Modellierung des aluminothermischen Heizens von Stahlschmelzen

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

Abstract

Unvorhergesehene Temperaturverluste in der Sekundärmetallurgie werden vom Unternehmen Hüttenwerke Krupp Mannesmann (HKM) durch aluminothermisches Heizen korrigiert. Dieser Prozess wird in einer Pfannenstandentgasungsanlage, welche mit einer Sauerstoffblaslanze ausgerüstet ist, durchgeführt. Aufgabe und Ziel dieser Masterarbeit ist die Erstellung eines mathematischen Modells für die Berechnung der benötigten Aluminium-, Sauerstoff-, Kalk- und FeSi Menge. Damit soll die geforderte Temperaturerhöhung bei geringer Beeinflussung der chemischen Zusammensetzung der Schmelze zum gewünschten Zeitpunkt erreicht werden. Für die Erstellung des Modells werden 124 geheizte Schmelzen herangezogen. Beschrieben werden die betriebliche Vorgehensweise beim chemischen Heizen, die gemessenen Aufheizspannen und die Veränderung der chemischen Zusammensetzung des Stahls. Mit multipler linearer Regression wird die Wechselwirkung zwischen Aluminium- und Siliziumabbrand bezüglich gemessener Aufheizspanne und Sauerstoffausnutzung untersucht. Die erzielte Temperaturerhöhung auf Basis der aufgeblasenen Sauerstoffmenge und der damit verursachte Abbrand werden ebenfalls ermittelt. Zusätzlich wurden Schlackenproben gezogen, um die Rolle der Schlackenreaktionen für den Abbrand zu bewerten. Die maximale Aufheizwirkung von Aluminium und Silizium bei einem thermischen Wirkungsgrad von 100 % wird berechnet. Es werden Anlagen für das Heizen in der Sekundärmetallurgie und Betriebsergebnisse präsentiert. Auch der Einfluss des chemischen Heizens auf den Reinheitsgrad und die Entschwefelung wird erläutert.

Details

Titel in ÜbersetzungModelling of the aluminothermic heating of steel melts
OriginalspracheDeutsch
QualifikationDipl.-Ing.
Betreuer/-in / Berater/-in
Datum der Bewilligung13 Dez. 2013
StatusVeröffentlicht - 2013