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Der Pfannstandentgasungs- oder VD-Prozess wird zur Entfernung von Kohlenstoff, Wasserstoff, Stickstoff und Schwefel aus der Stahlschmelze eingesetzt. Bei vielen Anlagen sind Messungen und Probenahmen unter Vakuum nicht möglich. Daher wurde basierend auf thermodynamischen und reaktionskinetischen Grundlagen ein dynamisches Prozessmodell zur on-line Beobachtung des aktuellen Prozesszustands entwickelt. Es umfasst die Berechnung der Gehalte von C, O, H, N und S sowie der Stahltemperatur. Das Modell wurde im Rahmen von mehreren Forschungsprojekten mit Hilfe von Prozessdaten zahlreicher VD-Anlagen verifiziert.
An mehreren Anlagen ist das Modell zur Zeit im Einsatz, um den Wasserstoffgehalt der Schmelze prozessbegleitend zu berechnen und somit für jede Schmelze individuell den Zeitpunkt zu bestimmen, wann der gewünschte Endgehalt erreicht ist und somit die Vakuumbehandlung beendet werden kann. Auf eine teure und fehleranfällige Messung des erreichten Wasserstoffgehalts kann somit verzichtet werden.
Genauigkeit des Prozessmodells
(Standardabweichung des Modellfehlers)
Kohlenstoffgehalt Sauerstoffgehalt vor Desoxidation
Stickstoffgehalt
Wasserstoffgehalt |
8 ppm
50 ppm
8 ppm 0.25 ppm |
| Temperatur |
7 K |
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Struktur des Prozessmodells und erforderliche Eingangsgrößen
Beispiel: On-line Beobachtung zur Berechnung des Wasserstoffgehalts und der Stahltemperatur |
