8 Monate im Betrieb: Chinas erster BOF/LF Schlacke-Schnellanalysator

Im Jahr 2025 wurde im Großraum Shanghai der erste Laser-OES-Schlackenanalysator (QLX9 HD) in China in Betrieb genommen. Das System wird zur Prozesskontrolle von Schlacken in BOF- und LF-Anlagen eingesetzt.Der Analysator adressiert eine zentrale Herausforderung der Stahlproduktion: die schnelle, zuverlässige und prozessnahe Bestimmung der chemischen Zusammensetzung von Konverter- und Pfannenschlacken (BOF/LF).

Schulung der Bediener zur effizienten Nutzung des QLX9 HD Schnell‑Schlackenanalysators

BOF-Optimierung: Ein regionaler Schwerpunkt in China

Angesichts der weiterhin hohen Anzahl in Betrieb befindlicher Hochöfen in China bleibt der BOF-Prozess (LD-Konverter) ein zentrales Element der regionalen Stahlproduktion. Die Optimierung des Schlackenmanagements im BOF ist dabei keine rein technische Verbesserung, sondern ein entscheidender Hebel für Prozessstabilität, Kostensenkung und Wettbewerbsfähigkeit. Der QLX9 Schlackenanalysator wurde gezielt für diese prozessnahen Anforderungen entwickelt und unterstützt eine schnellere, datenbasierte BOF-Prozesskontrolle im industriellen Umfeld.

Intelligentes Layout für schnellere Erkenntnisse

Im Stahlwerk, wo das QLX9‑System nur 20 Meter vom BOF entfernt installiert wurde – direkt neben einem automatisierten Funken‑OES Gerät, macht das Gerät bereits jetzt einen entscheidenden Unterschied. Das durchdachte at-line Layout reduziert Transportzeiten und Aufwände erheblich und ermöglicht eine noch schnellere, prozessnahe Schlackenanalyse. In Kombination liefern QLX9 und Funken-OES ein umfassendes Bild der BOF-Prozessdynamik sowie des aktuellen metallurgischen Zustands.

Schnelle und einfache Inbetriebnahme begeistert Ingenieure

Am zweitägigen Inbetriebnahme- und Schulungsprogramm nahmen sieben Schichtingenieure teil.
Sie fanden sich schnell im System zurecht. Besonders hervorgehoben wurde die einfache Bedienung.

Die intuitive Bedienung ermöglicht es den Anwendern, sich auf Ergebnisse statt auf technische Hürden zu konzentrieren und beschleunigt so die Systemeinführung sowie den langfristigen Nutzen.

Schulung des Betriebs- und Ofenteams zur Schlackenanalyse am QLX9 HD Laser‑OES Schlackenanalysator

Von 15 Minuten auf 1 Minute – Schlackenkontrolle neu definiert

Vor der Installation des QLX9 dauerte die Schlackenanalyse beim Kunden typischerweise 10 bis 15 Minuten. Mit dem QLX9 konnte diese Zeit auf nur noch 1 Minute reduziert werden. Diese enorme Beschleunigung ermöglicht nahezu Echtzeit‑Prozessanpassungen und erhöht die Präzision der Schlackenkontrolle. Dadurch rechnet das Werk damit, sekundäre und tertiäre Schlackenbehandlungen zu reduzieren oder ganz zu vermeiden – was Zeit, Material und erhebliche Kosten im BOF‑Prozess spart.

Eine neue Ära für Stahlhersteller in Asien

Diese erfolgreiche Installation ist mehr als ein Einzelerfolg – sie signalisiert einen wachsenden Trend. Während Stahlwerke in ganz Asien nach schnelleren, intelligenteren und kosteneffizienten Werkzeugen suchen, um ihre Ofenprozesse zu optimieren, wird der QLX9 Schlackenanalysator eine zentrale Rolle einnehmen.

Möchten Sie mehr erfahren?

Interessiert daran, wie schnelle Schlackenanalyse die Prozesse in Elektroofen- und Konverter-Stahlwerken verbessern kann?
Lesen Sie unseren Blog für weitere Einblicke oder kontaktieren Sie unsere Quantolux-Experten, um zu erfahren, wie der QLX9 Schlackenanalysator Ihre metallurgischen Ziele unterstützen kann.

Zusatzdiskussion:
Avoiding Tertiary Slagging Through Better Slag Control – Economic and Operational Impacts

In BOF steelmaking, the primary slag formed during the oxygen blow removes most of the impurities such as phosphorus, silicon, and manganese. However, to meet increasingly stringent steel quality requirements—particularly in terms of low sulfur content and inclusion cleanliness—secondary and tertiary slagging steps are often required.

These subsequent slag treatments serve specific purposes:

• Secondary slagging is typically carried out during ladle operations to enhance desulfurization and inclusion removal, optimizing slag composition for refining in a lower oxygen environment.

