Graphitelektrode für Gleichstrom-Lichtbogenofen

Der Graphitelektroden-Gleichstromlichtbogenofen ist eine neue Art von Elektroofen-Stahlerzeugungsanlage, die in den frühen 1980er Jahren entwickelt und ausgereift wurde.

Die frühen Gleichstrom-Lichtbogenöfen wurden auf der Grundlage der ursprünglichen Wechselstrom-Lichtbogenöfen modifiziert, wobei einige drei Graphitelektroden und andere zwei Graphitelektroden verwendeten. Ab Mitte der 1980er-Jahre verwendeten die meisten neu konzipierten Gleichstromlichtbogenöfen jedoch nur noch eine Graphitelektrode. Im Vergleich zu Wechselstrom-Lichtbogenöfen mit drei Graphitelektroden gleicher Leistung war die Gesamtoberfläche der oxidierten Elektroden bei hohen Temperaturen stark reduziert. Ebenso können DC-Lichtbogenöfen, die mit Ultrahochleistung betrieben werden, den Verbrauch von Graphitelektroden pro Tonne Stahl um etwa 50 % senken. Wenn der Gleichstrom des Lichtbogenofens durch die Elektroden fließt, gibt es keinen Skin- oder Proximity-Effekt und die Stromverteilung ist gleichmäßig über den Elektrodenquerschnitt. Darüber hinaus ist die Stabilität des Gleichstromlichtbogens gut und die mechanischen Vibrationen während des Betriebs gering. Auch die Geräuschentwicklung des Elektroofens ist gering. Der Durchmesser der in Gleichstromlichtbogenöfen verwendeten Graphitelektroden wird ebenfalls auf der Grundlage der Ofenkapazität und der zulässigen Stromdichte der Elektroden berechnet. Bei Ultrahochleistungs-Elektroöfen mit gleicher Eingangsleistung hat ein Gleichstromofen mit einer Graphitelektrode einen größeren Elektrodendurchmesser. Beispielsweise verwendet ein Wechselstrom-Lichtbogenofen mit einer Kapazität von 150 t eine Elektrode mit einem Durchmesser von 600 mm, während ein Gleichstrom-Lichtbogenofen mit derselben Kapazität eine Elektrode mit einem Durchmesser von 700–750 mm verwendet. Die Qualitätsanforderungen an Graphitelektroden in Gleichstrom-Lichtbogenöfen sind höher als diejenigen, die in Wechselstrom-Lichtbogenöfen verwendet werden.