Zu den Hauptfunktionen eines Stahlofens gehören Schmelzen, Raffinieren, Legieren und Gießen. Speziell:
Hochofen: Wird hauptsächlich zur Herstellung von Roheisen verwendet. Der Stahlherstellungsprozess in einem Hochofen umfasst im Wesentlichen drei Phasen: Chargenvorbehandlung, Reduktionsschmelzen und Temperaturerhöhung. Die Chargenvorbehandlung umfasst das Zerkleinern, Sieben und Dosieren des Erzes. Diese Schritte gewährleisten die Gleichmäßigkeit und Stabilität der Chargenzusammensetzung, was für den anschließenden Reduktionsschmelzprozess von Vorteil ist. In der Reduktionsschmelzstufe wird die Charge nach und nach pyrolysiert und reduziert, wodurch flüssiges Eisen und Schlacke entstehen. Der Hochofen kann auch bei sehr hohen Temperaturen Verunreinigungen vom Eisen auf die Schlacke übertragen und so die Qualität des geschmolzenen Eisens kontinuierlich reinigen. Daher spielt der Hochofen eine Rolle bei der Trennung von Metallen von Nichtmetallen.
Elektroofen: Ein Gerät, das die Charge mit Strom erhitzt und dabei künstliche Quarzsand- und Graphit-Wärmequellen nutzt, um Stahlschrott oder Roheisen zum Schmelzen zu erhitzen. Im Vergleich zu herkömmlichen Hochöfen und Konvertern bieten Elektroöfen schnellere Reaktionszeiten, bessere Reinigungseffekte, eine präzise Steuerung der Ofentemperatur und der Innenumgebung sowie eine gleichmäßigere Qualität des geschmolzenen Eisens. Elektrolichtbogenöfen (EAFs) können auch verschiedene spezifische Prozessreaktionen durchführen, indem sie verschiedene Oxidations- und Reduktionsmittel kombinieren, wie z. B. Schwefeloxidation, Phosphorreduktion und Chromzugabe. Diese Reaktionen führen zu Stahl mit überlegenen Eigenschaften. Die EAF-Stahlherstellung umfasst typischerweise drei Stufen: Schmelzen, Oxidation und Reduktion, wodurch sowohl oxidierende als auch reduzierende Atmosphären im Ofen erzeugt werden, wodurch die Entphosphorungs- und Entschwefelungseffizienz deutlich verbessert wird. Im Vergleich zu Hochöfen und Konvertern bietet die EAF-Stahlerzeugung unter Verwendung von Stahlschrott den Vorteil geringerer Infrastrukturinvestitionen.
AOD-Öfen: Hierbei handelt es sich um fortschrittliche Technologien zur Veredelung von Edelstahl. Aufgrund ihrer einfachen Ausstattung, bequemen Bedienung, starken Anpassungsfähigkeit, geringen Investition und niedrigen Produktionskosten sind sie weit verbreitet. Während des Schmelzprozesses werden geschmolzenes Hochofeneisen und geschmolzener Stahl aus dem Elektrolichtbogenofen in den AOD-Ofen eingespritzt. Zur Entkohlung des Stahls wird eine Mischung aus O2-, Ar- oder N2-Gasen eingeblasen. Gleichzeitig werden Reduktionsmittel, Entschwefelungsmittel, Ferrolegierungen oder Kühlmittel, die über das Beschickungssystem hinzugefügt werden, verwendet, um die Stahlzusammensetzung und -temperatur genau anzupassen und letztendlich qualifizierten Edelstahl herzustellen. Beim Raffinieren ist die Zufuhr und Regulierung des Mischgases eines der Kernsysteme des AOD-Ofens. Nach Prozessen wie der Sauerstoffproduktion in der Sauerstofferzeugungswerkstatt, dem Pipelinetransport, der Dosierung, der Druckreduzierung, der Regulierung und dem Mischen wird das Gas mit der erforderlichen Durchflussrate und dem erforderlichen Verhältnis in den Ofen eingespeist. Zu Beginn des Schmelzens wird zur Entkohlung durch doppel-schichtige, wasser-gekühlte Sauerstoffblasrohre Sauerstoff aus der oberen Ofenöffnung in das geschmolzene Metallbad eingeblasen. Während der Raffinationsphase wird das Mischgas über Seitenlanzen in den Ofen geleitet.
LF-Ofen: Der Raffinierungsprozess integriert mehrere Technologien, darunter das Rühren von Argon in einer sauerstoffarmen Atmosphäre, die Erhitzung von Graphitelektroden und die Verwendung von weißer Schlacke. Diese Technologien arbeiten zusammen, um den Sauerstoff- und Schwefelgehalt im Stahl deutlich zu reduzieren und Einschlusswerte der ASTM-Bewertung 0-0,1 zu erreichen. Der LF-Ofen kann auch in Verbindung mit Elektroöfen oder Sauerstoffkonvertern verwendet werden, um hochwertigen legierten Stahl herzustellen. In Stranggusswerkstätten, insbesondere in Produktionslinien für Strangguss aus legiertem Stahl, ist der LF-Ofen ein unverzichtbares Gerät zur Kontrolle der Zusammensetzung, Temperatur und Konservierung von geschmolzenem Stahl. Der LF-Ofen bietet mehrere Vorteile, darunter effiziente Entschwefelung, präzise Temperaturkontrolle, Feinabstimmung der Zusammensetzung, verbesserte Stahlreinheit und flexible Schlackenbildung. Bei Anschluss an einen Elektrolichtbogenofen kann der Produktionszyklus des Ofens verkürzt und die Stahlqualität verbessert werden. Wenn es an einen LD-Konverter angeschlossen ist, kann es eine Reduktionsraffinierung von Konverterstahl durchführen und dadurch die Stahlqualität verbessern und die Produktionskapazität neuer Stahlsorten erweitern. Eine strenge Kontrolle der Stahlzusammensetzung und -temperatur trägt zur Verbesserung der Härtbarkeit von Stahl und des Stranggießprozesses von Spezialstählen bei. Nach der AOD-Raffinierung gelangt der geschmolzene Stahl zur sekundären Raffinierung in den LF-Ofen, um Einschlüsse weiter zu reduzieren und eine hohe Reinheit des geschmolzenen Stahls sicherzustellen.