Koksloser Kupolofen
Koksloser Kupolofen – Schmelzverfahren der Zukunft?
Beim kokslosen Kupolofen kommt der primäre Energieträger Erdgas zum Einsatz. Dadurch sowie dem recht hohen thermischen Wirkungsgrad ist das Schmelzen mit dem kokslosen Kupolofen eine optimale Möglichkeit, ressourcenschonend zu arbeiten sowie eine Reduktion des Ausstoßes an Co2 zu erlangen. Darüber hinaus gestatten eine getrennte Zuführung von Schmelzmaterial und Energieträger eine äußerst flexible Produktionsweise. Weitere positive Aspekte beim kokslosen Kupolofen sind einerseits in der stufenlos regulierbaren Steuerung des Brenners zu sehen, andererseits liegen der Staubausstoß sowie die Emissionen von CO, NOx und SO2 augenfällig unterhalb der gesetzlich vorgeschriebenen Grenzwerte. Kritik am Schmelzen mit dem kokslosen Kupolofen muss allerdings an der Schlackenführung geübt werden. Diese tritt als Folge eines minimierten Temperaturniveaus sowie der nicht vorhandenen Aufkohlung auf. Daraus resultieren Probleme mit einem erhöhten Stahlschrotteinsatz. Jedoch fällt der Schlackenanfall vergleichsweise zum Koks-Kupolofen im Wesentlichen geringer aus. Erst rund zwei Stunden nach dem beginnenden Prozess des Schmelzens beginnt die erste Schlacke zu laufen.
Weitere Vorteile des kokslosen Kupolofens
Bei einer Abstich Temperatur von 1420 °C beläuft sich der Gasverbrauch pro Tonne flüssiges Eisen auf rund 39 Nm3/h. Ähnlich wie dies bei den anderen Variationen von Kupolöfen der Fall ist, können auch beim kokslosen Kupolofen Gussbruch, Roheisen, Schlacke Bildner und Stahlschrott zum Einsatz kommen. Im Anschluss wird abhängig vom jeweiligen Bedarf das Eisen vergossen oder gegebenenfalls in einem Induktionsofen auf die notwendige Temperatur und Analyse eingestellt. Der größte metallurgische Vorteil des kokslosen Kupolofens ist im relativ geringen Schwefelgehalt des erschmolzenen Eisens zu sehen. Dieser kann unter Umständen bei 0,01 % liegen. Da kein Koks zum Einsatz kommt, entfällt auch der ansonsten vorhandene Schwefelzubrand. Ausgerüstet mit modernen Gasbrennern liefert der kokslose Kupolofen die Garantie für konstante Schmelzbedingungen. Da jeder einzelne Brenner über eigene Ventile für Gas, Luft und Sauerstoff verfügt zur Regelung verfügt, ist eine unkomplizierte Anpassung der Schmelzleistung an die jeweils vorherrschenden Erfordernisse möglich.
Funktionsweise des kokslosen Kupolofens
Nachdem das keramische Bettmaterial in den leeren Ofen eingebracht wurde, wird dieses auf dem wassergekühlten Rost für etwa 45 Minuten vorgewärmt. Im Anschluss an das Vorheizen beginnt die Beschickung des kokslosen Kupolofens mit Schlackenbildnern sowie den metallischen Einsatzstoffen. Die Brenner, betrieben mit Erdgas, erzeugen heißes Rauchgas. Dieses sorgt für eine Überhitzung des Kugelbetts und eine hochgradige Vorwärmung der Gattierungssäule. Mittels eines Gas-Lufttauscher wird das Gichtgas gekühlt und per Trockenfilter gereinigt. Der Prozess des Schmelzens des Einsatzmaterials wird in Gang gesetzt. Während dieses mit dem Keramikmaterial in Berührung kommt, erhitzt es sich und tropft schließlich in den Ofen Herd. Die Trennung von Eisen und Schlacke erfolgt im Siphon. Basierend auf dieser Arbeitsweise beginnt der Schmelzprozess schon bei der ersten Ofenfüllung. Eine Viertelstunde danach fließt bereits das erste Eisen aus dem Siphon, direkt in den Überhitzer. Dort erfolgt die gewünschte Einstellung der Eisentemperatur mittels elektrischer Leistung. Durch die Zugabe einer passenden Legierung wird die Analyse eingestellt. Erste Schlackenanteile beginnen erst nach rund zwei Stunden im Anschluss an den Schmelzbeginn zu laufen. Diese erstarren in Schlackenkübeln oder werden granuliert. Der kokslose Kupolofen wird mittels Erdgas und gegebenenfalls auch Heizöl betrieben. Das Entschwefeln entfällt durch diese Art der Energiezufuhr. Das erschmolzene flüssige Eisen findet in der Herstellung von Sphäroguss bevorzugt seine Anwendung. Es kann eine Menge von bis zu 40 % Stahlschrott für die Produktion von Flüssigeisen beim kokslosen Kupolofen eingesetzt werden.
Probleme des koksklosen Kupolofen
Trotz der Vorteile von kokslosen Kupolöfen wird sich diese Technik aller vorraussicht nach nicht durchsetzen. Beim regulären Betrieb kommt es immer wieder zu Problemen.
Die deutsche Gießereiindustrie steht kokslosen Kupolöfen ebenfalls kritisch gegenüber.
















