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Arbeitsgebiete / Prozessautomatisierung Stahlerzeugung /  übergreifende Temperaturführung
Prozessstufen-übergreifende Temperaturführung
  
Dr.-Ing. B. Kleimt • Tel: 0211 / 6707 - 385 • E-Mail: bernd.kleimt@bfi.de
 
 
Der Prozess der Stahlerzeugung auf dem Behandlungsweg von der Rohstahlerzeugung im Sauerstoff-Blaskonverter oder im Lichtbogenofen über die sekundärmetallurgische Pfannenbehandlung bis zum Vergießen des Stahls in einer Stranggießanlage ist mit einem hohen Durchsatz an Energie verbunden. Ein wesentlicher Teil dieses Energieeinsatzes dient zur Einstellung der für den Gießprozess erforderlichen Schmelzentemperatur. In der Regel wird bereits am Aggregat zur Rohstahlerzeugung oder an einem nachgeschalteten Pfannenofen ein Energiepuffer angelegt, um die Energieverluste während der weiteren Pfannenbehandlung abzudecken. Ziel ist es dabei, die Stahlschmelze zu einem vorgegebenen Zeitpunkt mit der für den Gießvorgang optimalen Temperatur an die Stranggießanlage abzuliefern.

Zur Optimierung der Temperaturführung für die gesamte Prozesskette der Stahlerzeugung ist ein prozessstufen-übergreifender Ansatz erforderlich. Auf der Basis von analytischen Energie- und Massenbilanzmodellen für die einzelnen Prozessstufen erfolgt eine übergreifende, dynamische on-line Beobachtung und Prognose des Temperaturverlaufs der Schmelze. Sie umfasst die Behandlung im Aggregat zur Rohstahlerzeugung (Blasstahlkonverter oder Lichtbogenofen), beginnend mit dem letzten Prozessabschnitt zur Einstellung der Abstichtemperatur, und die Pfannenbehandlung bis zum Vergießen der Schmelze in der Stranggießanlage. Besondere Berücksichtigung findet dabei der thermische Zustand der Abstichpfanne, der den Temperaturverlauf der Schmelze maßgeblich beeinflusst. Basierend auf der dynamischen Prognose des Temperaturverlaufs werden Energieeintrag und Temperaturführung in den einzelnen Prozessstufen optimiert. Die Soll-Gießtemperatur wird so unter minimalem Energieverbrauch in möglichst wenigen Behandlungsschritten mit hoher Treffsicherheit eingestellt.

Dieses Verfahren ist untenstehend anhand einer typischen Prozessroute im Blasstahlwerk veranschaulicht. Besondere Bedeutung hat eine optimierte Temperaturführung für solche Stahlwerke, bei denen der gesamte Energiepuffer für die sekundärmetallurgische Pfannenbehandlung bereits bei Abstich des Primärstahlaggregats eingestellt werden muss.   

 

                                                                        

Prozess_Tempverlauf_deu

System zur optimierten Temperaturführung im Blasstahlwerk

  

On-line Anwendungen des Prozessmodells                                                                  

  • HKM, Duisburg (Blasstahlwerk)                                                                                
  • Peiner Träger GmbH, Peine (Elektrostahlwerk)