Schematisk skiss av ljusbågsugn

Försök till översättning, vänster sida:

• Ugnens mantel
• Vagga
• Cylinder för att vippa ugnen

Höger sida:

• Grafit elektroder
• Smält stål
• Excentrisk avtappning
• Skänk för transport av smältan

Jag bad Staffan Granström förklara vad “skumslagg” är och han kom med en utförlig redogörelse:

+ – + – + – +

Skumslagg i ljusbågsugnar

Skummande slagg i ljusbågsugnar används i för att gömma ljusbågarna i slaggen i följande syften:

• 1. Skydda eldfasta infodringen för strålning från ljusbågarna.
• 2. Minska värmeförlusterna i vattenkylda delar i ugnen, väggar och valv.
• 3. Öka värmeöverföringen mellan ljusbågar och stålsmälta.
• 4. Minska sidooxidationen av grafitelektroderna
• 5. Minska nätstörningar som flicker, strömfluktuationer och övertoner.
• 6. Minska ljudnivån från ugnen

Skumslaggen bildas genom att med syrgas oxidera järn som bildar FeO i slaggen. Genom att injicera kol i slaggen åter reduceras FeO till Fe och CO. CO i slaggen orsakar en jäsning (skum) av slaggen som tappas ur kontinuerligt i huvudsak i slutet av smältprocessen.

Effekten från ljusbågarna är ca 94-96 % av tillförd aktiv effekt i ugnen och utgörs av

• P_arc = 3 x U_arc x I_electrode. (kW)
• Längden på ljusbågen är
• Larc ~ (Uarc-35) (mm)

P = Effekt Watt, U = Spänning Volt, I = Strömstyrka Ampère

För att minimera elektrodspetsförbrukningen som är proportionell mot kvadraten på strömmen försöker man minimera elektrodströmmen, vilket innebär att ljusbågens spänning ökas. Det finns dock ett maxmium på ljusbågens spänning för dess stabilitet, vilket i sin tur påverkas av temperaturen i ugnen och effektfaktorn. Vid stora effekter >100 MW försöker man maximera ljusbågslängden till ca 500-600 V (vilket motsvarar en ljusbågslängd av ca 465-565 mm) och effektfaktorn mellan 0,75-0,80 p.u.

Detta innebär att skumslaggen är oerhört viktig för energieffektiviteten och driftsstabiliteten vid stora effekter i ugnen.

Mängden kol och syrgas för att bilda skumslagg är ca 6-8 kg kol och ca 25-30 Nm³ syrgas per ton stål i ugnen.

Syret i den luft som läcker in i ugnen pga undertryck och otäthet är för lite för efterförbränning av CO till CO₂, varför efterförbränningen av CO sker i huvudsak utanför ugnen i rökgaskanalen med hjälp av syret i den insugna luften i rökgaskanalen. Detta orsakar mycket höga temperaturer och stora värmeförluster i rökgassystemet efter ugnen.

Mer information om skumslagg i ljusbågsugnar kan du läsa om genom att googla “Foam slag in electric arc furnaces”.

+ – + – + – +

by