Der Pfannenofen (LF-Ofen) ist eine zentrale Sekundärraffinationsvorrichtung in der metallurgischen Industrie, die hauptsächlich zur Nachbehandlung von geschmolzenem Stahl (oder geschmolzenen Legierungen) nach dem Primärschmelzen (z. B. Lichtbogenöfen, Konverter) verwendet wird. Er ermöglicht eine präzise Steuerung der Temperatur des geschmolzenen Stahls, die Homogenisierung der chemischen Zusammensetzung, die tiefe Entfernung von Verunreinigungen (S, P, H, O) und das präzise Legieren – entscheidend für die Herstellung von hochwertigem Stahl und Speziallegierungen. Der Spezifikationsbereich von 20-150 t deckt den Produktionsbedarf im mittleren bis großen Maßstab ab, von der Kleinserienfertigung von Spezialstahl (20-50 t) bis zur industriellen Stahlproduktion im großen Maßstab (80-150 t) und bedient Branchen wie neue Energien, Automobil, Luft- und Raumfahrt sowie Schwermaschinen. Im Folgenden finden Sie eine detaillierte Aufschlüsselung seiner Kernstruktur, seines Funktionsprinzips, seiner technischen Parameter, seiner Anwendungsszenarien und seiner betrieblichen Vorteile.
Die LF-Ofenstruktur konzentriert sich auf die Pfanne als Reaktionsgefäß, integriert Heizung, Rühren, Atmosphärenkontrolle und Hilfssysteme. Während das Gesamtdesign standardisiert ist, werden die Schlüsselkomponenten für unterschiedliche Tonnagen skaliert und optimiert, um Effizienz und Stabilität zu gewährleisten.
Der Betrieb des LF-Ofens folgt einem "Heiz-Raffinations-Homogenisierungs"-Zyklus mit 5 Hauptphasen (am Beispiel eines 100t LF-Ofens für die Herstellung von Automobillegierungsstahl):
- Pfannentransfer: Nach dem Primärschmelzen (z. B. 100t Lichtbogenofen) wird der geschmolzene Stahl (Temperatur ~1550°C, S-Gehalt ~0,02 %) über einen Kran in die LF-Pfanne transportiert.
- Lichtbogenzündung & Temperatureinstellung: Senken Sie die 3 Graphitelektroden auf 25-50 mm über die Oberfläche des geschmolzenen Stahls ab und legen Sie eine Spannung von 15-35 kV an, um den Lichtbogen zu zünden. Der Lichtbogen (2500-3000°C) erhitzt den geschmolzenen Stahl mit einer Geschwindigkeit von 8-15°C/min auf die Zieltemperatur (1600-1720°C) (gesteuert durch Anpassung des Elektrodenstroms).
- Schlackenbildung & Verunreinigungsentfernung: Fügen Sie Schlackenbildner (CaO + CaF₂) hinzu, um eine hochalkalische Schlacke (Basizität ≥3,0) zu bilden, die mit Schwefel (S) reagiert und CaS (geringe Löslichkeit in geschmolzenem Stahl) bildet, das in die Schlackenschicht aufsteigt. Für eine tiefe Entschwefelung wird die Schlackenschicht auf einer Dicke von 50-100 mm gehalten, wodurch der S-Gehalt auf ≤0,005 % reduziert wird.
- Legieren & Homogenisieren: Fügen Sie Legierungsmittel (z. B. Cr für Edelstahl, Mo für hochfesten Stahl) über die automatische Zuführung hinzu. Das Bodenblas-Argonsystem rührt den geschmolzenen Stahl (Rührintensität: 0,5-1,0 m/s) und stellt sicher, dass sich die Legierungselemente gleichmäßig auflösen (Gleichförmigkeitsfehler der Zusammensetzung ≤0,05 %).
- Endkontrolle & Austrag: Nach einer Haltezeit von 30-60 Minuten (je nach Tonnage) wird der geschmolzene Stahl zur Spektralanalyse (Zusammensetzung) und zur Temperaturmessung mit einem Thermoelement beprobt. Bei Eignung wird die Pfanne gekippt, um den geschmolzenen Stahl zur Weiterverarbeitung in eine Stranggießanlage (z. B. Brammengießer) zu transportieren.
Die Parameter variieren je nach Tonnage, um dem Produktionsmaßstab und den Produktanforderungen zu entsprechen. Die folgende Tabelle listet typische Spezifikationen für gängige Tonnagesegmente auf:
Der 20-150t LF-Ofen wird in der hochwertigen metallurgischen Produktion weit verbreitet, wobei die Tonnagenauswahl auf die Produktart und die Chargengröße zugeschnitten ist:
Im Vergleich zu Primärschmelzanlagen (Konverter, Lichtbogenöfen) und anderen Sekundärraffinationsvorrichtungen (RH-Entgaser) bietet der 20-150t LF-Ofen einzigartige Vorteile:
- Starke Prozessflexibilität: Unterstützt atmosphärische Raffination, Vakuum-Entgasung und Legierung; kann für verschiedene Stahlsorten (z. B. kohlenstoffarmer Stahl, hochlegierter Stahl) ohne größere Geräteänderungen angepasst werden.
