EP4388266A1 - Elektrolichtbogenofen, verfahren zum betrieb eines elektrolichtbogenofens und verwendung eines elektrolichtbogenofens - Google Patents

Elektrolichtbogenofen, verfahren zum betrieb eines elektrolichtbogenofens und verwendung eines elektrolichtbogenofens

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Publication number
EP4388266A1
EP4388266A1 EP22765827.5A EP22765827A EP4388266A1 EP 4388266 A1 EP4388266 A1 EP 4388266A1 EP 22765827 A EP22765827 A EP 22765827A EP 4388266 A1 EP4388266 A1 EP 4388266A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
electric arc
arc furnace
equal
melt
ppm
Prior art date
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Pending
Application number
EP22765827.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans Ferkel
Markus Reifferscheid
Thomas Henkel
Ingo Schuster
Volker Wiegmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by SMS Group GmbH filed Critical SMS Group GmbH
Publication of EP4388266A1 publication Critical patent/EP4388266A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27B—FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B3/00—Hearth-type furnaces, e.g. of reverberatory type; Electric arc furnaces ; Tank furnaces
    • F27B3/10—Details, accessories or equipment, e.g. dust-collectors, specially adapted for hearth-type furnaces
    • F27B3/28—Arrangement of controlling, monitoring, alarm or the like devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00—Arrangement of monitoring devices; Arrangement of safety devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27—FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27D—DETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00—Arrangements of controlling devices
    • F27D2019/0006—Monitoring the characteristics (composition, quantities, temperature, pressure) of at least one of the gases of the kiln atmosphere and using it as a controlling value
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Definitions

  • Electric arc furnace method for operating an electric arc furnace and use of an electric arc furnace
  • the invention relates to an electric arc furnace, a method for operating an electric arc furnace and a use of an electric arc furnace.
  • Steelmaking has a significant impact on CO 2 emissions in the industrial sector. This can be reduced by using an electric arc furnace, since less energy is required compared to a blast furnace. Furthermore, the use of electrical energy enables a reduction in the use of fossil fuels for steel production.
  • An electric arc furnace (often referred to as an EAF for "electric arc furnace”) is used to produce steel.
  • the electric arc furnace is charged with scrap, sponge iron (often also referred to as DRI for "direct reduced iron") and/or pig iron and the heat required for melting is provided by electrical energy and arcs.
  • the properties of steel are influenced by the carbon content, the nitrogen content and/or the content of other elements.
  • nitrogen can accumulate at the grain boundaries and, in the course of the aging process, have a negative effect on the toughness of the steel and its susceptibility to stress corrosion cracking.
  • controlled microstructure and texture formation during deep drawing, high surface quality and low core losses can be linked to low nitrogen contents.
  • the object of the invention is to provide an improvement or an alternative to the prior art.
  • an electric arc furnace having a furnace vessel with at least one electrode and a voltage supply connected to the at least one electrode, the furnace vessel having a lower vessel for accommodating a melt and a cover for placing on the lower vessel , wherein the lower vessel has a tapping channel, and wherein the lid has a holding means for fastening the at least one electrode, wherein the electric arc furnace is set up to determine a nitrogen content in the melt and/or wherein the electric arc furnace is set up to reduce the nitrogen content in the melt less than or equal to 70 ppm, preferably less than or equal to 55 ppm and more preferably less than or equal to 45 ppm.
  • An “electric arc furnace” is a space that is at least partially enclosed by a “furnace vessel” which, using an electric arc emanating from at least one "electrode”, is set up to supply heat to the material in the furnace vessel, as a result of which it can be melted .
  • the melting process can optionally be accelerated by chemical energy, in particular by blowing in oxygen and/or other fuel-gas mixtures, but this can increase the CO 2 emissions of the process.
  • the furnace vessel has the lower vessel for accommodating the melt and the cover, with the electric arc furnace, the furnace vessel or, preferably, the cover having the “holding means” for holding the at least one electrode.
  • the holding means is preferably designed so that the at least one electrode can be displaced relative to the cover of the furnace vessel.
  • the holding means is designed such that the at least one electrode can be adjusted with regard to an immersion depth in the furnace vessel, which means that it is possible to react advantageously to a changing fill level in the furnace vessel.
  • the furnace vessel is open at least in one area.
  • the furnace vessel is expediently designed in such a way that pressure equalization between the furnace vessel and the atmosphere surrounding the furnace vessel is possible and/or a gas exchange between the furnace vessel and the atmosphere surrounding the furnace vessel is possible.
  • the lid of the furnace vessel is optionally mounted eccentrically to the lower vessel, so that the weight of the lid when open does not have to be borne by a superstructure.
  • the lower vessel preferably has an at least partially elliptical cross-section.
  • a lower vessel can optionally be designed in such a way that, in relation to the cover, it has a front structure which optionally accommodates the tapping channel at least in certain areas.
  • the electric arc furnace preferably has a temperature sensor which is set up to record the temperature of the melt.
  • the temperature sensor is expediently in a data connection with a data acquisition and/or evaluation unit and can make the measurement data available to it.
  • the lower vessel of the furnace vessel is preferably set up to accommodate more than or equal to 100 t of melt, more preferably more than or equal to 150 t, particularly preferably more than or equal to 200 t and further particularly preferably more than or equal to 400 t.
  • the lower vessel is expediently set up next to the melt to receive a slag, in particular a foamed slag. Furthermore, the lower vessel is expediently set up next to the melt to accommodate a sump, in particular a sump with a weight that corresponds to more than or equal to 15% by weight of a tapping weight of the electric arc furnace, preferably more than or equal to 30% by weight, more preferably more than or equal to 40% by weight and particularly preferably more than or equal to 50% by weight.
  • the number of electrodes can vary depending on the design of the electric arc furnace.
  • the arc emanating from the at least one electrode generates temperatures of up to 3500° C., as a result of which alloying elements that are difficult to melt, such as tungsten and molybdenum, can also be melted down by an electric arc furnace.
  • An electrode preferably has a current carrying capacity of more than or equal to 90 kA, more preferably a current carrying capacity of more than or equal to 120 kA and particularly preferably a current carrying capacity of more than or equal to 130 kA.
  • the electric arc furnace is optionally set up to produce a melt with an iron content of greater than or equal to 75% by weight, preferably with an iron content of greater than or equal to 80% by weight and particularly preferably with an iron content of greater than or equal to 85% by weight. %.
  • the electric arc furnace is preferably set up to produce a melt with an iron content of greater than or equal to 90% by weight, preferably with an iron content of greater than or equal to 93% by weight and particularly preferably with an iron content of greater than or equal to 95% wt% or 97 wt%.
  • the scrap used to produce the molten steel optionally has a proportion greater than or equal to 1% by weight and less than or equal to 5% by weight, preferably a proportion, in relation to the solid starting materials with which the electric arc furnace is charged of less than or equal to 10% by weight and particularly preferably a proportion of less than or equal to 15% by weight.
  • the scrap used preferably has a proportion of less than or equal to 20% by weight, preferably a proportion of less than or equal to 25% by weight and particularly preferably a proportion of less than or equal to 30% by weight.
  • the solid starting materials used to produce the steel melt preferably have an average carbon content of more than or equal to 0.1% by weight, preferably an average carbon content of more than or equal to 0.2% by weight and particularly preferably an average carbon content of more than or equal to 0.3% by weight.
  • the solid starting materials preferably have an average carbon content of more than or equal to 0.4% by weight, preferably an average carbon content of more than or equal to 0.5% by weight and particularly preferably an average carbon content of more than or equal to 0 .6% by weight.
  • the solid starting materials used to produce the steel melt optionally have an average nitrogen content of more than or equal to 30 ppm, furthermore optionally an average nitrogen content of more than or equal to 50 ppm and also optionally an average nitrogen content of more than or equal to 70 ppm.
  • the solid starting materials used to produce the molten steel have an average nitrogen content of greater than or equal to 90 ppm, optionally an average nitrogen content of greater than or equal to 110 ppm, and further optionally an average nitrogen content of greater than or equal to 130 ppm.
  • An average nitrogen content in the melt of up to 210 ppm is also conceivable.
  • a "power supply” is understood to mean a device that is set up to provide electrical energy.
  • the power supply can be set up to provide an AC voltage or a DC voltage.
  • the voltage supply is preferably set up to provide an electrical power of more than or equal to 120 MW, more preferably of more than or equal to 160 MW and particularly preferably of more than or equal to 200 MW.
  • the at least one electrode is surrounded by a gas mixture containing nitrogen during operation of the electric arc furnace, in particular by a gas mixture containing more than or equal to 30% by volume of nitrogen.
  • An arc in an electric arc furnace includes plasma. Any dissociated nitrogen in the plasma can cause the nitrogen content in the iron-containing melt to increase compared to the nitrogen content of the solid starting materials used.
  • the electric arc furnace expediently has a means that suppresses or reduces a longitudinal vortex in the melt stream.
  • the melt escaping through the tapping channel can be operatively connected to this means, in particular a vortex brake, which suppresses or reduces a longitudinal vortex in the melt flow.
  • no inert gas is fed to the furnace vessel, in particular no gas mixture having an inert gas content of more than or equal to 10% by volume is fed to the furnace vessel.
  • no gas mixture containing oxygen with a proportion of greater than or equal to 1% by volume is supplied to the furnace vessel, other than the oxygen contained in the free atmosphere.
  • the cooking reaction in the electric arc furnace can be intensified by supplying additional oxygen, but this also increases the CO 2 emissions of the process. In other words, he will Addition of a gas with an oxygen content of greater than or equal to 22% by volume is preferably avoided.
  • an electric arc furnace which preferably has a means for at least indirectly determining the proportion of nitrogen in the melt.
  • the electric arc furnace is expediently connected to a data acquisition and/or evaluation unit, with the data acquisition and/or evaluation unit being set up at least indirectly to determine the proportion of nitrogen in the melt.
  • a "data processing and evaluation unit” means an electronic component that is set up to process and evaluate data.
  • a data processing and evaluation unit can have a processor which is set up for data processing.
  • the data processing and evaluation unit pursues the objective of an organized handling of data, with information being able to be obtained from data and data being able to be compared with one another and/or changed.
  • the data processing and evaluation unit is preferably set up to determine the proportion of nitrogen in the melt, taking into account the chemical and physical interactions.
  • the data processing and evaluation unit can be set up to compare measured values, in particular simultaneous measured values and/or a time series of measured values, in particular a time series of measured values for a current operating period of the electric arc furnace, and/or operating point parameters of the electric arc furnace with comparative values. in particular with empirical values and/or with values determined using a mathematical model and/or with numerical simulation values, for which the nitrogen content in the melt is already known and by comparing the nitrogen content in the melt by assignment to determine, in particular by interpolation between the comparative values.
  • An adjustment preferably takes place in the time domain and/or after a fast Fourier transformation of the data (also FFT for “fast Fourier transformation”) in the frequency domain.
  • a measured time since the start of the melting process and/or since the start of a cooking process in the electric arc furnace can be used as an example of an operating point parameter of the electric arc furnace to determine the proportion of nitrogen in the melt .
  • the comparative values used for comparison are dependent on the composition of the starting materials and/or on the amount of starting materials and/or on the composition of one or more additives, in particular DRI, and/or on the amount of one or more additives and/or to one or more operating point parameters of the electric arc furnace and/or to the dynamics of the cooking reaction in the electric arc furnace and/or to the intensity of the cooking reaction in the electric arc furnace.
