Stahlherstellung abgetrennt. Kalkstein wird im Ofen verwendet, um sich mit Kieselsäure zu verbinden und Schlacke zu bilden. Die Schlacke schwimmt auf dem flüssigen Eisen und wird später entfernt.

F2: Warum heißt es Hochofen?

A2: Er heißt Hochofen, weil Luft, die als „Blase“ bezeichnet wird, mit hohem Druck in den Ofen gepumpt wird. Dies hilft dem Kohlenstoff im Koks zu brennen und die Temperatur des Ofens zu erhöhen, um sicherzustellen, dass die Stahlherstellung stattfindet.

F3: Was ist der Unterschied zwischen einem Hochofen und einem Kupolofen?

A3: Während beide Öfen zur Stahlherstellung verwendet werden, wird der Hochofen zur Herstellung von Gusseisen verwendet, das ein Bestandteil von Kohlenstoffstahl ist. Ein Hochofen verfügt außerdem über ein komplexes Gasbehandlungssystem, das eine höhere Rohstahlproduktion im Vergleich zu einem Kupolofen ermöglicht. Die Temperatur eines Kupolofens ist auch niedriger als die eines Hochofens.

F4: Was ist ein Heißmetallprojekt in der Stahlherstellung?

A4: Ein Heißmetallprojekt in der Stahlherstellung liegt vor, wenn das Nebenprodukt des Hochofens, das als „Heißmetall“ bezeichnet wird, direkt zur Stahlherstellung verwendet wird. Diese Methode ist vorzuziehen, da sie den Bedarf an der Verarbeitung von Eisenerz reduziert.