Der Elektroreduktionsofen SAF
Der SAF ist ein sehr spezieller Elektroofen für die Produktion von Ferro-Legierungen, Roheisen, Stahl, Silizium, Karbid, Phosphor, edlen Metalle, Mineralwolle und für Recyclingprozesse. Eine kleine Einführung in diese Technologie entsteht an dieser Stelle.
Der SAF nutzt den elektrischen Widerstand des Rohmaterials und/oder der im Prozess produzierten Schlacke als Heizmedium. Durch Elektroden wird elektrischer Strom durch das Heizmedium geleitet, so dass eine Art Widerstandsheizung entsteht.
Im Gegensatz zum Elektrolichtbogen liegt das Hauptaugenmerk beim SAF auf der Reduktion und einem längeren metallurgischen Prozess. Daher arbeitet ein SAF deutlich ruhiger und gleichmäßiger als ein EAF und wird meist kontinuierlich betrieben. Batch-Prozesse sind eher selten, aber im Einzelfall auch möglich.
Da der Prozess wichtiger als die Schmelzleistung ist, werden SAF auch eher nach der tatsächlichen Ofenleistung in MW charakterisiert als nach der Tonnage in t oder der Transformatorleistung in MVA.
SAF können bei gleichem elektrisch-verfahrenstechnischem System in Abhängigkeit von Prozess und Produktion mit völlig verschiedenen Leistungen und Abmessungen konzipiert werden. Von kleinen Pilotöfen mit 100 kVA bis über 100 MVA sind Anlagen möglich, von Rundöfen mit nur 500 mm Durchmesser bis hin zu Rechtecköfen mit Seitenlängen von fast 50 m.
SAF können mit runden und rechteckigen Gefäßen, mit DC- oder AC-Systemen, mit drei oder 6 Elektroden oder auch mit je einer Top- und einer Bodenelektrode (als Anode und Kathode) ausgeführt werden. Als Elektroden kommen je nach Prozess und Ofengröße Graphitelektroden, Kohleelektroden oder selbstbackende Söderbergelektroden zur Anwendung. Je nach Leistung, Betriebstemperaturen, Prozess und Betriebsweise werden die Öfen mit unterschiedlichen Feuerfestkonzepten ausgeführt und kommen verschiedene Kühlungsoptionen in Betracht; von Luftkühlung über Wasserrieselkühlung und Wasserkanalkühlung bis hin zu Kupferkühlsystemen.
Der Elektroreduktionsofen SAF oder Smelter
Der "klassische" SAF wird zur Produktion von Ferrolegierungen und metallurgischem Silizium und auch Karbid verwendet. Er wird "offen" mit Verbrennung der Reduktionsgase an der Mölleroberfläche oder "geschlossen" mit abgedichtetem Ofenraum und Abführung der unverbrannten Reduktionsgase ausgeführt. Beide Varianten können mit Energierückgewinnungen kombiniert werden. Diese Öfen werden im Inneren einige Meter mit Möller gefüllt; die Elektroden tauchen je nach Ofengröße z. B. 1,5 m tief in den Möller ein. Die eigentliche Schmelz- und Reduktionszone ist "abgedeckt" ("submerged") im Ofeninneren. Der Anteil der produzierten Schlacke bezogen auf die Metallproduktion ist gering bis moderat. Bei sehr geringem Schlackenanteil wie z. B. bei der Si-Produktion wird auf einen gesonderten Schlackenabstich verzichtet.
Der Schlacken SAF Elektroreduktionsofen oder Smelter
Immer, wenn die Erze nur geringe Metallanteile enthalten (z. B. bei der Nickelproduktion) oder vorreduziertes Material mit hohem Metallisierungsgrad (DRI) eingesetzt wird oder Mineralien (um)geschmolzen werden sollen oder Schlacken nachbehandelt werden sollen, wird der SAF als Schlackenofen konzipiert: mit einer Schlackenbadhöhe von etwa 1.000 mm bis 1.500 mm, mit in die Schlacke eingetauchten Elektroden und der Nutzung der Schlacke (und nicht des Möllers) als Widerstandsmedium. Im Falle besonders hoher Leistungen, feinem Einsatzmaterial und/oder geringen spezifischen Schlackenwiderständen kann zusätzlich ein Lichtbogen "gezogen" werden. Diese Betriebsweisen erfordern eine spezielle Auslegung der Ofenelektrik und meist auch der Ofenkühlung. Auch diese Öfen können "offen" oder "geschlossen" ausgeführt werden.
Die Dimensionierung des SAF erfolgt stets in Abhängigkeit des metallurgischen Prozesses, des Leistungsbedarfs, der Prozesscharakteristik und der elektrischen Randbedingungen sehr individuell. Bluemetals greift dabei auf mehrere Jahrzehnte Erfahrung und eine stete Beobachtung der weltweiten Entwicklungen und Trends zurück.
Die hier beschriebene Technik und die Vergleiche erheben keinen Anspruch auf wissenschaftliche Vollständigkeit und Allgemeingültigkeit. Sie dienen vielmehr dazu, sehr vereinfacht einen schnellen Überblick generell über die SAF-Technik zu vermitteln. Im Detail helfen wir Ihnen gerne, IHREN Ofen für IHREN Prozess zu konzipieren.