  • the development of the measured values over time in comparison with the development of the comparison values over time is also preferably taken into account in the comparison. This advantageously enables the nitrogen content in the melt to be determined simultaneously or with a time delay of less than or equal to 30 seconds, preferably less than or equal to 20 seconds and particularly preferably less than or equal to 10 seconds .
  • the electric arc furnace is set up for the simultaneous determination of the proportion of nitrogen in the melt, in particular during operation of the electric arc furnace.
  • the electric arc furnace has a sensor or combinations of sensors, at least as part of a means for at least indirectly determining the proportion of nitrogen in the melt; the sensor can in particular be an acceleration sensor.
  • the dynamics and/or the intensity of the cooking movement in the electric arc furnace can be detected with an acceleration sensor attached to the electric arc furnace.
  • the measurement data from the acceleration sensor can preferably be reduced to the frequency range relating to the cooking movement using one or more filters.
  • the decarburization rate can be determined from the data obtained with an acceleration sensor and, coupled with this, the denitrification rate can also be determined through the effects of the partial pressure. If the average carbon content and/or the average nitrogen content of the starting materials and/or the additives are known, the nitrogen content in the melt can be determined from this starting point, in particular using the previous cooking time and the values for the decarburization rate and/or the denitrification rate.
  • the electric arc furnace has a pressure sensor at least as part of a means for at least indirectly determining the proportion of nitrogen in the melt.
  • the pressure sensor is in an operative connection to the pressure above the melt level in the furnace vessel.
  • the pressure sensor can be used to determine the amount of gas that has already been outgassed from the melt during the cooking process, in particular taking into account the pressure increase in a closed furnace vessel.
  • the nitrogen content in the melt can thus be determined via the known partial pressure effects and the known compositions of the starting materials and/or the additives.
  • any other means can also be used which makes it possible to determine the amount of gas that has already been outgassed, in particular a flow sensor between the furnace and a gas suction device and/or the free atmosphere around the electric arc furnace.
  • the electric arc furnace has a sensor for determining the concentration of a gas in the exhaust air of the electric arc furnace, at least as part of a means for at least indirectly determining the proportion of nitrogen in the melt.
  • This sensor is preferably a sensor for determining the carbon monoxide content and/or the carbon dioxide content and/or the nitrogen content.
  • the nitrogen content in the melt can be determined based on the average carbon content and/or the average nitrogen content of the starting materials and/or additives. It should be expressly pointed out that each proposed embodiment of a component of a means for at least indirectly determining the nitrogen content in the melt can be combined with one or more other embodiments of a component of a means for at least indirectly determining the nitrogen content in the melt both individually or cumulatively in any combination. The same applies to a combination with a data acquisition and/or evaluation unit.
  • a denitrification system which is downstream of the melting and is arranged outside the furnace vessel is known, which removes nitrogen from the melt by means of a negative pressure acting on the melt.
  • An electric arc furnace is now proposed here, which is preferably set up to reduce the nitrogen content in the melt to less than or equal to 70 ppm, further preferably to less than or equal to 55 ppm and particularly preferably to less than or equal to 45 ppm.
  • the electric arc furnace is preferably set up to reduce the proportion of nitrogen in the melt to less than or equal to 50 ppm, preferably to less than or equal to 40 ppm and particularly preferably to less than or equal to 35 ppm.
  • the electric arc furnace is preferably set up to reduce the proportion of nitrogen in the melt to less than or equal to 30 ppm, preferably to less than or equal to 25 ppm and particularly preferably to less than or equal to 20 ppm.
  • the above values for the nitrogen content should not be understood as sharp limits, but rather that they should be able to be exceeded or fallen below on an engineering scale without departing from the described aspect of the invention. In simple terms, the values should provide an indication of the size of the nitrogen content proposed here.
  • More than or equal to 50 kg of carbon per minute are preferably fed into the melt, preferably more than or equal to 80 kg of carbon per minute, more preferably more than or equal to 100 kg of carbon per minute and particularly preferably more than or equal to 150 kg of carbon per minute, with these Amount of carbon still preferably consumed with the cooking reaction.
  • oxygen is supplied to the melt in order to accelerate the boiling reaction.
  • an iron and carbonaceous aggregate may include liquid and/or solid desulfurized iron.
  • the electric arc furnace is set up to achieve an average decarburization rate of greater than or equal to 30 ppm/min, preferably greater than or equal to 40 ppm/min and particularly preferably greater than or equal to 50 ppm/min. Denitrification of the melt can be accelerated by lowering the static pressure above the melt level in the furnace vessel.
  • the electric arc furnace can accordingly have a device for lowering the static pressure above the melt level in the furnace vessel.
  • the electric arc furnace is expediently set up such that the melting of the starting materials and the denitrification of the melt are completed in less than or equal to 45 minutes, preferably in less than or equal to 35 minutes and particularly preferably in less than or equal to 30 minutes.
  • the electric arc furnace is preferably set up such that the melting of the starting materials and the denitrification of the melt are completed in less than or equal to 27 minutes, preferably in less than or equal to 25 minutes and particularly preferably in less than or equal to 23 minutes.
  • the electric arc furnace has a conveyor system for conveying a carbon carrier, in particular for conveying directly reduced iron.
  • a “carbon carrier” is understood to mean any gaseous and any solid carbon carrier. In the case of a gaseous carbon carrier, carbon monoxide, carbon dioxide and/or any hydrocarbon should be considered in particular. In the case of a solid carbon support, DRI and/or pelletized DRI are particularly thought of.
  • a “conveyor system” is set up to convey the carbon carrier into the electric arc furnace, preferably at least indirectly into the molten phase of the starting materials located in the electric arc furnace.
  • the conveyor system is set up to convey the carbon carrier during operation of the electric arc furnace.
  • the conveyor system preferably has an adjustable variable and is designed to be continuous and/or discontinuous Promotion of the carbon carrier set up, with the aim of a cooking reaction that is as homogeneous as possible being preferably pursued.
  • the conveying system is set up to convey the carbon carrier into a front section of the furnace vessel.
  • a conveyor system is envisaged which is set up to convey a solid carbon carrier in the form of bulk material into the furnace vessel.
  • a tipping device and/or a belt conveyor system and/or a chain conveyor system should be considered.
  • a conveyor system is envisaged which is set up to wind a carbon carrier formed into a wire into the furnace vessel.
  • a conveyor system is envisaged which is set up to blow a gaseous carbon carrier into the furnace vessel, preferably with an inert gas, in particular with argon.
  • the conveyor system is set up to blow a fine-grained carbon carrier, in particular the fine fraction of DRI, into the furnace vessel.
  • each proposed embodiment of a conveyor system can be combined with one or more other embodiments of a conveyor system, both individually or cumulatively in any combination.
  • the use of directly reduced iron as a carbon carrier to accelerate the cooking reaction results in a Comparatively low CO 2 emissions from the overall process, since the iron oxide does not have to be melted for direct reduction and energy can therefore be saved for the reduction of the iron oxide.
  • the iron oxide is preferably directly reduced with a hydrogen-rich gas, in particular with hydrogen and/or with natural gas.
  • a comparatively pure directly reduced iron can advantageously be achieved, in particular with a carbon content of less than or equal to 0.5% by weight, preferably 1.5% by weight and particularly preferably 2.5% by weight, which directly can be used instead of pig iron to produce steel.
  • the conveyor system proposed here enables a needs-based intervention in the cooking reaction in the electric arc furnace, so that the decarburization and/or denitrification of the melt can be advanced in an energy-optimal manner and/or in a time-optimal manner and/or in an optimal manner with respect to emissions.
  • the electric arc furnace and/or the conveyor system is set up to convey the carbon carrier at a temperature of the carbon carrier of more than or equal to 500°C, preferably of more than or equal to 600°C and particularly preferably of more than or equal to 700°C.
  • An electric arc furnace with a conveyor system is proposed here which has a temperature resistance which is suitable for transporting a hot carbon carrier in accordance with the specified values.
  • a conveyor system for conveying DRI is preferably thought of here, which is preferably structurally connected to a system for the direct reduction of iron oxide.
  • the iron oxide is directly reduced with hydrogen, which has previously been produced using green electricity.
  • the CO 2 emission related to the overall process can advantageously be further reduced.
  • the electric arc furnace and/or the conveyor system is expediently set up to convey the carbon carrier during operation of the electric arc furnace, in particular to continuously convey the carbon carrier.
  • a conveyor system which is set up to convey the carbon carrier “during operation of the electric arc furnace” is understood to mean that the conveyor system is set up to convey the carbon carrier during operation of the at least one To promote electrode and / or during the supply of artificially offered oxygen.
  • the electric arc furnace process can be shortened, which means that, in cooperation with the designated downstream steelworks, more time is available for decarburization and/or denitrification of the melt.
  • the electric arc furnace and/or the conveyor system can be regulated with regard to a quantity of the transported carbon carrier, in particular with regard to a conveyor speed of the conveyor system.
  • a “controllable” electric arc furnace and/or a “controllable” conveyor system is understood to mean an electric arc furnace and/or a conveyor system which has a control system.
  • a regulation is understood as a procedure in which a fundamentally variable variable is automatically approximated to a specified target value, with the target value also being able to vary over time.
  • a suitable manipulated variable can in particular be a manipulated variable of the conveyor system, which acts on the conveying speed of the conveyor system and thus at least indirectly also on the quantity of carbon carrier conveyed per unit of time.
  • a person can regulate it by detecting a deviation between the actual value and the desired value and adjusting a value of a manipulated variable on an actuator.
  • regulation can be carried out fully electronically, in that an actual value is recorded using a measuring device, this is compared with the target value using a data recording and/or evaluation unit and any deviation is converted into a value of a manipulated variable the value for the manipulated variable is forwarded to an actuator, and the actuator is set up to adjust the manipulated variable using an electronic preset value.
  • the actuator must have an electrical actuator for changing the manipulated variable.
  • a data acquisition and/or evaluation unit is set up to execute an automated control algorithm and forward the calculated control values to the corresponding actuators, so that the electric arc furnace operates autonomously using the data acquisition and/or evaluation unit can be regulated.
  • the data acquisition and/or data evaluation unit can expediently evaluate the measured values of several and/or different measuring devices simultaneously, in particular in real time, and make these available to a control algorithm for use.
  • a control algorithm optionally has a method from the field of artificial intelligence, in particular the control algorithm uses a neural network.
  • An electronic controller for an electric arc furnace and/or for a conveyor system of an electric arc furnace preferably has a PD controller, which is a comparatively fast controller, whereby the time until the setpoint is reached even in a comparatively large electric arc furnace with the above suggested tapping weight can be reduced.
  • an electric arc furnace is proposed here, the control of which is aimed at changing the composition of the exhaust gas from the electric arc furnace and/or at changing the composition of the melt, in particular at achieving a setpoint value proposed here for the nitrogen content of the melt.
  • the regulation is preferably set up to achieve a nitrogen content in the melt currently present in the electric arc furnace of less than or equal to 70 ppm, preferably less than or equal to 55 ppm and particularly preferably less than or equal to 45 ppm.
  • the regulation is preferably set up in such a way that an actual value of a controlled variable is used to determine at least one control value within the scope of the next batch, which means that regulation can be achieved across batches.
  • the electric arc furnace and/or the conveyor system is regulated in such a way that the melt has a carbon content of less than or equal to 2.06% by weight.
  • the controlled variable is the carbon content of the melt, with a carbon content of less than or equal to 2.06% by weight being aimed at achieving a steel melt becomes.
