13.4.2 Ljusbågsugnens konstruktion

Storleken på ljusbågsugnar varierar från 5 ton upp till 150 ton för växelströmsugnar medan den största ugnen för likström är på 480 ton.

Ljusbågsugnen består av en plåtmantel för väggar och botten med eldfast material ofta i form av magnesit-, kromit-, eller dolomittegel. Ovanför smältan är det vattenkylda paneler monterade liksom de flesta ugnar även har i valvet. Ugnen har en inspektionslucka som kan öppnas och tappa av slagg när ugnen tippas bakåt ca 15°. Öppningen används även för tillsats av vissa legeringsmaterial under raffineringsfasen. Tappsnyten är på de flesta moderna ugnar ersatt med ett excentriskt bottenhål i det som tidigare var tappsnyt (se bild) Det excentriska bottentapphålet fyller två funktioner dels att uppnå en kontrollerad tappning dels att få ett slaggfritt stål. Det senare uppnås genom att strax innan tappning rulla in en eldfast boll med en densitet lite högre än slaggens. Därmed stänger bollen tapphålet när nästan allt stål har runnit ut ur ugnen.

Valvet har öppningar för elektroder, tre vid växelström och en till fyra vid likström. Det är hål för rökgaser och ett femte hål för chargering med järnsvampspellets. Utvecklingen går mot en kontinuerlig smältmaskin där skrot förvärmas i höga skackt av rökgasen med skroten förs ned mot ugnen. När skrotet smälts ner tillsätts en sammansättning av material som får slaggen att skumma.

Förutom den metallurgiska effekten är detta för att uppnå effektivare värmeöverföring mellan grafitelektroderna och smältan och undvika för stor värmpåverkan på de vattenkylda panelerna. Samma sak gäller när så kallad lansning sker under raffineringen.

Följande principskiss visar hur en ljusbågsugn kan ut vid ett stålverk:

1342 Ljusbaagsugnens Konstruktion Bild 1

http://www.iipinetwork.org/wp-content/Ietd/content/electric-arc-furnace.html

 

Principen för effektivare energiöverföring med syrgaslans:

1342 Ljusbaagsugnens Konstruktion Bild 2

https://www.energihandbok.se/ugnar

Källor:

The Brown Boveri Review vol XXIX juli 1942

Joseph Schaeffers, Electro Steel, Transactions (Society of Automobile Engineers), Vol. 6, pp. 46-58 (1911)

Stålframställning, Bergsskolans utbildningsmaterial (1977)

Stål, Jernbruksförbundet (1971)

M.M. Monroe, Current Distribution and Metal Flow in EAF (1972)

Jernkontorets Energihandbok, https://www.energihandbok.se/ (2017)

https://steeluniversity.org/

4967