TY - THES

T1 - Analysemethode für Hochofensinter

AU - Kohl, Johannes

N1 - gesperrt bis 21-09-2027

PY - 2022

Y1 - 2022

N2 - Diese Arbeit wurde in Kooperation mit der voestalpine Stahl Donawitz GmbH realisiert. Um die Qualität des Sintermaterials für den Hochofen zu überprüfen, werden am Standort in Donawitz regelmäßige Probenanalysen durchgeführt. Zurzeit wird diese Sinterprobenentnahme per Hand durchgeführt. Um den Personalaufwand und die personenspezifischen Prozessschwankungen zu reduzieren, welche die Reproduzierbarkeit und somit auch die Probenanalyse negativ beeinflussen, soll ein Konzept zur Automatisierung der Probenentnahme und -analyse erstellt und simuliert werden. Das Konzept baut auf eine bereits bestehende Masterarbeit von Dipl.-Ing. Stefan Scherz [15] auf. Hierbei wird das Probenmaterial an einer Übergabestelle zwischen zwei Gurtbandförderern automatisiert mit einem Behälter, der in den herabfallenden Sinter schwenkt, entnommen. Anschließend wird der Sinter durch ein Rohrsystem auf Bodenniveau transportiert. Um Materialschädigungen zu verringern, soll im neuen Konzept die Belastung des Sinters für den Transport auf Bodenniveau reduziert werden. Weiters soll der Rücktransport des Materials durch entsprechende automatisierte Vorgänge erfolgen. Auch der Aufwand der Probenanalyse soll reduziert und eine Automatisierung, soweit dies möglich ist, realisiert werden. Diese Arbeit beschreibt zu Beginn die theoretischen Grundlagen einer Sinteranlage und der wichtigsten Sintereigenschaften, die für den Transport relevant sind (Kapitel 2). Anschließend werden die notwendigen Fördereinrichtungen und die ¿Diskrete Elemente Methode¿ (DEM) grundlegend beschrieben. Danach wird ein Überblick über den Ist-Zustand der Anlage gegeben (Kapitel 3). Der Hauptteil der Arbeit beschreibt das neue Konzept der Automatisierung der Probenentnahme und anschließend die Analyse im Detail (Kapitel 4). Zum Schluss werden die Simulationsergebnisse dargestellt und diskutiert (Kapitel 5). Mithilfe der ¿Diskreten Elemente Simulation¿ (DE-Simulation) wurde das Fließverhalten des Sinters in einer Simulationsumgebung mit den konzipierten Aggregaten dargestellt. Somit konnte die Funktionsfähigkeit des erarbeiteten Konzeptes überprüft werden. Mit einem Reibwert von 0,75 konnte gewährleistet werden, dass es bei kritischen Stellen, wie den Rohrquerschnitten, der Übergabeschurre, dem Siebbehälter oder der Materialrutsche, zu keinen Rückständen von Material kommt. Für die Simulation des Sinters wurde die Drehung der Partikel im Simulationsprogramm blockiert. Dies führte allerdings bei einem neuen Konzept eines Rotationsschwingsiebes zu Problemen. Das Sieb musste im Gegensatz zu den restlichen Aggregaten mit drehbaren Partikeln simuliert werden, da sich die Partikel sonst nicht realitätsnah Verhalten haben.

AB - Diese Arbeit wurde in Kooperation mit der voestalpine Stahl Donawitz GmbH realisiert. Um die Qualität des Sintermaterials für den Hochofen zu überprüfen, werden am Standort in Donawitz regelmäßige Probenanalysen durchgeführt. Zurzeit wird diese Sinterprobenentnahme per Hand durchgeführt. Um den Personalaufwand und die personenspezifischen Prozessschwankungen zu reduzieren, welche die Reproduzierbarkeit und somit auch die Probenanalyse negativ beeinflussen, soll ein Konzept zur Automatisierung der Probenentnahme und -analyse erstellt und simuliert werden. Das Konzept baut auf eine bereits bestehende Masterarbeit von Dipl.-Ing. Stefan Scherz [15] auf. Hierbei wird das Probenmaterial an einer Übergabestelle zwischen zwei Gurtbandförderern automatisiert mit einem Behälter, der in den herabfallenden Sinter schwenkt, entnommen. Anschließend wird der Sinter durch ein Rohrsystem auf Bodenniveau transportiert. Um Materialschädigungen zu verringern, soll im neuen Konzept die Belastung des Sinters für den Transport auf Bodenniveau reduziert werden. Weiters soll der Rücktransport des Materials durch entsprechende automatisierte Vorgänge erfolgen. Auch der Aufwand der Probenanalyse soll reduziert und eine Automatisierung, soweit dies möglich ist, realisiert werden. Diese Arbeit beschreibt zu Beginn die theoretischen Grundlagen einer Sinteranlage und der wichtigsten Sintereigenschaften, die für den Transport relevant sind (Kapitel 2). Anschließend werden die notwendigen Fördereinrichtungen und die ¿Diskrete Elemente Methode¿ (DEM) grundlegend beschrieben. Danach wird ein Überblick über den Ist-Zustand der Anlage gegeben (Kapitel 3). Der Hauptteil der Arbeit beschreibt das neue Konzept der Automatisierung der Probenentnahme und anschließend die Analyse im Detail (Kapitel 4). Zum Schluss werden die Simulationsergebnisse dargestellt und diskutiert (Kapitel 5). Mithilfe der ¿Diskreten Elemente Simulation¿ (DE-Simulation) wurde das Fließverhalten des Sinters in einer Simulationsumgebung mit den konzipierten Aggregaten dargestellt. Somit konnte die Funktionsfähigkeit des erarbeiteten Konzeptes überprüft werden. Mit einem Reibwert von 0,75 konnte gewährleistet werden, dass es bei kritischen Stellen, wie den Rohrquerschnitten, der Übergabeschurre, dem Siebbehälter oder der Materialrutsche, zu keinen Rückständen von Material kommt. Für die Simulation des Sinters wurde die Drehung der Partikel im Simulationsprogramm blockiert. Dies führte allerdings bei einem neuen Konzept eines Rotationsschwingsiebes zu Problemen. Das Sieb musste im Gegensatz zu den restlichen Aggregaten mit drehbaren Partikeln simuliert werden, da sich die Partikel sonst nicht realitätsnah Verhalten haben.

KW - Blast furnace

KW - voest

KW - sinter

KW - cold strength

KW - jaw crusher

KW - conveyor

KW - belt

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KW - sample analysis

KW - contact

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KW - sample

KW - Hochofen

KW - voest

KW - Sinter

KW - Kaltfestigkeit

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KW - Förderband

KW - Brechbarkeit

KW - Diskrete Elemente Methode

KW - Probenanalyse

KW - Kontaktmodell

KW - Konzept

KW - Schwingrinne

KW - Entnahmebehälter

KW - Simulation

KW - Rotationsschwingsieb

KW - Probe

M3 - Masterarbeit

ER -