  • the regulation of the carbon content of the melt can also be combined with the regulation of the nitrogen content of the melt proposed above, without departing from the aspect of the invention described here.
  • the regulation is based on a measured time since the start of the melting process and/or since the start of the cooking process in the electric arc furnace.
  • the regulation is preferably based on one or more measured values, in particular a measured value from an acceleration sensor and/or a measured value from a pressure sensor and/or a measured value from a sensor for determining the concentration of a gas in the exhaust air of the electric arc furnace, preferably for determining the carbon monoxide concentration and/or the carbon dioxide concentration and/or the nitrogen concentration.
  • the control has a method from the field of artificial intelligence, in particular the control algorithm uses a neural network.
  • a suitable manipulated variable can in particular be a manipulated variable of the conveyor system, which acts on the conveying speed of the conveyor system and thus at least indirectly also on the quantity of carbon carrier conveyed per unit of time.
  • the regulation is preferably set up to achieve a carbon content of the melt of less than or equal to 0.65% by weight, preferably a carbon content of less than or equal to 0.02% by weight.
  • the electric arc furnace has a device for introducing artificially available oxygen, in particular for directly introducing artificially available oxygen into the melt and/or the furnace vessel.
  • the amount of oxygen offered can be determined, among other things, by the controller proposed above to achieve a defined carbon content in the melt and/or by the controller to achieve a defined nitrogen content in the melt, with the amount of oxygen offered artificially being controlled by a variable is adjusted, which has an effect on the amount of oxygen offered artificially.
  • the electric arc furnace is expediently set up to remove nitrogen in a gas phase. As a result, denitrification of the melt can advantageously be accelerated.
  • the nitrogen at a static pressure in the furnace vessel of less than or equal to the standard air pressure at sea level is transported away, in particular less than or equal to 101,325 N/m 2 , preferably less than or equal to 95,000 N/m 2 and particularly preferably less than or equal to 90,000 N/m 2 .
  • the power supply preferably has a regulator that is operatively connected to the temperature of the melt. As a result, energy can be saved, since the regulation is preferably aimed at preventing or reducing the attainment of unnecessarily high temperatures in the melt.
  • the electric arc furnace is preferably suitable for producing a melt having the following chemical composition: maximum 0.02% by weight of carbon, preferably less than 0.01% by weight of carbon; • 0.01 to 3.5% by weight silicon, preferably less than 0.1% by weight silicon; • maximum 2.5% by weight manganese, preferably less than 1.0% by weight manganese; • 0.01 to 0.20% by weight copper, preferably less than 0.15% by weight copper; • maximum 0.40% by weight chromium and nickel, preferably less than 0.20% by weight chromium and nickel; • niobium, titanium, vanadium and boron with less than 0.10% by weight each, preferably titanium, vanadium and boron with less than 0.05% by weight; • maximum 70 ppm nitrogen, preferably less than 50 ppm nitrogen; • optional
  • the electric arc furnace has a melt with the above chemical composition.
  • the object is a method for operating an electric arc furnace according to the first aspect of the invention, wherein a melt with a nitrogen content of less than or equal to 70 ppm is produced, preferably less than or equal to 55 ppm and particularly preferably less than or equal to 45 ppm.
  • the above-described advantages of the electric arc furnace according to the first aspect of the invention extend directly to the method proposed here for operating the electric arc furnace according to the first aspect of the invention.
  • the proportion of nitrogen in the melt is determined during operation of the electric arc furnace.
  • the nitrogen content in the melt can be determined directly or indirectly, in particular using the method explained with the first aspect of the invention. In this way, an immediate control of the result of the nitrogen content achieved and/or a feedback of the nitrogen content for the use of a control and/or regulation can advantageously be achieved.
  • the electric arc furnace and/or a conveyor system and/or a voltage supply is expediently regulated.
  • the controlled variable nitrogen content in the melt and/or the controlled variable temperature of the melt can be regulated, whereby, from a higher perspective, controlled operation of the electric arc furnace can be achieved, in particular a reduction in CO 2 emissions and/or a melt quality to be achieved optimized operational management of the electric arc furnace.
  • the method is preferably suitable, a melt having the following chemical composition: maximum 0.02% by weight of carbon, preferably less than 0.01% by weight of carbon; • 0.01 to 3.5% by weight silicon, preferably less than 0.1% by weight silicon; • maximum 2.5% by weight manganese, preferably less than 1.0% by weight manganese; • 0.01 to 0.20% by weight copper, preferably less than 0.15% by weight copper; • maximum 0.40% by weight chromium and nickel, preferably less than 0.20% by weight chromium and nickel; • niobium, titanium, vanadium and boron with less than 0.10% by weight each, preferably titanium, vanadium and boron with less than 0.05% by weight; • maximum 70 ppm nitrogen, preferably less than 50 ppm nitrogen; • optionally other elements without iron with a proportion of less than 1.0% by weight, which are specifically alloyed in or which enter the melt as an unavoidable admixture via the starting materials; and • residual iron content; to manufacture.
  • the object is achieved by using an electric arc furnace according to the first aspect of the invention for producing a melt with a nitrogen content of less than or equal to 70 ppm, preferably less than or equal to 55 ppm and particularly preferably less than or equal to equal to 45ppm. It goes without saying that the above-described advantages of the electric arc furnace according to the first aspect of the invention extend directly to the use of the electric arc furnace according to the first aspect of the invention.
  • the electric arc furnace can be used to produce a melt having the following chemical composition: maximum 0.02% by weight carbon, preferably less than 0.01% by weight carbon; • 0.01 to 3.5% by weight silicon, preferably less than 0.1% by weight silicon; • maximum 2.5% by weight manganese, preferably less than 1.0% by weight manganese; • 0.01 to 0.20% by weight copper, preferably less than 0.15% by weight copper; • maximum 0.40% by weight chromium and nickel, preferably less than 0.20% by weight chromium and nickel; • niobium, titanium, vanadium and boron with less than 0.10% by weight each, preferably titanium, vanadium and boron with less than 0.05% by weight; • maximum 70 ppm nitrogen, preferably less than 50 ppm nitrogen; • optionally other elements without iron with a proportion of less than 1.0% by weight, which are specifically alloyed in or which enter the melt as an unavoidable admixture via the starting materials; and • residual iron content; to manufacture.
  • FIG. 1 a schematic representation of an electric arc furnace.
  • the electric arc furnace 100 in FIG. 1 consists essentially of a furnace vessel 105 with at least one electrode 130 and a voltage supply 150 connected to the at least one electrode 130, the furnace vessel 105 having a lower vessel 110 for receiving a melt 200 and a cover 120 for opening - Put on the lower vessel 110 has.
  • the lower vessel 110 has a tapping channel 115 through which the melt 200 can leave the furnace vessel 105 .
  • the cover 120 has a holding means 125 for fastening the at least one electrode 130.
  • the electric arc furnace 100 is set up to determine a proportion of nitrogen in the melt 200 .
  • the electric arc furnace 100 is set up to reduce the proportion of nitrogen in the melt 200 to less than or equal to 70 ppm, preferably to less than or equal to 55 ppm and particularly preferably to less than or equal to 45 ppm.
  • the first embodiment and the second embodiment of the electric arc furnace 100 can be combined with each other.
  • the electric arc furnace 100 preferably has a conveyor system 135 which is set up to convey a carbon carrier (not shown), in particular to convey directly reduced iron (not shown).
  • the conveyor system 135 is preferably set up to convey the carbon carrier (not shown) at a temperature of the carbon carrier (not shown) of more than or equal to 500° C., preferably of more than or equal to 600° C. and particularly preferably of more than or equal to 700°C.
  • the conveyor system 135 can preferably be regulated with regard to a quantity of the conveyed carbon carrier (not shown), in particular with regard to a conveying speed of the conveyor system 135.
  • the electric arc furnace 100 optionally has a device for introducing oxygen 160. LIST OF REFERENCE NUMERALS 100 electric arc furnace 105 furnace vessel 110 lower vessel 115 tapping channel 120 cover 125 holding means 130 electrode 135 conveyor system 150 voltage supply 160 device for introducing oxygen 200 melt

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Elektrolichtbogenofen aufweisend ein Ofengefäß mit zumindest einer Elektrode und eine mit der zumindest einen Elektrode verbundene Spannungsversorgung, wobei das Ofengefäß ein Untergefäß zur Aufnahme einer Schmelze und einen Deckel zum Aufsetzen auf das Untergefäß aufweist, wobei das Untergefäß einen Abstichkanal aufweist, und wobei der Deckel ein Haltemittel zum Befestigen der zumindest einen Elektrode aufweist, wobei der Elektrolichtbogenofen zur Bestimmung eines Stickstoffanteils in der Schmelze eingerichtet ist und/oder wobei der Elektrolichtbogenofen zur Reduzierung des Stickstoffanteils in der Schmelze auf weniger oder gleich 55 ppm eingerichtet ist, bevorzugt auf weniger oder gleich 45 ppm und besonders bevorzugt auf weniger oder gleich 35 ppm. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Betriebsverfahren und eine Verwendung eines Elektrolichtbogenofens.

