TY - BOOK

T1 - Die Entwicklung eines neuen Sauerstoffblaselanzenkopfes für den LD- Konverter mit Verwendung keramischer Werkstoffe

AU - Lekic-Ninic, Marinko

N1 - nicht gesperrt

PY - 2012

Y1 - 2012

N2 - In dieser Arbeit geht es um eine Entwicklung eines neuen Sauerstoffblaselanzenkopfes für den LD- Konverter mit Verwendung keramischer Werkstoffe. Beim LD- Verfahren wird Sauerstoff durch Düsen in einer ausfahrbaren wassergekühlten Sauerstofflanze auf die Eisenschmelze geblasen. Das vordere Ende der Sauerstofflanze, der Sauerstoffblaslanzenkopf, ist sehr großen chemischen, thermischen und mecha¬nischen Beanspruchungen ausgesetzt. Durch diese hohen Beanspruchungen kommt es jedoch zum Verschleiß des weichen und relativ niedrig schmelzenden Kupfers, insbesondere zu Abrundungen an den Düsenaustrittsöffnungen, was in der Folge zur einen un¬er¬wünschten Veränderung der Strömungsverhältnisse beim gesamten Prozess führt. In dem ersten Teil der Arbeit wurde der Stand der Technik mit seinen Problemen beim LD Verfahren und beim bestehenden Lanzensystems diskutiert. Dabei wurde festgestellt, dass es erhebliche Lücken beim Wissen über die Umgebungsbedingungen im Konverter und den daraus resultierenden Beanspruchungen am Lanzenkopf gibt. Daher wurde auf der Basis der bestehenden Literatur, eine möglichst genaue Analyse der am Lanzenkopf bestehenden Beanspruchungen durchgeführt. Weiters wurde festgestellt, dass durch die prozessbedingt schwankenden Druckverhältnisse im Konverter die geplante Strömung des Sauerstoffs in der Düse gestört wird. Dies führt zu den bekannten Verschleiß der Düsenkanten. Diese Erkenntnisse haben zu der Idee geführt, die Strömungsverhältnisse in der Düse zu stabilisieren. Die grundsätzliche Wirkung dieses Ansatzes konnte experimentell bestätigt werden. Aufgrund dieser Erkenntnisse und festgelegten Kriterien wurden verschiedene keramische Werkstoffe für eine neue Konstruktion analysiert, getestet und ausgewählt. Weiters wurden Prototypentests an einem Laborkonverter durchgeführt und analysiert. Ergebnisse dieser Tests waren vielversprechend. Weitere Tests folgten in einer, dem LD-Verfahren ähnlicher Umgebung. Die Ergebnisse dieser Tests bestätigen die grundsätzliche Machbarkeit der Neukonstruktion eines Lanzenkopfes unter Verwendung von keramischen Werkstoffen, jedoch für eine Industrieelle Anwendung bedarf es noch Optimierung an der Konstruktion sowie weitere Langzeittests unter Betriebsbedingungen.

AB - In dieser Arbeit geht es um eine Entwicklung eines neuen Sauerstoffblaselanzenkopfes für den LD- Konverter mit Verwendung keramischer Werkstoffe. Beim LD- Verfahren wird Sauerstoff durch Düsen in einer ausfahrbaren wassergekühlten Sauerstofflanze auf die Eisenschmelze geblasen. Das vordere Ende der Sauerstofflanze, der Sauerstoffblaslanzenkopf, ist sehr großen chemischen, thermischen und mecha¬nischen Beanspruchungen ausgesetzt. Durch diese hohen Beanspruchungen kommt es jedoch zum Verschleiß des weichen und relativ niedrig schmelzenden Kupfers, insbesondere zu Abrundungen an den Düsenaustrittsöffnungen, was in der Folge zur einen un¬er¬wünschten Veränderung der Strömungsverhältnisse beim gesamten Prozess führt. In dem ersten Teil der Arbeit wurde der Stand der Technik mit seinen Problemen beim LD Verfahren und beim bestehenden Lanzensystems diskutiert. Dabei wurde festgestellt, dass es erhebliche Lücken beim Wissen über die Umgebungsbedingungen im Konverter und den daraus resultierenden Beanspruchungen am Lanzenkopf gibt. Daher wurde auf der Basis der bestehenden Literatur, eine möglichst genaue Analyse der am Lanzenkopf bestehenden Beanspruchungen durchgeführt. Weiters wurde festgestellt, dass durch die prozessbedingt schwankenden Druckverhältnisse im Konverter die geplante Strömung des Sauerstoffs in der Düse gestört wird. Dies führt zu den bekannten Verschleiß der Düsenkanten. Diese Erkenntnisse haben zu der Idee geführt, die Strömungsverhältnisse in der Düse zu stabilisieren. Die grundsätzliche Wirkung dieses Ansatzes konnte experimentell bestätigt werden. Aufgrund dieser Erkenntnisse und festgelegten Kriterien wurden verschiedene keramische Werkstoffe für eine neue Konstruktion analysiert, getestet und ausgewählt. Weiters wurden Prototypentests an einem Laborkonverter durchgeführt und analysiert. Ergebnisse dieser Tests waren vielversprechend. Weitere Tests folgten in einer, dem LD-Verfahren ähnlicher Umgebung. Die Ergebnisse dieser Tests bestätigen die grundsätzliche Machbarkeit der Neukonstruktion eines Lanzenkopfes unter Verwendung von keramischen Werkstoffen, jedoch für eine Industrieelle Anwendung bedarf es noch Optimierung an der Konstruktion sowie weitere Langzeittests unter Betriebsbedingungen.

KW - LD-Verfahren

KW - Sauerstofflanze

KW - Lanzenkopf

KW - keramische Werkstoffe

KW - LD converters

KW - steelmaking process

KW - oxygen-blowing lance head

KW - ceramic materials

M3 - Dissertation

ER -