Optimierung Ihres Stahlerzeugungsverfahrens

In der Stahlherstellung hat jeder Schritt seine ganz spezifischen Herausforderungen.
Um in jedem Schritt die Kundenanforderungen zu erfüllen, bietet Heraeus Electro-Nite für jeden Schritt des Stahlherstellungsprozesses spezifische Anwendungen an.

Find out which solutions are applicable for your process and how they can help you to optimize a specific step of the steel making process.

Herausforderungen bei der Eisenherstellung

Optimieren Sie Ihren Prozess mithilfe unserer Lösungen. Zur Steuerung des Stahlherstellungsprozesses von den ersten Phasen ab lassen sich Probenehmer, Sensoren und kontinuierliche Sonden einsetzen.

Der Eisenherstellungsprozess kann den Rest des Stahlherstellungsprozesses beeinflussen. Steuern Sie Ihren Prozess mit präzisen und schnellen Ergebnissen, um Ihre mathematischen Modelle zu optimieren und Entscheidungen früher treffen zu können, und vermeiden Sie unnötige Kosten durch übermäßige Behandlung oder unnötige Wartezeiten.

Hochofen und Entschwefelung

Nachdem das Heißmetall aus dem Hochofen in die Torpedopfanne (oder Pfanne) gegeben wurde, kann mit dem Celox Hot Metal umgehend darüber entschieden werden, ob die Pfanne der Entschwefelungsstation oder direkt dem BOF zugeführt wird.

Die Messergebnisse liegen innerhalb von Sekunden vor, sodass eine sofortige Entscheidung über die nächsten Schritte des Prozesses getroffen werden kann. Es lässt sich kostbare Zeit einsparen, da nicht auf Laborergebnisse gewartet werden muss und Überbehandlungen vermieden werden können.

Vor der Entschwefelung: Schwefelmessung mit dem Celox Hot Metal vor Beginn des Injektionsvorgangs:

  • Keine Probenanalyse erforderlich
  • Der Entschwefelungsprozess kann sofort beginnen

Nach der Entschwefelung: Schwefelmessung mit dem Celox Hot Metal nach der Entschwefelung:

  • Die Pfanne kann an den BOF übergeben werden: mindestens 4 Minuten Zeiteinsparung
  • Unkomplizierte Messung: präzise und schnell
  • Keine Überbehandlung: verbundene Kosten entfallen
  • Schnellere Entscheidung über eine zusätzliche Behandlung

Reagenzbezogene Kosteneinsparungen: Die übliche übermäßige Zugabe entfällt, wodurch sich pro Behandlung bis zu 15 % Material einsparen lassen

Advantages

  • time savings: results are obtained in seconds compared to the longer waiting time required for the lab sample analysis
  • chemistry: true sulphur and silicon content, not influenced by non-metallics
  • plant logistics: improved because of the fast and easy to use Celox HM Sensor

Erfahren Sie mehr darüber, wie Celox Hot Metal Ihre Prozesssteuerung erleichtern kann

LD-Konverter

Konverter

Produkte

Schnelle Analyse von Konverterproben

Das Hauptziel des Konverterprozesses besteht darin, die Temperatur und den Kohlenstoff innerhalb der Spezifikationsgrenzen zu halten und am Ende des Blasvorgangs den Phosphorgehalt zu reduzieren. Aufgrund von Stahlsorten mit strengeren Spezifikationen bezüglich Phosphor sowie einem erhöhtem Phosphorgehalt in Eisenerz mussten Stahlhersteller bisher auf die Endprobe (TSO-Messung mit Sublanze) warten, um den Phosphorgehalt zu ermitteln und anschließend entscheiden zu können, ob ein erneuter Blasvorgang erforderlich war oder ein sofortiger Abstich erfolgen konnte.

Mit QuiK-Lab II ist es möglich, den Phosphorgehalt innerhalb von 80 Sekunden nach der TSC-Einblasmessung zu analysieren. Dadurch erhält der Bediener wichtige Informationen zur P-Bahn und kann weiter Sauerstoff einblasen, bis alle kritischen Elemente und die Temperatur innerhalb der Spezifikationsvorgaben liegen. QuiK-Lab II und QuiK-Spec ermöglichen es, die Zeit zwischen den Konverterabstichen (Tap-to-Tap-Zeit) um einige Minuten zu verringern und die Produktivität des Konverterstahlwerks zu erhöhen.