Description

Elektrolichtbogenofen, Verfahren zum Betrieb eines Elekt- rolichtbogenofens und Verwendung eines Elektrolichtbogenofens Die Erfindung betrifft einen Elektrolichtbogenofen, ein Verfah- ren zum Betrieb eines Elektrolichtbogenofens und eine Verwendung eines Elektrolichtbogenofens. Die Stahlerzeugung hat einen signifikanten Einfluss auf die CO2 Emissionen im Industriesektor. Diese kann durch die Verwendung von einem Elektrolichtbogenofen reduziert werden, da im Ver- gleich zu einem Hochofen weniger Energie benötigt wird. Weiter- hin ermöglicht die Verwendung von elektrischer Energie eine Reduzierung der Verwendung von fossilen Energieträgern für die Stahlerzeugung. Ein Elektrolichtbogenofen (häufig auch als EAF für „electric arc furnace“ bezeichnet) wird zur Herstellung von Stahl eingesetzt. Dabei wird der Elektrolichtbogenofen mit Schrott, Eisenschwamm (häufig auch als DRI für „direct reduced iron“ bezeichnet) und/oder Roheisen beschickt und die zum Schmelzen erforderliche Wärme durch elektrische Energie und Lichtbögen bereitgestellt. Die Eigenschaften von Stahl werden durch den Kohlenstoffgehalt, den Stickstoffgehalt und/oder den Gehalt weiterer Elemente be- einflusst. In nicht abgebundener Form kann sich Stickstoff an den Korngren- zen anlagern und im Laufe des Alterungsprozesses die Zähigkeit des Stahls und die Anfälligkeit gegenüber Spannungsrißkorrosion negativ beeinflussen. Weiterhin können eine kontrollierte Ge- füge- und Texturausbildung beim Tiefziehen, eine hohe Oberflä- chenqualität und geringe Ummagnetisierungsverluste an niedrige Stickstoffgehalte gebunden sein. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, dem Stand der Technik eine Verbesserung oder eine Alternative zur Verfügung zu stel- len. Nach einem ersten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein Elektrolichtbogenofen aufweisend ein Ofengefäß mit zumindest ei- ner Elektrode und eine mit der zumindest einen Elektrode ver- bundene Spannungsversorgung, wobei das Ofengefäß ein Untergefäß zur Aufnahme einer Schmelze und einen Deckel zum Aufsetzen auf das Untergefäß aufweist, wobei das Untergefäß einen Abstichkanal aufweist, und wobei der Deckel ein Haltemittel zum Befestigen der zumindest einen Elektrode aufweist, wobei der Elektrolicht- bogenofen zur Bestimmung eines Stickstoffanteils in der Schmelze eingerichtet ist und/oder wobei der Elektrolichtbogenofen zur Reduzierung des Stickstoffanteils in der Schmelze auf weniger oder gleich 70 ppm eingerichtet ist, bevorzugt auf weniger oder gleich 55 ppm und besonders bevorzugt auf weniger oder gleich 45 ppm. Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: Zunächst sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass im Rahmen dieser Beschreibung unbestimmte Artikel und Zahlenangaben wie „ein“, „zwei“ usw. im Regelfall als „mindestens“-Angaben zu ver- stehen sein sollen, also als „mindestens ein…“, „mindestens zwei …“ usw., sofern sich nicht aus dem jeweiligen Kontext ausdrück- lich ergibt oder es für den Fachmann offensichtlich oder tech- nisch zwingend ist, dass dort nur „genau ein …“, „genau zwei …“ usw. gemeint sein können. Im Rahmen dieser Beschreibung sei der Ausdruck „insbesondere“ immer so zu verstehen, dass mit diesem Ausdruck ein optionales und/oder bevorzugtes Merkmal eingeleitet wird. Der Ausdruck ist nicht als „und zwar“ und nicht als „nämlich“ zu verstehen. Ein „Elektrolichtbogenofen“ ist ein von einem „Ofengefäß“ zu- mindest teilweise umschlossener Raum, der unter Verwendung eines von zumindest einer „Elektrode“ ausgehenden Elektrolichtbogens dazu eingerichtet ist, dem in dem Ofengefäß befindlichen Gut Wärme zuzuführen, wodurch dieses zum Schmelzen gebracht werden kann. Der Schmelzprozess kann optional durch chemische Energie beschleunigt werden, insbesondere durch Einblasen von Sauerstoff und/oder anderen Brennstoff-Gasgemischen, wodurch jedoch die CO2 Emission des Prozesses steigen kann. Das Ofengefäß weist das Untergefäß zum Aufnehmen der Schmelze und den Deckel auf, wobei der Elektrolichtbogenofen, das Ofen- gefäß oder, bevorzugt, der Deckel das „Haltemittel“ zum Halten der zumindest einen Elektrode aufweist. Das Haltemittel ist be- vorzugt dazu ausgebildet, dass die zumindest eine Elektrode re- lativ zu dem Deckel des Ofengefäßes verschoben werden kann. Mit anderen Worten ist das Haltemittel dazu ausgebildet, dass die zumindest eine Elektrode hinsichtlich einer Eintauchtiefe in das Ofengefäß verstellt werden kann, wodurch vorteilhaft auf einen sich ändernde Füllhöhe in dem Ofengefäß reagiert werden kann. Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform ist das Ofengefäß zu- mindest in einem Bereich offen. Mit anderen Worten ist das Ofen- gefäß zweckmäßig derart gestaltet, dass ein Druckausgleich zwischen dem Ofengefäß und der das Ofengefäß umgebenden Atmo- sphäre möglich ist und/oder ein Gasaustausch zwischen dem Ofen- gefäß und der das Ofengefäß umgebenden Atmosphäre möglich ist. Der Deckel des Ofengefäßes ist optional exzentrisch zu dem Un- tergefäß gelagert, sodass das Gewicht des Deckels im geöffneten Zustand nicht von einer Oberkonstruktion getragen werden muss. Das Untergefäß weist bevorzugt einen zumindest bereichsweise el- lipsenförmigen Querschnitt auf. Dabei kann ein Untergefäß opti- onal derart ausgestaltet sein, dass es im Bezug zu dem Deckel einen Vorbau aufweist, welcher den Abstichkanal optional zumin- dest bereichsweise aufnimmt. Vorzugsweise weist der Elektrolichtbogenofen einen Temperatur- sensor auf und welcher zur Erfassung der Temperatur der Schmelze eingerichtet ist. Zweckmäßig steht der Temperatursensor in einer Datenverbindung mit einer Datenerfassungs- und/oder –auswer- teeinheit und kann dieser die Messdaten zur Verfügung stellen. Das Untergefäß des Ofengefäßes ist bevorzugt zur Aufnahme von mehr oder gleich 100 t Schmelze eingerichtet, weiterhin bevor- zugt von mehr oder gleich 150 t, besonders bevorzugt von mehr oder gleich 200 t und weiterhin besonders bevorzugt von mehr oder gleich 400 t. Zweckmäßig ist das Untergefäß neben der Schmelze zur Aufnahme einer Schlacke eingerichtet, insbesondere einer Schaumschlacke. Weiterhin zweckmäßig ist das Untergefäß neben der Schmelze zur Aufnahme eines Sumpfes eingerichtet, ins- besondere eines Sumpfes mit einem Gewicht, das mehr oder gleich 15 Gew.-% eines Abstichgewichtes des Elektrolichtbogenofens ent- spricht, bevorzugt mehr oder gleich 30 Gew.-%, weiterhin bevor- zugt mehr oder gleich 40 Gew.-% und besonders bevorzugt mehr oder gleich 50 Gew.-%. Die Anzahl der Elektroden kann je nach Bauform des Elektrolicht- bogenofens variieren. Der von der zumindest einen Elektrode aus- gehende Lichtbogen erzeugt Temperaturen von bis zu 3500 °C, wodurch auch schwer schmelzbare Legierungselemente wie Wolfram und Molybdän von einem Elektrolichtbogenofen eingeschmolzen wer- den können. Bevorzugt weist eine Elektrode eine Strombelastbar- keit von mehr oder gleich 90 kA auf, weiterhin bevorzugt eine Strombelastbarkeit von mehr oder gleich 120 kA und besonders bevorzugt eine Strombelastbarkeit von mehr oder gleich 130 kA. Optional ist der Elektrolichtbogenofen dazu eingerichtet, eine Schmelze mit einem Eisenanteil von größer oder gleich 75 Gew.-% herzustellen, bevorzugt mit einem Eisenanteil von größer oder gleich 80 Gew.-% und besonders bevorzugt mit einem Eisenanteil von größer oder gleich 85 Gew.-%. Weiterhin vorzugsweise ist der Elektrolichtbogenofen dazu eingerichtet, eine Schmelze mit einem Eisenanteil von größer oder gleich 90 Gew.-% herzustellen, be- vorzugt mit einem Eisenanteil von größer oder gleich 93 Gew.-% und besonders bevorzugt mit einem Eisenanteil von größer oder gleich 95 Gew.-% oder 97 Gew.-%. Der zum Herstellen der Stahl- schmelze verwendete Schrott weist optional im Verhältnis zu den festen Ausgangsstoffen mit welchen der Elektrolichtbogenofen be- schickt wird einen Anteil von größer oder gleich 1 Gew.-% und kleiner oder gleich 5 Gew.-% auf, bevorzugt einen Anteil von kleiner oder gleich 10 Gew.-% und besonders bevorzugt einen An- teil von kleiner oder gleich 15 Gew.-%. Weiterhin vorzugsweise weist der verwendete Schrott einen Anteil von kleiner oder gleich 20 Gew.-% auf, bevorzugt einen Anteil von kleiner oder gleich 25 Gew.-% und besonders bevorzugt einen Anteil von kleiner oder gleich 30 Gew.-%. Die zum Herstellen der Stahlschmelze verwendeten festen Aus- gangsstoffe weisen vorzugsweise einen mittleren Kohlenstoffan- teil von mehr oder gleich 0,1 Gew.-% auf, bevorzugt einen mittleren Kohlenstoffanteil von mehr oder gleich 0,2 Gew.-% und besonders bevorzugt einen mittleren Kohlenstoffanteil von mehr oder gleich 0,3 Gew.-%. Weiterhin vorzugsweise weisen die festen Ausgangsstoffe einen mittleren Kohlenstoffanteil von mehr oder gleich 0,4 Gew.-% auf, bevorzugt einen mittleren Kohlenstoffan- teil von mehr oder gleich 0,5 Gew.-% und besonders bevorzugt einen mittleren Kohlenstoffanteil von mehr oder gleich 0,6 Gew.- %. Die zum Herstellen der Stahlschmelze verwendeten festen Aus- gangsstoffe weisen optional einen mittleren Stickstoffanteil von mehr oder gleich 30 ppm auf, weiterhin optional einen mittleren Stickstoffanteil von mehr oder gleich 50 ppm und ebenfalls op- tional einen mittleren Stickstoffanteil von mehr oder gleich 70 ppm. Wahlweise weisen die zum Herstellen der Stahlschmelze verwendeten festen Ausgangsstoffe einen mittleren Stickstoffan- teil von mehr oder gleich 90 ppm auf, optional einen mittleren Stickstoffanteil von mehr oder gleich 110 ppm und weiterhin wahlweise einen mittleren Stickstoffanteil von mehr oder gleich 130 ppm. Denkbar ist auch ein mittlerer Stickstoffanteil in der Schmelze von bis zu 210 ppm. Unter einer „Spannungsversorgung“ wird ein Gerät verstanden, welches zur Bereitstellung von elektrischer Energie eingerichtet ist. In Abhängigkeit der Bauform des Elektrolichtbogenofens kann die Spannungsversorgung zur Bereitstellung einer Wechselspannung oder einer Gleichspannung eingerichtet sein. Bevorzugt ist die Spannungsversorgung zur Bereitstellung einer elektrischen Leis- tung von mehr oder gleich 120 MW eingerichtet, weiterhin bevor- zugt von mehr oder gleich 160 MW und besonders bevorzugt von mehr oder gleich 200 MW. Optional ist die zumindest eine Elektrode während dem Betrieb des Elektrolichtbogenofens von einem Gasgemisch aufweisend Stickstoff umgeben, insbesondere von einem Gasgemisch aufweisend Stickstoff zu mehr oder gleich 30 Vol.