Lichtbogenofenschlacke Elemente wie Fe, Ca, Si …

Bei der Stahlerzeugung im Elektrolichtbogenofen, auch EAF (Electric Arc Furnace) genannt, wird in der Regel Eisen- oder Eisenschrott als Einsatzmaterial verwendet. Im Elektrolichtbogenofen wird Kalk (Kalzium) hinzugefügt, um Silikate und Phosphor zu entfernen. Unter Zugabe von Sauerstoff werden die eisenhaltigen Materialien geschmolzen, während das verbleibende Material in oxidische Formen umgewandelt wird. Das Schlackennebenprodukt, auch EAFS genannt, enthält relativ konstante Mengen dieser Oxide und variable Mengen an Eisen-, Kalzium- und Siliziumoxiden. Die FeO-Gehalte zeigen die Effizienz des Prozesses an, während die Überwachung des Verhältnisses von CaO zu SiO2 Aufschluss über die Basizität der Schlacke gibt. Die Schlacke wird gesammelt und entweder raffiniert, um wieder in die Stahlherstellung gegeben zu werden, oder als Zuschlagstoff verkauft. Wegen des hohen Eisen- und niedrigen Silikatgehalts und der Härte der EAFS ist diese als Zementrohstoff ungeeignet, ist aber ein ausgezeichneter Zuschlagstoff für Asphalt und Bauanwendungen.

Für ein schnelles Screening wird die Probe auf eine Partikelgröße von etwa 1mm oder weniger zerkleinert. Die Analyse leichter Elemente kann durch Mahlen auf <250µm verbessert werden, wobei die optimale Mahlung bei <70µm liegt. EAFS hat eine Härte zwischen 5-7 auf der Mohs-Skala, daher sollten Mahlwerkzeuge aus einem härteren Material wie etwa Wolframkarbid oder Zirkoniumdioxid (Härte ~8) bestehen. Von dem homogenen Halbpulver- oder Pulver werden etwa 7 g in einen RFA-Probenbecher gefüllt und mit einer manuellen Presse mit einem Drehmoment von zirka 30 Nm komprimiert.

Eisen-, Kalzium- und Siliziumoxide sind die Hauptkomponenten, die für eine optimale Ofenregelung und Schlackenqualität wichtig sind. Auch andere Oxide können mit dem NEX QC+ gemessen werden. Zur Kalibrierung werden Standards gleicher Matrix der zu analysierenden Schlacke auf die vorhandenen Oxide untersucht. Bei einem guten Satz von matrix-angepassten Kalibrierstandards werden ausgezeichnete Analyseleistungen erreicht.