QuiK-Spec Multi-Lance mit QuiK-Lab II: Ihre entscheidenden Hilfsmittel für eine schnelle Analyse von Konverterproben

Entkohlungssteuerung

Kohlenstoff-Schnellbestimmung in Elektrolichtbogenofen oder Konverter

Eine präzise und schnelle Kohlenstoffbestimmung ermöglicht es Stahlherstellern, Entscheidungen zum Zeitpunkt des Abstichs schneller zu treffen. Ein Warten auf die Endprobenanalyse aus dem Labor zur Bestimmung des Kohlenstoffgehalts ist nicht mehr erforderlich. Die Tap-to-Tap-Zeit wird verkürzt, der Verbrauch teurer Energie und die Feuerfestkosten gesenkt.

Berechnung von Vordesoxidations-Zugaben, um ein Überblasen oder Nachblasen zu vermeiden oder zu reduzieren

Mathematische Modelle liefern dem Stahlhersteller Hinweise zur Zugabemenge. Eine genaue und schnelle Sauerstoffmessung ermöglicht es, die dem Abstichstrahl oder der Transportpfanne zuzugebenden Desoxidationsmittelmengen genauer zu berechnen. Dieses Verfahren bietet sich für kohlenstoffarme Stähle mit relativ hohem und fluktuierendem Sauerstoffgehalt an.

Steuerung der Bodenrührleistung

Es wird inertes Gas in den Konverter geblasen, um das Kohlenstoff-Sauerstoff-Produkt zu reduzieren und die Entkohlungsrate zu erhöhen. Durch die Argonspülung wird das Kohlenstoff-Sauerstoff-Gleichgewicht nach unten verschoben. Durch das Messen des Sauerstoffgehalts mit dem Celox und die Ermittlung des Kohlenstoffgehalts anhand einer Probe nach dem Blasen lässt sich die Argon-Rührleistung überprüfen.

Vorteile beim Einsatz von Celox®

  • Genaue Kohlenstoff- und Sauerstoffbestimmung
  • Kein Warten auf die Laboranalyse: schneller Abstich
  • Verkürzte Tap-to-Tap-Zeit
  • Steigerung von Produktivität und Stahlproduktion
  • Einsparung von Energie und Feuerfestkosten
  • Weniger unnötiges Über- oder Nachblasen
  • Reduzierung unnötiger und teurer Zugaben auf ein Minimum

Celox für die unterbrechungsfreie Prozesssteuerung in der modernen Stahlerzeugung

Lichtbogenofen

EAF

Produkte:

Schnelle und zuverlässige Temperaturmessung am Ende des Schmelzzyklus im Lichtbogenofen

In modernen Ministahlwerken ist eine genaue Endtemperaturregelung der Schlüssel für eine effiziente Betriebsleistung des Lichtbogenofens

Schnelle und zuverlässige Temperaturmessung am Ende des Schmelzzyklus im Lichtbogenofen

In heutigen automatischen Lanzen werden zur Bestimmung der Temperatur des Stahlbades Einwegsonden eingesetzt.

Temperaturregelung Traditionell

Gerätebeschreibung:

  • Mechanisches automatisches Stechsystem mit Einweg-Thermoelement am Sondenhalter an der Lanzenspitze
  • Die Temperaturmessung erfolgt durch Eintauchen der Sonde in flüssigen Stahl

Problematische Aspekte heutiger automatischer Lanzensysteme:

  • Niedrige Messfrequenz (60 Sekunden zwischen Eintauchvorgängen)
  • Hohes Ausfallrisiko (die Einwegsonde kann während des Eintauchens gegen ein Schrottstück schlagen)
  • Der Bediener der Lanze befindet sich im Lichtbogenofen in einem gefährlichen Bereich nahe der Schlackentür (beim Anbringen der Sonde am Lanzensystem)

Diese Messsysteme mit Einzeltauchtemperaturmessung sind nicht genau genug, um jederzeit einen problemlosen Abstich zu gewährleisten.

Trotz der Anwendung beträchtlicher Sicherheitsmargen gibt es schwankende Temperaturprofile und bedeutende Anteile an Restschrotten nahe des Endes des Produktionszyklus. Zur weiteren Verbesserung der Betriebsleistung von Lichtbogenöfen sind modernere Temperaturmesstechniken erforderlich.