-%. Ein Lichtbogen in einem Elektrolichtbogenofen weist Plasma auf. In dem Plasma etwaig dissoziierter Stickstoff kann dazu führen, dass der Stickstoffgehalt in der eisenhaltigen Schmelze gegen- über dem Stickstoffgehalt der verwendeten festen Ausgangsstoffe ansteigt. Beim Abstechen der Schmelze wird diese nicht durch eine Schlacke gegenüber der umgebenden Atmosphäre geschützt, sodass der Stick- stoffanteil in der Schmelze wieder unmittelbar im Austausch mit der umgebenden Atmosphäre steht, wodurch der Stickstoffanteil in der Schmelze zunehmen kann. Zweckmäßiger Weise weist der Elektrolichtbogenofen ein einen Längswirbel in dem Schmelzestrom unterdrückendes oder reduzie- rendes Mittel auf. Die designiert durch den Abstichkanal aus- tretende Schmelze kann in einer Wirkverbindung zu diesem, einen Längswirbel in dem Schmelzestrom unterdrückenden oder reduzie- renden Mittel, insbesondere einem Vortex-Braker, stehen. Hier- durch kann die Oberfläche der austretenden Schmelze reduziert werden, wodurch eine Zunahme des Stickstoffanteils aus der um- gebenden Atmosphäre während dem Abstechen der Schmelze vermin- dert werden kann. Wahlweise wird dem Ofengefäß kein Inertgas zugeführt, insbeson- dere wird dem Ofengefäß kein Gasgemisch aufweisend einen Inert- gasanteil mit mehr oder gleich 10 Vol.-% zugeführt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird dem Ofengefäß ab- weichend von dem in der freien Atmosphäre enthaltenen Sauerstoff kein Gasgemisch zugeführt, welches Sauerstoff mit einem Anteil von größer oder gleich 1 Vol.-% aufweist. Durch das Zuführen zusätzlichen Sauerstoffs kann die Kochreaktion in dem Elekt- rolichtbogenofen verstärkt werden, jedoch steigt hierdurch auch die CO2 Emission des Prozesses. Mit anderen Worten wird der Zusatz eines Gases mit einem Sauerstoffanteil von größer oder gleich 22 Vol.-% vorzugsweise vermieden. Mit steigenden Anforderungen an einige Stahlsorten nimmt die Bedeutung eines geringen Stickstoffgehalts zumindest für diese Stahlsorten zu. Damit kommt auch der Bestimmung des Stickstoffanteils in der Stahlschmelze in einem Elektrolichtbogenofen eine gesteigerte Bedeutung zu. Im Stand der Technik ist bekannt, dass der Stahl- schmelze eine Probe entnommen wird, welche nach dem Auskühlen mit einem Gaschromatograph untersucht wird. Dieser Prozess be- dingt jedoch zwischen Probenentnahme und einem Ergebniswert für den Stickstoffgehalt einen zeitlichen Versatz der den Betrieb des Elektrolichtbogenofens unwirtschaftlich machen würde, wenn die Schmelze bis zu dem Vorliegen des bestimmten Stickstoffge- halts und einer etwaig sich daran anschließenden weiteren Ent- stickung in dem Elektrolichtbogenofen verbleiben würde. Erfindungsgemäß wird ein Elektrolichtbogenofen bereitgestellt, welcher bevorzugt ein Mittel zur zumindest mittelbaren Bestim- mung des Stickstoffanteils in der Schmelze aufweist. Hierzu ist der Elektrolichtbogenofen zweckmäßig mit einer Da- tenerfassungs- und/oder –auswerteeinheit verbunden, wobei die Datenerfassungs- und/oder –auswerteeinheit zumindest mittelbar zur Bestimmung des Stickstoffanteils in der Schmelze eingerich- tet ist. Unter einer „Datenverarbeitungs- und -auswerteeinheit“ wird eine elektronische Komponente verstanden, welche zur Verarbeitung und Auswertung von Daten eingerichtet ist. Insbesondere kann eine Datenverarbeitungs- und -auswerteeinheit einen Prozessor auf- weisen, welcher für die Datenverarbeitung eingerichtet ist. Eine Datenverarbeitungs- und -auswerteeinheit verfolgt die Zielset- zung eines organisierten Umgangs mit Daten, wobei Informationen aus Daten gewonnen werden können und Daten miteinander vergli- chen und/oder verändert werden können. Bevorzugt ist die Daten- verarbeitungs- und -auswerteeinheit dazu eingerichtet, unter Berücksichtigung der chemischen und physikalischen Wechselwir- kungen den Stickstoffanteil in der Schmelze zu bestimmen. Unter anderem wird hier ein computergestütztes Mittel zur Be- stimmung des Stickstoffanteils in der Schmelze vorgeschlagen. Die Datenverarbeitungs- und -auswerteeinheit kann dazu einge- richtet sein, Messwerte, insbesondere simultane Messwerte und/oder eine Zeitreihe von Messwerten, insbesondere eine Zeit- reihe von Messwerten einer aktuellen Betriebsperiode des Elekt- rolichtbogenofens, und/oder Betriebspunktparameter des Elektrolichtbogenofens mit Vergleichswerten, insbesondere mit Erfahrungswerten und/oder mit anhand eines mathematischen Mo- dells bestimmten Werten und/oder mit numerischen Simulations- werten, zu vergleichen, für welche jeweils der Stickstoffanteil in der Schmelze bereits bekannt ist und durch den Abgleich den Stickstoffanteil in der Schmelze durch Zuordnung zu bestimmen, insbesondere durch Interpolation zwischen den Vergleichswerten. Vorzugsweise findet ein Abgleich im Zeitbereich und/oder nach einer schnellen Fourier-Transformation der Daten (auch FFT für „fast Fourier transformation“) im Frequenzbereich statt. Gemäß einer besonders einfachen aber zweckmäßigen ersten alter- nativen Ausführungsform kann so eine gemessene Zeit seit dem Beginn des Schmelzvorgangs und/oder seit dem Beginn eines Koch- vorgangs in dem Elektrolichtbogenofen als Beispiel eines Be- triebspunktparameters des Elektrolichtbogenofens zur Bestimmung des Stickstoffanteils in der Schmelze dienen. Wahlweise weisen die zum Vergleich herangezogenen Vergleichs- werte eine Abhängigkeit zu der Zusammensetzung der Ausgangs- stoffe und/oder zu der Menge der Ausgangsstoffe und/oder zu der Zusammensetzung eines oder mehrerer Zuschlagstoffe, insbesondere DRI, und/oder zu der Menge eines oder mehrerer Zuschlagstoffe und/oder zu einem oder mehreren Betriebspunktparametern des Elektrolichtbogenofens und/oder zu der Dynamik der Kochreaktion in dem Elektrolichtbogenofen und/oder zu der Intensität der Kochreaktion in dem Elektrolichtbogenofen auf. Bevorzugt wird dabei auch die zeitliche Entwicklung der Mess- werte im Abgleich zu der zeitlichen Entwicklung der Vergleichs- werte beim Vergleich berücksichtigt. Hierdurch kann vorteilhaft erreicht werden, dass der Stickstoff- gehalt in der Schmelze simultan oder mit einer zeitlichen Ver- zögerung von weniger oder gleich 30 Sekunden, bevorzugt von weniger oder gleich 20 Sekunden und besonders bevorzugt von we- niger oder gleich 10 Sekunden bestimmt werden kann. Dies ermög- licht eine Anpassung der Betriebsparameter des Elektrolichtbogenofens und/oder eine Änderung der Bestandteile der Schmelze durch Zuführung von Zuschlagstoffen in Abhängigkeit des ermittelten Stickstoffgehalts. Mit anderen Worten ist der Elektrolichtbogenofen zur simultanen Bestimmung des Stickstoff- anteils in der Schmelze eingerichtet, insbesondere während dem Betrieb des Elektrolichtbogenofens. Gemäß einer zweiten hier vorgeschlagenen alternativen Ausfüh- rungsform weist der Elektrolichtbogenofen zumindest als Bestand- teil eines Mittels zur zumindest mittelbaren Bestimmung des Stickstoffanteils in der Schmelze einen Sensor oder Kombinatio- nen von Sensoren auf, insbesondere kann der Sensor ein Beschleu- nigungssensor sein. Unter anderem kann mit einem an dem Elektrolichtbogenofen ange- brachten Beschleunigungssensor die Dynamik und/oder die Inten- sität der Kochbewegung in dem Elektrolichtbogenofen erfasst werden. Vorzugsweise können die Messdaten des Beschleunigungs- sensors mit einem oder mehreren Filtern auf den die Kochbewegung betreffenden Frequenzbereich reduziert werden. Unter anderem kann aus den mit einem Beschleunigungssensor gewonnenen Daten die Entkohlungsgeschwindigkeit und damit gekoppelt durch die Partialdruckwirkungen auch die Entstickungsgeschwindigkeit be- stimmt werden. Sind der mittlere Kohlenstoffanteil und/oder der mittlere Stickstoffanteil der Ausgangsstoffe und/oder der Zu- schlagstoffe bekannt, so kann ausgehend von diesem Startpunkt der Stickstoffanteil in der Schmelze bestimmt werden, insbeson- dere unter Verwendung der bisher vergangenen Kochzeit und den bisher erreichten Werten für die Entkohlungsgeschwindigkeit und/oder die Entstickungsgeschwindigkeit. Entsprechend einer dritten alternativen Ausführungsform weist der Elektrolichtbogenofen zumindest als Bestandteil eines Mit- tels zur zumindest mittelbaren Bestimmung des Stickstoffanteils in der Schmelze einen Drucksensor auf. Optional steht der Druck- sensor dabei in einer Wirkverbindung zu dem Druck oberhalb des Schmelzepegels in dem Ofengefäß. Mit dem Drucksensor kann bestimmt werden, welche Gasmenge wäh- rend dem Kochvorgang bereits aus der Schmelze ausgegast worden ist, insbesondere unter Berücksichtigung des Druckanstiegs in einem geschlossenen Ofengefäß. Über die bekannten Partialdruck- wirkungen und die bekannten Zusammensetzungen der Ausgangsstoffe und/oder der Zuschlagstoffe kann so der Stickstoffgehalt in der Schmelze bestimmt werden. Als Variante zu dem Drucksensor kann auch jedes andere Mittel verwendet werden, welches eine Bestim- mung der bereits ausgegasten Gasmenge ermöglicht, insbesondere einen Durchflusssensor zwischen dem Ofen und einer Gasabsaugung und/oder der freien Atmosphäre in der Umgebung des Elektrolicht- bogenofens. Da die Kochreaktion von den jeweiligen Partialdrücken beein- flusst wird und die Geschwindigkeit der Kochbewegung von der Abhängigkeit der thermischen Zustandsgrößen der Gase abhängt, insbesondere von dem statischen Druck oberhalb des Schmelzepe- gels in dem Ofengefäß, ermöglicht ein optionaler Drucksensor als Bestandteil eines Mittels zur zumindest mittelbaren Bestimmung des Stickstoffanteils vorteilhaft die Bestimmung des Stickstoff- anteils in der Schmelze. Gemäß einer vierten hier vorgeschlagenen alternativen Ausfüh- rungsform weist der Elektrolichtbogenofen zumindest als Bestand- teil eines Mittels zur zumindest mittelbaren Bestimmung des Stickstoffanteils in der Schmelze einen Sensor zur Bestimmung der Konzentration eines Gases in der Abluft des Elektrolichtbo- genofens auf. Vorzugsweise ist dieser Sensor ein Sensor zur Bestimmung des Kohlenmonoxidgehalts und/oder des Kohlendioxidgehalts und/oder des Stickstoffgehalts. Da die jeweiligen Gase hinsichtlich ihrer Entstehung während dem Kochprozess über die Partialdruckwirkun- gen gekoppelt sind, kann ausgehend von dem mittleren Kohlen- stoffgehalt und/oder dem mittleren Stickstoffgehalt der Ausgangs- und/oder Zuschlagstoffe der Stickstoffanteil in der Schmelze bestimmt werden. