Kupolofen-Netzdiagramm

Die direkte Verknüpfung von Windmenge und Durchsatz einerseits sowie von Windmenge und Eisentemperatur andererseits bedingt, dass das Betriebsoptimum eines Kupolofens gleichermaßen Durchsatz bezogen ist.

Damit besteht eine gegenseitige Beziehungen zwischen Schmelzleistung, Windmenge,Satzkoks (Kohlenstoff) und Eisentemperatur, welche in einem Kupolofen-Netzdiagramm dargestellt werden. Bild 1 zeigt solch ein Schaubild, welches an einem Kaltwind-Kupolofen, bezogen auf konstanten Kokssatz und diskontinuierlicher Eisenabnahme aufgenommen wurde.

Man erkennt, dass bei konstantem Kohlenstoffangebot die Schmelzleistung durch Steigerung der Windmenge erhöht werden kann. Außerdem steigt die Eisentemperatur bis zu einem Maximalwert, welcher dann den optimalen Betriebszustand des Kaltwindofens beschreibt. Im Überblasebereich erhält man zwar eine Durchsatzsteigerung, muss aber Temperaturverluste, eine Verschärfung der oxidierenden Bedingungen, d. h. höhere Sauerstoffbeladung und damit verbunden auch ein merklicher Abbrand-Anstieg (Bild 2) sowie letztlich eine Zunahme des Staubauswurfs in Kauf nehmen.

Kupolofen-Netzdiagramme können daher exakt Auswirkungen von Änderungen der Ofenfahrweise beschreiben. Bild 3 stellt den Einfluss einer Windanreicherung mit 3 % Sauerstoff auf Schmelzleistung und Eisentemperatur dar. Deutlich werden das Netz zu höheren Eisentemperaturen und höheren Durchsätzen, also nach rechts oben verschoben. Auch die Temperatur verläuft im Maximalbereich deutlich flacher als ohne O2-Anreicherung, ein Vorteil, weil ein Überblasen auch bei höheren Schmelzleistungen nicht so schnell eintreten kann. Letztlich wird dadurch der optimale Leistungsbereich des Ofens ausgedehnt.

Weiterführende Literatur:
Franz Neumann, Gusseisen: Schmelztechnik, Metallurgie, Schmelzbehandlung, 2. Auflage 1999, expert-Verlag

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