Präsentation von CoreTemp

Ein neues, glasfaserbasiertes Messsystem wurde entwickelt, das in der Lage ist, alle 20 Sekunden genaue Temperaturmesswerte zu liefern. Die Hohlraumstrahlung aus dem Inneren des Flüssigstahlbades des Lichtbogenofens wird durch eine abgeschirmte Glasfaser an einen Lichtemissionsdetektor übertragen, wo das Plancksche Gesetz angewendet wird. Auf diese Weise kann ein semi-kontinuierliches Temperaturprofil erstellt werden, um den gewünschten Endpunkt des Schmelzzyklus präzise festzulegen.

Vorteile des CoreTemp-Systems:

  • Geringerer Energieverbrauch
    • Ofenkontrolle nahe des Endes des Schmelzzyklus
    • Häufigere Temperaturmessungen
    • Reduzierung der Abstichtemperatur um 10 °C
  • Höhere Ofeneffizienz
    • Höhere Wärmebogeneffizienz
    • Tiefe, schäumende Schlacke erlaubt (über 2 min Einsparung)
    • Öffnen der Schlackentür nicht notwendig
  • Beurteilung des (festen) Restschrotts am Ende des Schmelzzyklus
    • Vermeidung von Verstopfungen des Abstichlochs

Pfannenbehandlung

Pfanne

Produkte

Wasserstoffregelung

Die Wasserstoffregelung erfolgt zum:

  • Erfüllen der Wasserstoffspezifikation
  • Vermeiden von Blasenbildung an Guss- oder Walzgut
  • Vermeiden von wasserstoffbedingten Ausbrüchen an der Stranggussform
  • Entscheiden, ob eine (zusätzliche) Entgasung erforderlich ist

Wasserstoff ist die Ursache für eine Reihe von Stahlfehlern und Versagensfällen. Diese Mängel werden durch Innendrücke verursacht, die entstehen, wenn Wasserstoffatome sich zu stabilen H2-Molekülen verbinden. Der Effekt verstärkt sich mit steigendem Wasserstoffgehalt und zunehmender Blechstärke.

Zu den potenziellen Mängeln gehören:

  • Flockenbildung
  • Wasserstoffinduzierte Rissbildung
  • Fischaugen
  • Gasblasen und Nadelstichporosität
  • Längsrisse
  • Übermäßige, unnötige Wärmebehandlungen

Eine Hydris-Messung kann eingesetzt werden

  • Zur Optimierung der Prozesssteuerung:
    • Durch die Bestimmung der Wasserstoffaufnahme verschiedener Zugaben
    • Durch die Minimierung der Wasserstoffaufnahme mittels Quantifizierung von Wasserstoffaufnahmezugaben
    • Durch die Bestimmung des Wasserstoffgehalts vor dem Gießen, um die Wasserstoffaufnahme im Verteiler zu kontrollieren
  • Als Routinegerät:
    • Bestimmung der Notwendigkeit eines zusätzlichen Entgasungsschrittes
    • Bestimmung des optimalen Schwefelgehalts entsprechend des gemessenen H-Gehalts

Hydris: Ein revolutionäres Verfahren zur Kontrolle des Wasserstoffgehalts ist zur Reife gekommen

Kontrollierte Desoxidation in der Pfannenbehandlungsanlage

Einer der Hauptzwecke der Pfannenmetallurgie besteht darin, die chemische Zusammensetzung des Stahls in für die Stranggießanlage geeigneter Form anzupassen. Hiervon zu unterscheiden ist die Desoxidation in Knüppelstrang- und Brammenstranggießanlagen, was mit den unterschiedlichen Stahlsorten zusammenhängt.

  • LCAK-Stähle (Brammenstranggießanlagen):
    • Berechnung der notwendigen Al-Zugaben zur Stahlberuhigung und zur Erreichung des erforderlichen Al-Gehalts in nahezu einem Schritt
    • Minuten je Schmelze können eingespart werden
    • Nach Al-Zugabe und Rühren zur Homogenisierung: Überprüfung des Al-Endgehalts vor dem Übertragen der Pfanne an die Stranggießanlage
    • Kontrolle des Sauerstoffgehalts in der Schlacke, um eine Reoxidation des Stahls zu verhindern
  • Mn-Si-beruhigte Stahlsorten (Knüppelstranggießanlagen):
    • O wird über den Si- und Mn-Gehalt kontrolliert
    • Obere Ebene: Nadelstichporosität und Gasblasen am Knüppel
    • Untere Grenze: Düsenverstopfung: begrenzter maximaler Al-Gehalt
    • Verstopfung aufgrund von Al-Oxidation durch eingeschlossene Luft im Stahlstrahl oder Reoxidation durch Schlacke oder Pfannenfeuerfestmaterial -> erhöhte Stahlqualität

Prozesssteuerung

Die Celox®-Sensor-Methode, weltweiter Standard für die Sauerstoffkontrolle in flüssigem Stahl, ermöglicht ein schlankes Gießpfannenmanagement in gemischt operierenden Werken, die sowohl Betonstähle als auch Al-beruhigte Stähle herstellen. Es können erhebliche Investitionskosten eingespart und Betriebskosten optimiert werden.