- Hohe Raffinationspräzision: Erreicht eine strenge Kontrolle der Temperatur (±2-5°C) und der Zusammensetzung (Gleichförmigkeitsfehler ≤0,05 %), wodurch Verunreinigungen (H ≤2 ppm, S ≤0,003 %) reduziert werden, um High-End-Materialstandards (z. B. Luft- und Raumfahrtstahl) zu erfüllen.
- Energieeffizienz & Umweltfreundlichkeit: Im Vergleich zum erneuten Schmelzen in Lichtbogenöfen sparen LF-Öfen 30-50 % Energie; das geschlossene Staubentfernungssystem gewährleistet einen Staubausstoß von ≤10 mg/m³ und entspricht den nationalen Umweltschutzbestimmungen (z. B. Chinas GB 28664-2012).
- Kosteneffizienz: Für mittelgroße bis große Chargen ermöglicht der 80-150t LF-Ofen eine kontinuierliche Produktion, wodurch der Energieverbrauch pro Einheit und die Arbeitskosten gesenkt werden; das 20-50t-Modell ist kosteneffizient für Kleinserien-Spezialstahl und vermeidet Überkapazitätsverschwendung.
Um einen langfristig stabilen Betrieb des 20-150t LF-Ofens zu gewährleisten, sind regelmäßige Wartungs- und Sicherheitsmaßnahmen unerlässlich:
- Feuerfeste Auskleidung: Überprüfen Sie die Dicke der Arbeitsauskleidung der Pfanne alle 5-10 Chargen; ersetzen Sie Magnesia-Kohlenstoff-Steine, wenn die Dicke um 50 % reduziert ist (um ein Auslaufen des geschmolzenen Stahls zu verhindern). Verwenden Sie für 80-150t-Modelle Ultraschall-Dickenmesser für zerstörungsfreie Prüfungen.
- Elektroden: Überwachen Sie den Elektrodenverschleiß; ersetzen Sie Elektroden, wenn die Länge weniger als 1/3 des Originals beträgt (um einen instabilen Lichtbogen und Elektrodenbruch zu vermeiden). Reinigen Sie die Elektrodenhalter wöchentlich, um Oxidablagerungen zu entfernen.
- Wasserkühlsystem: Spülen Sie die Kühlwasserleitungen alle 3 Monate, um Ablagerungen zu entfernen; installieren Sie Durchflussmesser und Temperatursensoren (lösen Sie einen Not-Aus aus, wenn der Durchfluss um 20 % sinkt oder die Temperatur 60°C überschreitet).
- Sicherheitsverriegelungen: Ausgestattet mit mehreren Sicherheitsvorkehrungen:
- Elektroden-Über-Absenkungsschutz (stoppt das Absenken, wenn die Elektrode den geschmolzenen Stahl berührt).
- Pfannenkipp-Überlastschutz (verhindert das Kippen über den sicheren Winkel hinaus).
- Gasleckalarm (für Argon-/Vakuumsysteme) mit automatischen Absperrventilen.
Hauptverwendungen: Pfannenöfen können zur Raffination von geschmolzenem Stahl aus Primärraffinationsofen (Lichtbogenofen, Herdofen, Konverter) verwendet werden, was eine wichtige metallurgische Ausrüstung ist, um das Stranggießen und kontinuierliche Walzen zu erfüllen.
Anwendung:

Der Pfannenofen wird zur Raffination des geschmolzenen Stahls aus dem Primärschmelzofen (Lichtbogenofen, Induktionsofen, Konverter usw.) verwendet und hat gleichzeitig die Funktion, die Temperatur des geschmolzenen Stahls anzupassen und als
Puffer des gesamten Prozesses zu dienen. Er wird als die Seele der besten Produktionslinie (Primärschmelzofen + LF + CCM) beschrieben. Er wird häufig bei der Raffination von Stahlsorten wie Wälzlagerstahl, legiertem Konstruktionsstahl, Werkzeugstahl, Federstahl, Kohlenstoffstahl usw. verwendet.
Gerätemerkmale: Geräte mit atmosphärischer Lichtbogenheizung, Vakuum-Entgasung, Einblasen von Argon-Rühren, Einblasen von Sauerstoff-Draht, Atmosphärendruck- oder Vakuumzuführung, Temperaturmessung, Probenahme, TV-Kamera, Frequenzbeobachtung und anderen Funktionen.
Geräteaufbau:
1. Pfanne und Pfannenwagen;
2. Heizvorrichtung (Elektrodensteuermodus: manuelle Steuerung oder Mikrocomputer-Automatiksteuerung. Energiesparende kurze Maschen und leitfähige Querarme werden verwendet);
3. Vakuum- und Detektionssystem;
4. Hydraulik- und Steuerventilsystem:
5. Argon-, Sauerstoff-, Druckluft- und Kühlwassersysteme;
6. Elektrisches Steuerungssystem (SPS-Steuerung und CRT-Bildimitation-Anzeige)
7. Hochspannungs- und Starkstromsystem;
8. Starkstromleitungen.
Spezifikation:

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