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass jede vorgeschlagene Ausführungsform eines Bestandteils eines Mittels zur zumindest mittelbaren Bestimmung des Stickstoffanteils in der Schmelze je- weils mit einer oder mehreren anderen Ausführungsformen eines Bestandteils eines Mittels zur zumindest mittelbaren Bestimmung des Stickstoffanteils in der Schmelze kombinierbar ist, und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ. Glei- ches gilt für eine Kombination mit einer Datenerfassungs- und/oder –auswerteeinheit. Zur Reduzierung des Stickstoffgehalts einer Stahlschmelze ist eine dem Einschmelzen nachgeschaltete und außerhalb des Ofenge- fäßes angeordnete Entstickungsanlage bekannt, welche der Schmelze mittels einem auf die Schmelze wirkenden Unterdruck Stickstoff entzieht. Hier wird nun ein Elektrolichtbogenofen vorgeschlagen, welcher bevorzugt zur Reduzierung des Stickstoffanteils in der Schmelze auf weniger oder gleich 70 ppm eingerichtet ist, weiterhin be- vorzugt auf weniger oder gleich 55 ppm und besonders bevorzugt auf weniger oder gleich 45 ppm. Vorzugsweise ist der Elekt- rolichtbogenofen zur Reduzierung des Stickstoffanteils in der Schmelze auf weniger oder gleich 50 ppm eingerichtet, bevorzugt auf weniger oder gleich 40 ppm und besonders bevorzugt auf we- niger oder gleich 35 ppm. Weiterhin vorzugsweise ist der Elekt- rolichtbogenofen zur Reduzierung des Stickstoffanteils in der Schmelze auf weniger oder gleich 30 ppm eingerichtet, bevorzugt auf weniger oder gleich 25 ppm und besonders bevorzugt auf we- niger oder gleich 20 ppm. Ausdrücklich sei darauf hingewiesen, dass die vorstehenden Werte für den Stickstoffanteil nicht als scharfe Grenzen zu verstehen sein sollen, sondern vielmehr in ingenieurmäßigem Maßstab über- oder unterschritten werden können sollen, ohne den beschriebenen Aspekt der Erfindung zu verlassen. Mit einfachen Worten sollen die Werte einen Anhalt für die Größe des hier vorgeschlagenen Stickstoffanteils liefern. Unter anderem kann vorgesehen sein, dass dem Elektrolichtbogen- ofen zusätzliche Zuschlagstoffe zugeführt werden, insbesondere Zuschlagstoffe enthaltend eisen- und kohlenstoffhaltige Materi- alien, vorzugsweise DRI. Bevorzugt werden mehr oder gleich 50 kg Kohlenstoff pro Minute in die Schmelze zugeführt, bevorzugt mehr oder gleich 80 kg Kohlenstoff pro Minute, weiterhin bevorzugt mehr oder gleich 100 kg Kohlenstoff pro Minute und besonders bevorzugt mehr oder gleich 150 kg Kohlenstoff pro Minute, wobei sich diese Kohlenstoffmenge weiterhin vorzugsweise mit der Koch- reaktion verbraucht. Optional kann dabei vorgesehen sein, dass der Schmelze Sauerstoff zugeführt wird, um die Kochreaktion zu beschleunigen. Der Kohlenstoffeintrag führt in Verbindung mit dem gelösten Sauerstoff in der Schmelze sowie dem etwaig künst- lich angebotenen Sauerstoff zu einer Kochreaktion, [C]gelöst + [O]gelöst = {CO}gasförmig bzw. 2[C]gelöst + [O2]gasförmig = 2{CO}gasförmig die einer etwaigen Stickstoffaufnahme während dem Schmelzepro- zess im Elektrolichtbogenofen entgegenwirkt und/oder in Folge der Partialdruckwirkung zu einer Entstickung der Schmelze führt. Wahlweise kann ein eisen- und kohlenstoffhaltiger Zuschlagstoff flüssiges und/oder festes entschwefeltes Eisen aufweisen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist der Elektrolichtbo- genofen zur Erreichung einer mittleren Entkohlungsgeschwindig- keit von größer oder gleich 30 ppm/min eingerichtet, bevorzugt von größer oder gleich 40 ppm/min und besonders bevorzugt von größer oder gleich 50 ppm/min. Die Entstickung der Schmelze kann durch eine Absenkung des sta- tischen Drucks oberhalb des Schmelzepegels in dem Ofengefäß be- schleunigt werden. Der Elektrolichtbogenofen kann demnach eine Einrichtung zur Absenkung des statischen Drucks oberhalb des Schmelzepegels in dem Ofengefäß aufweisen. Zweckmäßig ist der Elektrolichtbogenofen dazu eingerichtet, dass das Aufschmelzen der Ausgangsstoffe sowie die Entstickung der Schmelze in weniger oder gleich 45 Minuten abgeschlossen sind, bevorzugt in weniger oder gleich 35 Minuten und besonders be- vorzugt in weniger oder gleich 30 Minuten. Weiterhin vorzugs- weise ist der Elektrolichtbogenofen dazu eingerichtet, dass das Aufschmelzen der Ausgangsstoffe sowie die Entstickung der Schmelze in weniger oder gleich 27 Minuten abgeschlossen sind, bevorzugt in weniger oder gleich 25 Minuten und besonders be- vorzugt in weniger oder gleich 23 Minuten. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist der Elektrolichtbogenofen eine Förderanlage zur Förderung eines Koh- lenstoffträgers auf, insbesondere zur Förderung von direktredu- ziertem Eisen. Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: Unter einem „Kohlenstoffträger“ wird jeglicher gasförmige und jeglicher feste Kohlenstoffträger verstanden. Bei einem gasför- migen Kohlenstoffträger sei insbesondere an Kohlenmonoxid, an Kohlendioxid und/oder an jeglichen Kohlenwasserstoff gedacht. Bei einem festen Kohlenstoffträger sei insbesondere an DRI und/oder pelletiertes DRI gedacht. Eine „Förderanlage“ ist zur Förderung des Kohlenstoffträgers in den Elektrolichtbogenofen eingerichtet, vorzugsweise zumindest mittelbar in die schmelzflüssige Phase der in dem Elektrolicht- bogenofen befindlichen Ausgangsstoffe. Zur Beschleunigung der Kochreaktion ist die Förderanlage dazu eingerichtet, den Koh- lenstoffträger während dem Betrieb des Elektrolichtbogenofens zu fördern. Bevorzugt weist die Förderanlage eine Einstellgröße auf und ist zur kontinuierlichen und/oder zur diskontinuierlichen Förderung des Kohlenstoffträgers eingerichtet, wobei vorzugs- weise das Ziel einer möglichst homogenen Kochreaktion verfolgt wird. Wahlweise ist die Förderanlage dazu eingerichtet, den Koh- lenstoffträger in einen Vorbau des Ofengefäßes zu fördern. Gemäß einer ersten alternativen Ausführungsform sei an eine För- deranlage gedacht, welche dazu eingerichtet ist, einen festen Kohlenstoffträger in Form eines Schüttgutes in das Ofengefäß zu fördern. Dabei sei unter anderem an eine Schüttvorrichtung und/oder eine Bandförderanlage und/oder eine Kettenförderanlage gedacht. Entsprechend einer zweiten alternativen Ausführungsform sei an eine Förderanlage gedacht, welche dazu eingerichtet ist, einen zu einem Draht ausgeformten Kohlenstoffträger in das Ofengefäß einzuspulen. Gemäß einer dritten alternativen Ausführungsform sei an eine Förderanlage gedacht, welche dazu eingerichtet ist, einen gas- förmigen Kohlenstoffträger in das Ofengefäß einzublasen, vor- zugsweise mit einem reaktionsträgen Inertgas, insbesondere mit Argon. Nach einer vierten alternativen Ausführungsform ist die Förder- anlage dazu eingerichtet, einen feinkörnigen Kohlenstoffträger, insbesondere den Feinanteil von DRI, in das Ofengefäß einzubla- sen. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass jede vorgeschlagene Ausführungsform einer Förderanlage mit einer oder mehreren an- deren Ausführungsformen einer Förderanlage kombinierbar ist, und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ. Die Verwendung von direktreduziertem Eisen als Kohlenstoffträger zur Beschleunigung der Kochreaktion führt vorteilhaft zu einer vergleichsweise geringen CO2 Emission des Gesamtprozesses, da das Eisenoxid zur direkten Reduktion nicht aufgeschmolzen werden muss und somit Energie für die Reduktion des Eisenoxids einge- spart werden kann. Weiterhin vorzugsweise wird das Eisenoxid bei mit einem wasserstoffreichen Gas direktreduziert, insbesondere mit Wasserstoff und/oder mit Erdgas. Hierdurch kann vorteilhaft ein vergleichsweise reines direktreduziertes Eisen erreicht wer- den, insbesondere mit einem Kohlenstoffanteil von kleiner oder gleich 0,5 Gew.-%, bevorzugt 1,5 Gew.-% und besonders bevorzugt 2,5 Gew.-%, welches direkt anstelle von Roheisen zur Stahler- zeugung verwendet werden kann. Die hier vorgeschlagene Förderanlage ermöglich einen bedarfsge- rechten Eingriff in die Kochreaktion in dem Elektrolichtbogen- ofen, sodass die Entkohlung und/oder die Entstickung der Schmelze energieoptimal und/oder zeitoptimal und/oder emissi- onsoptimal vorangetrieben werden kann. Optional ist der Elektrolichtbogenofen und/oder die Förderanlage zur Förderung des Kohlenstoffträgers bei einer Temperatur des Kohlenstoffträgers von mehr oder gleich 500°C eingerichtet, be- vorzugt von mehr oder gleich 600°C und besonders bevorzugt von mehr oder gleich 700°C. Hier wird ein Elektrolichtbogenofen mit einer Förderanlage vor- geschlagen, welche eine Temperaturbeständigkeit aufweist, die zum Transport eines heißen Kohlenstoffträgers entsprechend den spezifizierten Werten geeignet ist. Dabei sei vorzugsweise an eine Förderanlage zur Förderung von DRI gedacht, welche bevor- zugt baulich mit einer Anlage zur Direktreduktion von Eisenoxid verbunden ist. Hierdurch kann das zur Direktreduktion erwärmte DRI, ohne zuvor auszukühlen, unmittelbar für die Stahlerzeugung verwendet werden, wodurch bezogen auf den Gesamtprozess Energie eingespart und der Schmelzprozess beschleunigt werden kann. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird das Ei- senoxid mit Wasserstoff direktreduziert, welcher zuvor unter Verwendung von grünem Strom hergestellt worden ist. Hierdurch kann vorteilhaft die auf den Gesamtprozess bezogene CO2 Emission weiter reduziert werden. Zweckmäßig ist der Elektrolichtbogenofen und/oder die Förderan- lage zur Förderung des Kohlenstoffträgers während dem Betrieb des Elektrolichtbogenofens eingerichtet, insbesondere zur kon- tinuierlichen Förderung des Kohlenstoffträgers eingerichtet. Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: Unter einer Förderanlage, welche dazu eingerichtet ist, den Koh- lenstoffträger „während dem Betrieb des Elektrolichtbogenofens“ zu fördern wird verstanden, dass die Förderanlage dazu einge- richtet ist, den Kohlenstoffträger während dem Betrieb der zu- mindest einen Elektrode und/oder während der Zuführung von künstlich angebotenem Sauerstoff zu fördern. Auf diese Weise kann der Elektrolichtbogenofenprozess verkürzt werden, wodurch im Zusammenspiel mit dem designiert nachgeschalteten Stahlwerk mehr Zeit für die Entkohlung und/oder die Entstickung der Schmelze zur Verfügung steht. Besonders bevorzugt ist der Elektrolichtbogenofen und/oder die Förderanlage hinsichtlich einer Menge des geförderten Kohlen- stoffträgers regelbar, insbesondere hinsichtlich einer Förder- geschwindigkeit der Förderanlage. Begrifflich sei hierzu Folgendes erläutert: Unter einem „regelbaren“ Elektrolichtbogenofen und/oder einer „regelbaren“ Förderanlage wird ein Elektrolichtbogenofen und/oder eine Förderanlage verstanden, welche eine Regelung auf- weist. Eine Regelung wird als ein Verfahren verstanden, bei dem eine prinzipiell veränderliche Größe automatisch an einen vor- gegebenen Sollwert angenähert wird, wobei der Sollwert auch zeitvariant sein kann. Eine Eigenschaft einer Regelung ist, dass der Wert einer zu regelnden Größe als Istwert festgestellt und bei Abweichung vom gewollten Sollwert der Wert einer Stellgröße so verändert wird, dass sich der Wert der zu regelnden Größe dem Sollwert wieder annähert. Eine geeignete Stellgröße kann insbesondere eine Stellgröße der Förderanlage sein, welche auf die Fördergeschwindigkeit der För- deranlage und damit zumindest mittelbar auch auf geförderte Menge des Kohlenstoffträgers pro Zeiteinheit einwirkt. Eine Regelung kann von einem Menschen vorgenommen werden, indem er eine Abweichung zwischen Istwert und Sollwert erfasst und einen Wert einer Stellgröße an einem Stellglied verstellt. Alternativ kann eine Regelung vollelektronisch vorgenommen wer- den, indem ein Istwert mittels einer Messeinrichtung erfasst wird, dieser mittels einer Datenerfassungs- und/oder –auswer- teeinheit mit dem Sollwert verglichen und eine etwaige Abwei- chung in einen Wert einer Stellgröße umgewandelt wird, wobei der Wert für die Stellgröße an ein Stellglied weitergegeben wird und wobei das Stellglied dazu eingerichtet ist, die Stellgröße an- hand einer elektronischen Wertvorgabe zu verstellen. In letzt- genanntem Fall muss das Stellglied über ein elektrisches Stellmittel zur Veränderung der Stellgröße verfügen. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist eine Da- tenerfassungs- und/oder –auswerteeinheit dazu eingerichtet, ei- nen automatisierten Regelungsalgorithmus auszuführen und die berechneten Stellwerte an die entsprechenden Stellglieder wei- terzugeben, sodass der Elektrolichtbogenofen autonom mittels der Datenerfassungs- und/oder –auswerteeinheit geregelt werden kann. Zweckmäßig kann die Datenerfassungs- und/oder –auswerteeinheit die Messwerte mehrerer und/oder unterschiedlicher Messeinrich- tungen simultan auswerten, insbesondere in Echtzeit, und diese einem Regelungsalgorithmus zur Verwendung bereitstellen. Optional weist ein Regelungsalgorithmus ein Verfahren aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz auf, insbesondere nutzt der Regelungsalgorithmus ein neuronales Netz. Bevorzugt weist ein elektronischer Regler für einen Elekt- rolichtbogenofen und/oder für eine Förderanlage eines Elekt- rolichtbogenofens einen PD-Regler auf, welcher ein vergleichsweise schneller Regler ist, wodurch die Zeit bis zum Erreichen des Sollwertes auch bei einem vergleichsweise großen Elektrolichtbogenofen mit dem vorstehend vorgeschlagenen Ab- stichgewicht reduziert werden kann. Hier wird unter anderem ein Elektrolichtbogenofen vorgeschlagen, dessen Regelung auf eine Veränderung der Zusammensetzung des Abgases des Elektrolichtbogenofens und/oder auf eine Veränderung der Zusammensetzung der Schmelze gerichtet ist, insbesondere auf ein Erreichen eines hier vorgeschlagenen Sollwertes für den Stickstoffgehalt der Schmelze. Vorzugsweise ist die Regelung dazu eingerichtet, einen Stickstoffanteil in der aktuell in dem Elektrolichtbogenofen aufgewiesenen Schmelze von weniger oder gleich 70 ppm zu erreichen, bevorzugt weniger oder gleich 55 ppm und besonders bevorzugt weniger oder gleich 45 ppm. Vorzugsweise ist die Regelung derart eingerichtet, dass ein Ist- wert einer Regelgröße für die Festlegung zumindest eines Stell- wertes im Rahmen der nächsten Charge verwendet wird, wodurch eine chargenübergreifende Regelung erreicht werden kann. Gemäß einer vorzugsweisen Ausführungsform der Regelung wird als Messwert der statische Druck in dem Ofengefäß oberhalb des Schmelzepegels und/oder der Kohlenmonoxidgehalt im Abgas des Elektrolichtbogenofens und/oder der Kohlendioxidgehalt im Abgas des Elektrolichtbogenofens und oder der Stickstoffgehalt im Ab- gas des Elektrolichtbogenofens verwendet. Optional ist der Elektrolichtbogenofen und/oder die Förderanlage derart geregelt, dass die Schmelze einen Kohlenstoffgehalt von kleiner oder gleich 2,06 Gew.-% aufweist. Hier wird unter anderem vorgeschlagen den Elektrolichtbogenofen und/oder die Förderanlage derart zu regeln, dass die Regelgröße der Kohlenstoffgehalt der Schmelze ist, wobei mit einem Kohlen- stoffgehalt von kleiner oder gleich 2,06 Gew.-% auf die Errei- chung einer Stahlschmelze abgezielt wird. Es versteht sich, dass die Regelung des Kohlenstoffgehalts der Schmelze auch mit der vorstehend vorgeschlagenen Regelung des Stickstoffgehalts der Schmelze kombiniert werden kann, ohne den hier beschriebenen Aspekt der Erfindung zu verlassen. Optional basiert die Regelung auf einer gemessenen Zeit seit dem Beginn des Schmelzvorgangs und/oder seit dem Beginn des Koch- vorgangs in dem Elektrolichtbogenofen. Bevorzugt basiert die Regelung auf einem oder mehreren Messwer- ten, insbesondere einem Messwert eines Beschleunigungssensors und/oder einem Messwert eines Drucksensors und/oder einem Mess- wert eines Sensors zur Bestimmung der Konzentration eines Gases in der Abluft des Elektrolichtbogenofens, vorzugsweise zur Be- stimmung der Kohlenmonoxidkonzentration und/oder der Kohlendi- oxidkonzentration und/oder der Stickstoffkonzentration. Wahlweise weist die Regelung ein Verfahren aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz auf, insbesondere nutzt der Regelungs- algorithmus ein neuronales Netz. Eine geeignete Stellgröße kann insbesondere eine Stellgröße der Förderanlage sein, welche auf die Fördergeschwindigkeit der För- deranlage und damit zumindest mittelbar auch auf geförderte Menge des Kohlenstoffträgers pro Zeiteinheit einwirkt. Vorzugsweise ist die Regelung dazu eingerichtet, einen Kohlen- stoffgehalt der Schmelze von kleiner oder gleich 0,65 Gew.-% zu erreichen, bevorzugt einen Kohlenstoffgehalt von kleiner oder gleich 0,02 Gew.-%. Gemäß einer optionalen Ausführungsform weist der Elektrolicht- bogenofen eine Einrichtung zum Einbringen von künstlich angebo- tenen Sauerstoff auf, insbesondere zum unmittelbaren Einbringen von künstlich angebotenem Sauerstoff in die Schmelze und/oder das Ofengefäß. Hier wird vorgeschlagen der Schmelze eine künstliche Sauerstoff- zufuhr anzubieten. Hierdurch kann die Kochreaktion beschleunigt werden. Die Menge des angebotenen Sauerstoffs kann unter anderem durch den vorstehend vorgeschlagenen Regler zur Erreichung eines definierten Kohlenstoffgehalts in der Schmelze und/oder durch den Regler zur Erreichung eines definierten Stickstoffgehalts in der Schmelze bestimmt werden, wobei die Menge des künstlich an- gebotenen Sauerstoffs mit einer Stellgröße verstellt wird, die in einem Wirkzusammenhang zu der Menge des künstlich angebotenen Sauerstoffs steht. Zweckmäßig ist der Elektrolichtbogenofen zum Abtransport von Stickstoff in einer Gasphase eingerichtet. Hierdurch kann die Entstickung der Schmelze vorteilhaft be- schleunigt werden. Dabei sei unter anderem daran gedacht, dass der Stickstoff bei einem statischen Druck im Ofengefäß von we- niger oder gleich dem normgemäßen Luftdruck auf Meereshöhe ab- transportiert wird, insbesondere von weniger oder gleich 101.325 N/m2, bevorzugt von weniger oder gleich 95.000 N/m2 und besonders bevorzugt von weniger oder gleich 90.000 N/m2. Bevorzugt weist die Spannungsversorgung eine Regelung auf, die in einer Wirkverbindung zu der Temperatur der Schmelze steht. Hierdurch kann Energie eingespart werden, da die Regelung vor- zugsweise darauf abzielt das Erreichen von unnötig hohen Tempe- raturen der Schmelze zu verhindern oder zu vermindern. Es versteht sich, dass eine Regelung der Temperatur der Schmelze über eine Stellgröße der Spannungsversorgung mit einer Regelung des Stickstoffgehalts der Schmelze und/oder mit einer Regelung des Kohlenstoffgehalts der Schmelze kombinieren lässt, ohne den hier vorgestellten Aspekt der Erfindung zu verlassen. Der Elektrolichtbogenofen ist bevorzugt geeignet, eine Schmelze aufweisend die folgende chemische Zusammensetzung: • maximal 0,02 Gew.-% Kohlenstoff, vorzugsweise weniger als 0,01 Gew.-% Kohlenstoff; • 0,01 bis 3,5 Gew.-% Silizium, vorzugsweise weniger als 0,1 Gew.-% Silizium; • maximal 2,5 Gew.-% Mangan, vorzugsweise weniger als 1,0 Gew.-% Mangan; • 0,01 bis 0,20 Gew.-% Kupfer, vorzugsweise weniger als 0,15 Gew.-% Kupfer; • maximal 0,40 Gew.-% Chrom und Nickel, vorzugsweise weniger als 0,20 Gew.-% Chrom und Nickel; • Niob, Titan, Vanadium und Bor mit jeweils weniger als 0,10 Gew.-%, vorzugsweise Titan, Vanadium und Bor mit we- niger als 0,05 Gew.-%; • maximal 70 ppm Stickstoff, vorzugsweise weniger als 50 ppm Stickstoff; • optional weitere Elemente ohne Eisen mit einem Anteil von weniger als 1,0 Gew.-%, welche gezielt zulegiert werden oder die als unvermeidbare Beimengung über die Augangs- stoffe in die Schmelze gelangen; und • Restgehalt an Eisen; herzustellen. Wahlweise weist der Elektrolichtbogenofen eine Schmelze mit der vorstehenden chemischen Zusammensetzung auf. Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe ein Verfahren zum Betrieb eines Elektrolichtbogenofens gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, wobei eine Schmelze mit einem Stick- stoffanteil von weniger oder gleich 70 ppm hergestellt wird, bevorzugt von weniger oder gleich 55 ppm und besonders bevorzugt von weniger oder gleich 45 ppm. Es versteht sich, dass sich die vorstehend beschriebenen Vor- teile des Elektrolichtbogenofens nach dem ersten Aspekt der Er- findung unmittelbar auf das hier vorgeschlagene Verfahren zum Betrieb des Elektrolichtbogenofens nach dem ersten Aspekt der Erfindung erstrecken. Optional wird während einem Betrieb des Elektrolichtbogenofens der Stickstoffanteil in der Schmelze bestimmt. Die Bestimmung des Stickstoffanteils in der Schmelze kann mit- telbar oder unmittelbar erfolgen, insbesondere unter Verwendung der mit dem ersten Aspekt der Erfindung erläuterten Verfahren. Vorteilhaft kann so eine unmittelbare Ergebniskontrolle des er- zielten Stickstoffgehalts und/oder eine Rückkopplung des Stick- stoffgehalts für den Einsatz einer Steuerung und/oder einer Regelung erreicht werden. Zweckmäßig wird der Elektrolichtbogenofen und/oder eine Förder- anlage und/oder eine Spannungsversorgung geregelt. Hierdurch kann die Regelgröße Stickstoffgehalt in der Schmelze und/oder die Regelgröße Temperatur der Schmelze auf geregelt werden, wodurch bei übergeordneter Betrachtungsweise eine gere- gelte Betriebsführung des Elektrolichtbogenofens erreicht werden kann, insbesondere eine auf den CO2-Ausstoß und/oder eine zu erreichende Schmelzequalität optimierte Betriebsführung des Elektrolichtbogenofens. Das Verfahren ist bevorzugt geeignet, eine Schmelze aufweisend die folgende chemische Zusammensetzung: • maximal 0,02 Gew.