Erfahren Sie mehr über die Prozesssteuerung im Knüppelstrangguss mit Celox®

Entgasungseinrichtung

Entgasungseinrichtung

Produkte:

Entgaser-Anwendungen für HYDRIS®

Einfluss von Entgasungsparametern auf den endgültigen Wasserstoffgehalt

  • Entgasungszeit: Der Wasserstoffgehalt nimmt mit zunehmender Entgasungszeit ab. Die Reduktion des Wasserstoffgehalts beginnt sich jedoch zu verzögern, sobald dieser 2 ppm erreicht. Wenn dieser Wert erreicht ist, nehmen andere Entgasungsparameter an Bedeutung zu.
  • Vakuumdruck: Für eine gute Instandhaltung der Entgasungsanlage ist ein sehr niedriger Wasserstoffgehalt unerlässlich. Ein abschließender Wasserstoffgehalt von unter 1 ppm kann nur bei Vakuumdrücken unter 1 mbar erreicht werden. Bei einem Betriebsdruck von 100 mbar sinkt der Wasserstoffgehalt nicht.
  • Wasserstoffausgangsgehalt: Bei lediglich kurzen Entgasungsbehandlungen ist es wichtig, zu hohe Wasserstoffgehalte zu vermeiden. Durch die Entfernung überschüssigen Wasserstoffs geht wertvolle Zeit verloren. Der Wasserstoffausgangsgehalt ist jedoch weniger kritisch, wenn längere Entgasungszeiten angewandt werden.
  • Verwendung von Zugaben: Durch Zugaben am Ende des Entgasungszyklus können die Entgasungsmaßnahmen beeinträchtigt werden, da die Zugabe bestimmter Legierungen kurz vor dem Ende der Entgasungsbehandlung in einer RH-Entgasungsanlage die Wasserstoffaufnahme erhöhen kann.
  • Volumen des eingeblasenen Inertgases: Die Senkung des Wasserstoffgehalts kann durch einen stärkeren Argonstrom maximiert werden.
  • Stahlsorten: Einige Stahlsorten erfordern zur Sicherstellung sehr niedriger Wasserstoffgehalte längere Entgasungszeiten.

Zusammenfassung:

  • Prozesssteuerung: Durch präzise Wasserstoffmessungen vor und nach der Entgasung kann der Prozess erfasst und optimiert werden. Es besteht die Möglichkeit, sowohl die Behandlungskosten als auch die Wasserstoffendkonzentration zu reduzieren.
  • Kennzeichnung des Produkts: Die sofortige Wasserstoffmessung am Ende des Entgasungszyklus bietet Stahlherstellern ein besseres Instrument zur Qualitätsüberwachung vor der Übergabe der Pfanne an die Strang- oder Blockgussanlage. Durch dieses die Endqualität beeinflussende Verfahren kommt der Entgasungseinheit große Bedeutung zu.

Verteiler (Stranggießen)

Wasserstoffregelung

Einfluss des Stranggießens auf die Kontrolle der Wasserstoffendkonzentration mit Hydris und die Qualitätskontrolle. Im Verteiler ist eine Wasserstoffaufnahme kaum zu vermeiden.

Zu Beginn einer neuen Sequenz muss besonders darauf geachtet werden, die Wasserstoffaufnahme so weit wie möglich zu reduzieren. Obwohl der Verteiler vor dem Gießen vorerhitzt wird, setzt die tiefer in der Auskleidung sitzende Feuchtigkeit langsam Wasserstoff frei, der nach und nach von dem Stahl aufgenommen wird. Die Genauigkeit der Hydris-Einheit liefert dem Anwender sehr spezifische Daten zur im Verteiler stattfindenden Aufnahme.