• Tertiary slagging is used for ultra-clean steels, involving additional synthetic slag additions and refining steps to achieve extremely low impurity levels and control non-metallic inclusions.

While necessary for certain steel grades, these steps add cost and complexity to steel production. Reducing their frequency or intensity through better primary and secondary slag control offers a clear path to improved efficiency.

Tertiäres Schlacken vermeiden durch bessere Schlackenkontrolle – Ökonomische und operative Auswirkungen

Im BOF-Stahlprozess entfernt die während des Sauerstoffblasens gebildete Primärschlacke den Großteil der Verunreinigungen wie Phosphor, Silizium und Mangan. Um jedoch den zunehmend strengen Qualitätsanforderungen gerecht zu werden – insbesondere hinsichtlich niedriger Schwefelgehalte und Einschlüsse Freiheit – sind häufig sekundäre und tertiäre Schlackenbehandlungen erforderlich.

Diese nachfolgenden Schlackenbehandlungen erfüllen spezifische Zwecke:

• Sekundäres Schlacken: Wird typischerweise während der Konvertier- oder Pfannenbehandlung durchgeführt, um Desulfurierung und Einschlussentfernung zu verbessern und die Schlackenkomposition für die Weiterveredelung in einer niedrigeren Sauerstoffumgebung zu optimieren.

• Tertiäres Schlacken: Kommt bei ultrareinen Stählen zum Einsatz. Dabei werden zusätzliche synthetische Schlacken zugegeben und weitere Veredelungsschritte durchgeführt, um extrem niedrige Verunreinigungsgrade zu erreichen und nichtmetallische Einschlüsse gezielt zu kontrollieren.

Obwohl diese Schritte für bestimmte Stahlgüten notwendig sind, erhöhen sie Kosten und Prozesskomplexität. Eine Reduktion ihrer Häufigkeit oder Intensität durch bessere Primär- und Sekundärschlacken-Kontrolle bietet einen klaren Weg zu höherer Effizienz und wirtschaftlicher Optimierung im BOF-Prozess.

1. Geschätzte Kosten tertiärer Schlackenbehandlungen

Tertiäres Schlacken umfasst mehrere kostenintensive Komponenten:

• Einsatz von hochwertigen synthetischen Schlacken (z. B. CaO-Al₂O₃-Systeme, Fluorit, MgO-basierte Materialien)

• Zusätzlicher Energieeinsatz in Pfannenöfen oder Vakuumentgasungsanlagen

• Verlängerte Behandlungszeiten, die die Produktivität des Ofens einschränken

• Beschleunigter Verschleiß von Feuerfestmaterialien und Elektroden

• Höhere Betriebs- und Personalkosten

Typischer Kostenrahmen: ca. 5 bis 15 USD pro Tonne Stahl

2. Kostenwirkung für ein Werk mit 4 Millionen Tonnen Jahreskapazität

Bei einer Annahme, dass 10 % der Jahresproduktion (400.000 t) einer tertiären Schlackenbehandlung unterzogen wird, mit durchschnittlichen Kosten von 10 USD/Tonne:

• 20 % Reduktion der tertiären Schlackenbehandlung (80.000 t eingespart) ergibt:

  Direkte Kosteneinsparung = 80.000 t × 10 USD/t = 800.000 USD pro Jahr

3. Zusätzliche Vorteile für den Betrieb

Die Vermeidung tertiärer Schlackenbehandlungen durch bessere Prozesskontrolle bringt darüber hinaus weitere betriebliche Vorteile:

• Höherer Durchsatz im Betrieb durch verkürzte Pfannenbehandlungszeiten

• Geringerer Verbrauch von Feuerfestmaterialien und Elektroden

• Verbesserter Stahlertrag durch reduzierte Metallverluste in der Schlacke

• Reduzierter Energieverbrauch und niedrigere CO₂-Emissionen

• Höhere Verfügbarkeit der Betriebsmittel und geringerer Wartungsaufwand

Fazit

Sekundäre und tertiäre Schlackenbehandlungen sind unverzichtbare Werkzeuge zur Herstellung von hochwertigem Stahl, verursachen jedoch erhebliche Kosten. Für ein Werk mit einer Jahresproduktion von 4 Millionen Tonnen Stahl kann bereits die Vermeidung eines Teils der tertiären Schlackenbehandlungen durch verbesserte Schlackenkontrolle und prozessnahe Optimierung in Echtzeit direkte Einsparungen von 800.000 USD pro Jahr erzielen.

In Kombination mit indirekten Vorteilen wie höherem Durchsatz, verbessertem Stahlertrag und gesteigerter Nachhaltigkeit wird der Einsatz einer effizienten Schlackenkontrolle sowohl wirtschaftlich als auch betrieblich überzeugend.