-% Kohlenstoff, vorzugsweise weniger als 0,01 Gew.-% Kohlenstoff; • 0,01 bis 3,5 Gew.-% Silizium, vorzugsweise weniger als 0,1 Gew.-% Silizium; • maximal 2,5 Gew.-% Mangan, vorzugsweise weniger als 1,0 Gew.-% Mangan; • 0,01 bis 0,20 Gew.-% Kupfer, vorzugsweise weniger als 0,15 Gew.-% Kupfer; • maximal 0,40 Gew.-% Chrom und Nickel, vorzugsweise weniger als 0,20 Gew.-% Chrom und Nickel; • Niob, Titan, Vanadium und Bor mit jeweils weniger als 0,10 Gew.-%, vorzugsweise Titan, Vanadium und Bor mit we- niger als 0,05 Gew.-%; • maximal 70 ppm Stickstoff, vorzugsweise weniger als 50 ppm Stickstoff; • optional weitere Elemente ohne Eisen mit einem Anteil von weniger als 1,0 Gew.-%, welche gezielt zulegiert werden oder die als unvermeidbare Beimengung über die Augangs- stoffe in die Schmelze gelangen; und • Restgehalt an Eisen; herzustellen. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des zweiten Aspekts mit dem Gegenstand des vorstehenden Aspekts der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar sowohl einzeln oder in beliebiger Kombination kumulativ. Nach einem dritten Aspekt der Erfindung löst die Aufgabe eine Verwendung eines Elektrolichtbogenofens nach dem ersten Aspekt der Erfindung zur Herstellung einer Schmelze mit einem Stick- stoffanteil von weniger oder gleich 70 ppm, bevorzugt von weni- ger oder gleich 55 ppm und besonders bevorzugt von weniger oder gleich 45 ppm. Es versteht sich, dass sich die vorstehend beschriebenen Vor- teile des Elektrolichtbogenofens nach dem ersten Aspekt der Er- findung unmittelbar auf die Verwendung des Elektrolichtbogenofens nach dem ersten Aspekt der Erfindung er- strecken. Der Elektrolichtbogenofen kann dazu verwendet werden, eine Schmelze aufweisend die folgende chemische Zusammensetzung: • maximal 0,02 Gew.-% Kohlenstoff, vorzugsweise weniger als 0,01 Gew.-% Kohlenstoff; • 0,01 bis 3,5 Gew.-% Silizium, vorzugsweise weniger als 0,1 Gew.-% Silizium; • maximal 2,5 Gew.-% Mangan, vorzugsweise weniger als 1,0 Gew.-% Mangan; • 0,01 bis 0,20 Gew.-% Kupfer, vorzugsweise weniger als 0,15 Gew.-% Kupfer; • maximal 0,40 Gew.-% Chrom und Nickel, vorzugsweise weniger als 0,20 Gew.-% Chrom und Nickel; • Niob, Titan, Vanadium und Bor mit jeweils weniger als 0,10 Gew.-%, vorzugsweise Titan, Vanadium und Bor mit we- niger als 0,05 Gew.-%; • maximal 70 ppm Stickstoff, vorzugsweise weniger als 50 ppm Stickstoff; • optional weitere Elemente ohne Eisen mit einem Anteil von weniger als 1,0 Gew.-%, welche gezielt zulegiert werden oder die als unvermeidbare Beimengung über die Augangs- stoffe in die Schmelze gelangen; und • Restgehalt an Eisen; herzustellen. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass der Gegenstand des dritten Aspekts mit den Gegenständen der vorstehenden Aspekte der Erfindung vorteilhaft kombinierbar ist, und zwar sowohl ein- zeln oder in beliebiger Kombination kumulativ. Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung erge- ben sich nachfolgend aus den erläuterten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im Einzelnen: Figur 1: eine schematische Darstellung eines Elektrolichtbogen- ofens. In der nun folgenden Beschreibung sind einzelne Merkmale, die in Zusammenhang mit einer Ausführungsform beschrieben wurden, auch separat in anderen Ausführungsformen verwendbar. Der Elektrolichtbogenofen 100 in Figur 1 besteht im Wesentlichen aus einem Ofengefäß 105 mit zumindest einer Elektrode 130 und einer mit der zumindest einen Elektrode 130 verbundene Span- nungsversorgung 150, wobei das Ofengefäß 105 ein Untergefäß 110 zur Aufnahme einer Schmelze 200 und einen Deckel 120 zum Auf- setzen auf das Untergefäß 110 aufweist. Das Untergefäß 110 weist einen Abstichkanal 115 auf, über welchen die Schmelze 200 das Ofengefäß 105 verlassen kann. Der Deckel 120 weist ein Haltemittel 125 zum Befestigen der zumindest einen Elektrode 130 auf. Gemäß einer ersten Ausführungsform ist der Elektrolichtbogenofen 100 zur Bestimmung eines Stickstoffanteils in der Schmelze 200 eingerichtet. Gemäß einer zweiten Ausführungsform ist der Elektrolichtbogen- ofen 100 zur Reduzierung des Stickstoffanteils in der Schmelze 200 auf weniger oder gleich 70 ppm eingerichtet, bevorzugt auf weniger oder gleich 55 ppm und besonders bevorzugt auf weniger oder gleich 45 ppm. Die erste Ausführungsform und die zweite Ausführungsform des Elektrolichtbogenofens 100 können miteinander kombiniert werden. Weiterhin weist der Elektrolichtbogenofen 100 vorzugsweise eine Förderanlage 135 auf, welche zur Förderung eines Kohlenstoff- trägers (nicht abgebildet) eingerichtet ist, insbesondere zur Förderung von direktreduziertem Eisen (nicht abgebildet). Vorzugsweise ist die Förderanlage 135 zur Förderung des Kohlen- stoffträgers (nicht abgebildet) bei einer Temperatur des Koh- lenstoffträgers (nicht abgebildet) von mehr oder gleich 500°C eingerichtet, bevorzugt von mehr oder gleich 600°C und besonders bevorzugt von mehr oder gleich 700°C. Bevorzugt ist die Förderanlage 135 hinsichtlich einer Menge des geförderten Kohlenstoffträgers (nicht abgebildet) regelbar, ins- besondere hinsichtlich einer Fördergeschwindigkeit der Förder- anlage 135. Optional weist der Elektrolichtbogenofen 100 eine Einrichtung zum Einbringen von Sauerstoff 160 auf. Bezugszeichenliste 100 Elektrolichtbogenofen 105 Ofengefäß 110 Untergefäß 115 Abstichkanal 120 Deckel 125 Haltemittel 130 Elektrode 135 Förderanlage 150 Spannungsversorgung 160 Einrichtung zum Einbringen von Sauerstoff 200 Schmelze

Claims

Patentansprüche 1. Elektrolichtbogenofen (100) aufweisend ein Ofengefäß (105) mit zumindest einer Elektrode (130) und eine mit der zumindest einen Elektrode (130) verbundene Spannungsversorgung (150), wobei das Ofengefäß (105) ein Untergefäß (110) zur Aufnahme einer Schmelze (200) und einen Deckel (120) zum Aufsetzen auf das Untergefäß (110) aufweist, wobei das Untergefäß (110) einen Ab- stichkanal (115) aufweist, und wobei der Deckel (120) ein Hal- temittel (125) zum Befestigen der zumindest einen Elektrode (130) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolichtbogenofen (100) zur Bestimmung eines Stickstoff- anteils in der Schmelze (200) eingerichtet ist und/oder dass der Elektrolichtbogenofen (100) zur Reduzierung des Stick- stoffanteils in der Schmelze (200) auf weniger oder gleich 70 ppm eingerichtet ist, bevorzugt auf weniger oder gleich 55 ppm und besonders bevorzugt auf weniger oder gleich 45 ppm. 2. Elektrolichtbogenofen (100) gemäß Anspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Elektrolichtbogenofen (100) eine Förder- anlage (135) zur Förderung eines Kohlenstoffträgers aufweist, insbesondere zur Förderung von direktreduziertem Eisen. 3. Elektrolichtbogenofen (100) gemäß Anspruch 2, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Elektrolichtbogenofen (100) und/oder die Förderanlage (135) zur Förderung des Kohlenstoffträgers bei ei- ner Temperatur des Kohlenstoffträgers von mehr oder gleich 500°C eingerichtet ist, bevorzugt von mehr oder gleich 600°C und be- sonders bevorzugt von mehr oder gleich 700°C. 4. Elektrolichtbogenofen (100) gemäß einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolichtbogenofen (100) und/oder die Förderanlage (135) zur Förderung des Kohlen- stoffträgers während dem Betrieb des Elektrolichtbogenofens (100) eingerichtet ist, insbesondere zur kontinuierlichen För- derung des Kohlenstoffträgers eingerichtet ist. 5. Elektrolichtbogenofen (100) gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolichtbogenofen (100) und/oder die Förderanlage (135) hinsichtlich einer Menge des geförderten Kohlenstoffträgers regelbar ist, insbesondere hin- sichtlich einer Fördergeschwindigkeit der Förderanlage (135). 6. Elektrolichtbogenofen (100) gemäß Anspruch 5, dadurch ge- kennzeichnet, dass der Elektrolichtbogenofen (100) und/oder die Förderanlage (135) derart geregelt ist, dass die Schmelze (200) einen Kohlenstoffgehalt von kleiner oder gleich 2,06 Gew.-% auf- weist. 7. Elektrolichtbogenofen (100) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolichtbogen- ofen (100) eine Einrichtung zum Einbringen von Sauerstoff (160) aufweist. 8. Elektrolichtbogenofen (100) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolichtbogen- ofen (100) zum Abtransport von Stickstoff in einer Gasphase ein- gerichtet ist. 9. Elektrolichtbogenofen (100) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannungsversorgung (150) eine Regelung aufweist, die in einer Wirkverbindung zu der Temperatur der Schmelze (200) steht. 10. Verfahren zum Betrieb eines Elektrolichtbogenofens (100) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schmelze (200) mit einem Stickstoffanteil von weniger oder gleich 70 ppm hergestellt wird, bevorzugt von weniger oder gleich 55 ppm und besonders bevorzugt von weniger oder gleich 45 ppm. 11. Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass während einem Betrieb des Elektrolichtbogenofens (100) der Stickstoffanteil in der Schmelze (200) bestimmt wird. 12. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektrolichtbogenofen (100) und/oder eine Förderanlage (135) und/oder eine Spannungsversorgung (150) geregelt wird. 13. Verwendung eines Elektrolichtbogenofens (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 zur Herstellung einer Schmelze (200) mit einem Stickstoffanteil von weniger oder gleich 70 ppm, bevorzugt von weniger oder gleich 55 ppm und besonders bevorzugt von we- niger oder gleich 45 ppm.
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