Durchbrucherkennung

Eine Reihe von Bedienern von Stranggießanlagen haben eine Verbindung zwischen dem Wasserstoffgehalt im Stahl und dem Auftreten von Durchbrüchen bestätigt. Es handelt sich hierbei um klebrige Durchbrüche, die sich durch die Absorption von Wasserstoff im Formschmiermittel erklären lassen. Die Gasbläschen bewirken eine Kristallisation des Flusses und eine Erhöhung der Viskosität. Durch die geringere Schmierfähigkeit erhöht sich das Risiko von Durchbrüchen. Dieses Risiko erreicht einen kritischen Punkt, wenn der Wasserstoffgehalt einen Wert von 9 ppm übersteigt. Mängel dieser Art lassen sich mittels Pin-Proben, deren Zuverlässigkeit bei hohen Wasserstoffgehalten drastisch abnimmt, kaum erkennen.

Dünnbrammenguss

In Dünnbrammengießanlagen wird das Endprodukt auch durch den Wasserstoffgehalt im Verteiler beeinflusst. Zu hohe Wasserstoffgehalte führen zu einer Beeinträchtigung der Gussqualität und sollten daher überwacht werden.

Direktwalzen

Direkt gewalzter Stahl ist empfindlicher gegenüber Flockenbildung, da die Kühlzeit nach dem Gießen kurz ist und während des Abkühlens im Gussprodukt weniger Wasserstoff entfernt wird. Eine direkte Wasserstoffmessung ist hier von entscheidender Bedeutung, um Aufschluss darüber zu geben, ob zusätzliche Glühbehandlungen erforderlich sind.

Anwendungsbericht Hydris

CasTemp Wireless

CasTemp

Höhere Anlagenleistung durch präzise und zuverlässige kontinuierliche Temperaturmessung.

  • Durch den Einsatz eines genauen und zuverlässigen Systems für die kontinuierliche Temperaturmessung lassen sich thermische Modelle erstellen und die Produktivität sowie die Gussqualität steigern.

Die Bestimmung der maximalen Gießgeschwindigkeit, die sich für eine bestimmte Überhitzung sicher erreichen lässt, erfordert genaue Informationen hinsichtlich Überhitzung, Kühlfähigkeit der Gießform, Festigkeit der Brammenschale im Hinblick auf die jeweilige chemische Zusammensetzung des Stahls, Sekundärkühlung und Länge der Aufnahmewalzen unterhalb der Form.

Umsetzung bei Mittal Steel

  • Maximierung von Gießgeschwindigkeit und Gussstückdurchsatz
  • Eine bessere Kontrolle der Stahlverweilzeit ermöglicht eine bessere Kontrolle der Tonerdeübertragung während des Austauschs von Gießpfannen
  • Personaleinsparungspotenzial durch Wegfall der meisten Tauchsondenmessungen
  • Vermeidung von Durchbrüchen und Erstarren
  • Exakte Temperatur des flüssigen Metalls kurz bevor der Stahl die Form erreicht

Lesen Sie mehr darüber, wie der Stahlherstellungsprozess bei Mittal Steel durch den Einsatz des CasTemp optimiert werden konnte

Form (Blockguss)

Gießen

Produkte

Einfluss des Blockgusses auf die endgültige Wasserstoffkonzentration Prozesssteuerung

Die Wasserstoffaufnahme im Block lässt sich nicht vermeiden. Die Genauigkeit der Hydris-Einheit ermöglicht es dem Stahlhersteller jedoch, die Wasserstoffaufnahme durch eine Optimierung seines Blockgussverfahrens zu minimieren.

Die Genauigkeit des Hydris ermöglicht es dem Stahlhersteller, die erforderlichen Qualitätsstandards zu erfüllen. Die Bestätigung ist unabhängig von der Handhabungspraxis der Bediener.

Es hängt von den gemessenen Wasserstoffgehalten ab, welches Glühverfahren nach dem Gießen anzuwenden ist.

Anwendungsbericht Hydris

Produktanwendungen in Verzinkungsverfahren

Vorteile:

  • Qualität: Die kontinuierliche Kontrolle des tatsächlichen Aluminiumgehalts im Zink sorgt für einen gleichmäßigen metallurgischen Beschichtungsprozess und minimiert die Bildung von Krätze. Sie ermöglicht ein effizienteres Prozessmanagement und eine bessere Abweichungsanalyse.
  • Kosten: Die Verringerung der Krätzebildung führt zu weniger Ablagerung an den Walzen und ermöglicht somit weniger häufige Rollenwechsel.
  • Geringere Laborabhängigkeit: Die Aluminiumaktivität und die Temperatur im Zink werden direkt über den Sensor erhalten.
nach oben