Wat is een boogoven?
Een boogoven, ook bekend als een elektrische boogoven (EAF), is een installatie die een elektrische boog gebruikt om materialen, meestal metalen, tot het smeltpunt te verwarmen. Een typische vlamboogoven smelt het materiaal, of "lading" zoals het bekend is, door een elektrische stroom door de lading te voeren via een stel elektroden. Een combinatie van de warmte die wordt gegenereerd door de stroomdoorgang en de boogvorming op het ladingoppervlak smelt het materiaal. EAF's worden aangetroffen in onderzoeks- en tandheelkundige protheselaboratoria, gietijzergieterijen en staalproductiefabrieken en kunnen interne capaciteiten hebben die variëren van een paar pond tot 400 ton of meer. Boogovens hebben verschillende voordelen ten opzichte van andere soorten ovens.
Een elektrische vlamboogoven bestaat typisch uit een schaal met zijwanden en een schotel aan de onderkant. Een intrekbaar dakgedeelte, waardoor de grafietelektroden worden neergelaten, bedekt de oven. Het komgedeelte van de schaal is bekleed met een laag vuurvast materiaal dat bekend staat als de haard. De kraan of tuit die wordt gebruikt om het gesmolten metaal af te voeren, is aan de zijkant van de schaal of aan de onderkant van de kom gemonteerd. De elektroden zijn in het algemeen rond in dwarsdoorsnede en bestaan uit secties met schroefdraad waarmee nieuwe secties kunnen worden toegevoegd als de elektrode wegbrandt.
In een boogoven kunnen wisselstroom (AC) of gelijkstroom (DC) worden gebruikt. De gemiddelde boogoven van de staalfabriek werkt op een voeding van 400 tot 900 volt bij 44.000 ampère of meer, geleverd door transformatoren met een vermogen van ongeveer 60.000.000 voltampère (60 MVA). Een dergelijke boogoven kan ongeveer 80 ton gesmolten staal per uur produceren. Boogovens variëren in grootte van kleine eenheden die worden gebruikt in onderzoekslaboratoria die ongeveer een pond lading bevatten tot massieve staalfabriekinstallaties die honderden tonnen materiaal kunnen smelten. De grootste van deze ovens hebben een capaciteit van meer dan 300 ton en gebruiken voedingen van 300 MVA of meer.
Het proces van het smelten van de boog is vrij eenvoudig. Zodra de kom of haard van de oven is gevuld met voedingsmateriaal, worden de elektroden neergelaten totdat ze contact maken met de lading. De elektrische stroom wordt dan aangelegd, typisch bij lagere spanningen om het proces te starten. De stroom die door de lading stroomt in combinatie met de stralingsenergie van de boog verhoogt de warmte in de lading tot een punt waar het smelt. Zodra de lading volledig is gesmolten, worden de temperatuur en chemische samenstelling ervan gecontroleerd via externe sondes of lansen; als alles correct is, kan het gesmolten metaal worden afgetapt of afgegoten.
De grondstoffen die in de ovens worden gebruikt, worden vaak aangevuld met de toevoeging van ruw ijzer, gebrande kalk en dolomiet. Deze additieven bevorderen het juiste chemische evenwicht in het gesmolten staal en vormen oppervlakteslak die onzuiverheden drijft en de lading isoleert. Boogoveninstallaties bieden veel meer flexibiliteit dan andere soorten ovens; ze kunnen een exclusief aanbod van schrootmateriaal gebruiken en hun output kan worden gevarieerd om aan de vraag te voldoen. Boogovens kunnen ook snel worden afgesloten en opnieuw worden gestart, wat niet het geval is met hoogovens. Ze zijn ook goedkoper te installeren en verbruiken minder stroom per ton eindproduct.