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Optimierung vom Schmelzprozess im Lichtbogenofen

PROJEKT:
Die Graphitelektrodenverbindungen in der Standardausführung stellen nicht die optimale Konstellation der Designparameter dar. Das primäre Ziel der im Rahmen dieses Projektes durchgeführten Arbeiten ist zu untersuchen, wie die Abweichungen aus der Standardausführung, die sich z.B. durch die Ungenauigkeit der Herstellung bzw. der Bearbeitung ergeben, das Belastungsbild in der doppelkonischen Gewindeverbindung beeinflussen. Ausgehend von den geometrischen Verhältnissen einer Standardverbindung, wurden verschiedene Modifikationen wichtiger Designparameter untersucht. Hierzu wurden ingenieurmäßige Nomogramdarstellungen entwickelt, die Zusammenhänge und Wechselwirkungen wichtiger Designparameter visualisieren.

PRODUKT:
Ein Lichtbogenofen besteht aus mehreren Komponenten, die seine Leistung in unterschiedlichen Maßen beeinflussen. Eine der wichtigsten stellt der im Ofen als Stromleiter verwendete Graphitelektrodenstrang dar. Er setzt sich aus je drei Graphitelektroden und zwei doppelkonisch ausgebildeten Verbindungsnippeln zusammen. Die zylindrischen Elektroden sind an ihren beiden Enden mit einer kegelförmigen Gewindebohrung versehen. Beim Recycling von Stahlschrott erhitzen sich die mit Stromstärken bis zu ca. 160 kA belasteten Elektrodenstränge auf Temperaturen von über 3000 °C. Ein Graphitelektrodenstrang wird somit hohen Temperaturen, Temperaturgradienten sowie zusätzlich der aus dem Verschraubmoment resultierenden mechanischen Belastung und den im Betrieb resultierenden Störeinflüssen ausgesetzt. Die inadäquate Kombination von werkstofftechnischen bzw. geometrischen Designparametern kann zur Funktionsbeeinträchtigung der Elektrodenverbindung - wie Lockerung, selbsttätiges Losdrehen, Rissbildung und Brüchen - führen.

PROZESS:
Der Schmelzvorgang stellt die letzte Prozess-Stufe des Produktlebenszyklus einer Graphitelektrode dar. Die Optimierung des Schmelzprozesses kann erst dann erreicht werden, wenn das Informationsspektrum sowohl die Komponenten des Elektrodenstranges als auch des Ofens und des Stahlwerkes lückenlos erfasst wird. Daher war es erforderlich, die gesamte Produktdaten während der Herstellung, Bearbeitung und natürlich während des Einsatzes zu erfassen und in eine wissensbasierte Landschaft einzubetten.
website: BDcreative