LODYNKON

Optimierte Prozessführung zur ressourceneffizienten Stahlerzeugung im Konverterprozess

Im Verbundvorhaben "LODYNKON" wurde die Stahlerzeugung im Konverterprozess durch eine kontinuierliche Prozessführung mit dynamisch angepasster Sauerstoffzufuhr optimiert. Im Konverter werden durch Aufblasen von Sauerstoff und Bodenspülen mit Stickstoff oder Argon die im Roheisen gelösten Anteile der unerwünschten Begleitelemente Kohlenstoff, Phosphor und Silizium abgesenkt. Der Sauerstoff-Blasvorgang wird beendet, wenn die Zielwerte für Schmelzentemperatur sowie Phosphor- und Kohlenstoffgehalt sicher erreicht sind. Da eine direkte Beobachtung des Schmelzenzustands aber nicht möglich ist, kommt es bei diesem Prozess zu einem unerwünschten Abbrand von Eisen und Mangan. Zudem führt ein erhöhter Sauerstoffgehalt der Schmelze zu einem Mehrverbrauch an Desoxidations-Aluminium.

Die Verbundpartner entwickelten daher ein Modell zur Online-Beobachtung des aktuellen Prozessverlaufs, insbesondere der Temperatur und der chemischen Zusammensetzung von Stahlschmelze und Schlacke. Dabei dient ein laseroptisches Messsystem zur Analyse der Abgaszusammensetzung, vor allem bezüglich Kohlenmonoxid und Kohlendioxid. Diese neue Technik misst Änderungen im Entkohlungsverhalten doppelt so schnell wie die bestehende Abgasanalyse. Durch die daraus resultierende deutlich zeitnähere und präzisere Bestimmung des Endpunkts der Entkohlung wird das Überfrischen der Schmelze mit unnötig hoher Sauerstoffzufuhr vermieden und der damit einhergehende Abbrand von Eisen vermindert.

Das Prozessmodell dient darüber hinaus dazu, das im weiteren Behandlungsverlauf zu erwartende Prozessverhalten unter den geplanten Blasbedingungen vorauszuberechnen. Dies ermöglicht automatische Korrekturen bei der Zufuhr von Sauerstoff, Heiz- und Kühlmitteln sowie Schlackenbildner-Zugaben.

Die Anwendung des dynamischen Prozessmodells in Kombination mit der laserbasierten Abgasanalyse ermöglicht eine Erhöhung des metallischen Ausbringens, eine Einsparung von Desoxidations-Aluminium und eine Verminderung des Sauerstoffverbrauchs. Zudem nimmt der Verschleiß des Feuerfestmaterials und der Verbrauch an den Spülgasen Argon und Stickstoff ab. Bei einer zugrunde gelegten Rohstahl-Produktion von jährlich 32 Millionen Tonnen können so allein in Deutschland pro Jahr 80.000 Tonnen Roheisen und Schrott sowie 4.800 Tonnen Aluminium eingespart werden.


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