AT392801B - Verfahren zur schlackenfuehrung in einem blasstahlkonverter - Google Patents

Description

AT 392 801 B

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Schlackenführung in einem Blasstahlkonverter mit wenigstens einer Blaslanze, deren entsprechend einem gewünschten Ablauf des Frischvorganges gesteuerter Abstand von der Badoberfläche in Abhängigkeit von dem bei ausgewählten Frequenzen durch die Schlacke gemessenen Schallpegel des Blasgeräusches gegebenenfalls unter Anpassung der zugeführten Sauerstoffmenge korrigiert wird.

Da der Frischvorgang in einem Blasstahlkonverter im wesentlichen durch Schlackenreaktionen bestimmt wird, kommt der Bildung und Aufrechterhaltung einer reaktionsfähigen, schäumenden Schlacke und damit der Steuerung des die Schlackenführung erheblich beeinflussenden Abstandes der Blaslanze von der Badoberfläche bzw. der durch die Blaslanze zugeführten Sauerstoffmenge eine erhebliche Bedeutung zu. Während zu Blasbeginn eine vergleichsweise hohe Eisenoxidation und eine geringe Kohlenstoffoxidation zur Auflösung des zugesetzten Kalks angestrebt werden, muß mit fortschreitender Blaszeit auf eine zunehmende Entkohlung Bedacht genommen werden, und zwar unter Wahrung einer entsprechenden Entkohlungsgeschwindigkeit, um einerseits einen vorteilhaften Schlackenstand sicherzustellen und anderseits einen Schlackenauswurf zu vermeiden. Aus diesem Grunde wird der Lanzenabstand von der Badoberfläche nach dem Beginn des Blasvorganges mit dem Ansteigen des Schlackenstandes verringert Da die sich bildende Schlacke das Blasgeräusch dämpft kann der durch die Schlacke gemessene Schallpegel des Blasgeräusches zur Schlackenführung ausgewertet werden, zumal der insbesondere bei bestimmten Frequenzen gemessene Schallpegel des durch die Schlacke gedämpften Blasgeiäusches auch von der Zusammensetzung der Schlacke abhängt Der bei bestimmten Frequenzen gemessene Schallpegel des durch die Schlacke gedämpften Blasgeräusches kann daher zur Steuerung des Lanzenabstandes von der Badoberfläche eingesetzt werden, um eine dem jeweiligen Blasverlauf angepaßte, dünnflüssige und reaktionsfähige Schlacke einzustellen. Da der Schlackenzustand jedoch von vielen Einflußgrößen abhängt und ständigen Änderungen unterworfen ist reicht diese Lanzensteuerung ausschließlich in Abhängigkeit von dem Schallpegel des durch die Schlacke gedämpften Blasgetäusches nicht zur notwendigen Vermeidung von Schlackenauswürfen aus.

Der Versuch, an Stelle des Blasgeräusches die beim Blasen der Stahlschmelze im Konverter auftretenden Beschleunigungen der Blaslanzen zu erfassen (AT-PS 385 055), erfordert nicht nur einen erheblichen Meßaufwand, sondern bringt andere Schwierigkeiten mit sich, ohne die Anzahl der bei einer vorteilhaften, eine reaktionsfähige Schlacke voraussetzenden Schlackenführung plötzlich auftretenden Schlackenauswürfe wirksam heräbsetzen zu können. Selbst wenn ein unmittelbar bevorstehender Schlackenauswurf erkannt wird, kommen Gegenmaßnahmen zu spät.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Schlackenführung in einem Glasstahlkonverter der eingangs beschriebenen Art mit einfachen Mitteln so zu verbessern, daß nicht nur eine vorteilhafte, reaktionsfähige Schlacke sichergestellt, sondern auch die bei einer solchen Schlackenführung sonst auftretende, größere Auswurfwahrscheinlichkeit unterdrückt werden kann.

Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß die Istwerte des bei den einzelnen Frequenzen gemessenen Schallpegels zu einer resultierenden Kenngröße zusammengefaßt werden, daß die Differenz zwischen dieser resultierenden Kenngröße mit einer vorgegebenen, aufgrund des ihr zuordbaren Schallpegels einen wahrscheinlichen Auswurf festlegenden Vergleichsgröße ermittelt und gegebenenfalls nach einer Verknüpfung mit anderen die Wahrscheinlichkeit eines Schlackenauswurfes beeinflussenden Parametern nach Wahrscheinlichkeitsregeln als Maß einer Auswurfwahrscheinlichkeit mit wenigstens einer vorgegebenen Wahrscheinlichkeitsgrenze verglichen wird, bei deren Überschreitung eine Korrektur des Blaslanzenabstandes bzw. der zugeführten Sauerstoffmenge erfolgt, und daß bei einem festgestellten Schlackenauswurf die vorgegebene Vergleichsgröße an Hand der dabei aus den Istwerten des Schallpegels erhaltenen Kenngröße korrigiert wird.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die bei einer Mehrzahl von Schlackenauswürfen jeweils aus den Schallpegeln ermittelten Kenngrößen sich in einem bestimmten Bereich häufen, so daß in diesem Kenngrößenfeld ein Zentrum bzw. ein Schwerpunkt angegeben werden kann, der aufgrund der ihm zuordbaren Schallamplituden der einzelnen Frequenzen einen wahrscheinlichen Auswurf festlegt. Werden daher die zu einem beliebigen Zeitpunkt während des Blasvorganges fiir die ausgewählten Frequenzen ermittelten Schallamplituden zu einer entsprechenden Kenngröße zusammengesetzt und mit einer dem Schwerpunkt des Kenngrößenfeldes entsprechenden Vergleichsgröße verglichen, so kann aufgrund der Differenz zwischen der einem erwarteten Auswurf zugehörigen Vergleichsgröße und der ermittelten Kenngröße eine Auswurfwahrscheinlichkeit zum Meßzeitpunkt angegeben werden. Beim Überschreiten einer der Lanzensteuerung zugrundegelegten Grenze der Auswurfwahrscheinlichkeit durch den ermittelten Wert der Auswurfwahrscheinlichkeit kann somit der Lanzenabstand von der Badoberfläche bzw. die durch die Blaslanze zugeführte Sauerstoffmenge verringert werden, um die Auswurfwahrscheinlichkeit entsprechend herabzusetzen. Tritt trotz dieser Korrekturmaßnahmen, die bei der Vorgabe abgestufter Wahrscheinlichkeitsgrenzen auch abgestuft vorgenommen werden können, ein Auswurf auf, so kann aufgrund der bei diesem Auswurf gemessenen Istwerte des Schallpegels die Vergleichsgröße durch eine entsprechende Verlagerung des Schwerpunktes bzw. Zentrums des die Vergleichsgröße bestimmenden, Schlackenauswürfe betreffenden Kenngrößenfeldes korrigiert werden. Durch ein wiederholtes Korrigieren der zunächst vorgewählten, beispielsweise angenommenen oder experimentell bestimmten Vergleichsgröße wird somit eine Schlackenführung möglich, die mit großer Wahrscheinlichkeit einen Schlackenauswurf vermeidet, ohne auf eine schaumige, reaktionsfähige Schlacke verzichten zu müssen.

Die Verknüpfung der bei den ausgewählten Frequenzen bestimmten Schallamplituden zu einer Kenngröße -2-

AT 392 801B kann vorteilhaft dadurch erfolgen, daß die einzelnen Schallamplituden in einem Vektorraum mit je einer Frequenz zugeordneten Raumachsen zu einem Kenngrößenvektor zusammengesetzt werden, wobei die Größe des Differenzvektors zwischen diesem Kenngrößenvektor und dem der Vergleichsgröße zugehörigen Vektor als Maß der Wahrscheinlichkeit eines vom Schallpegel abhängigen Schlackenauswurfes bestimmt wird. Selbstverständlich hängt die Auswurfwahrscheinlichkeit nicht nur von dem bei bestimmten Frequenzen ermittelten Schallpegel, sondern auch von anderen Einflußgrößen, z. B. dem Abstand der Blaslanze von der Badoberfläche, der in der Zeiteinheit zugeführten Sauerstoffmenge, der bis zum Meßzeitpunkt insgesamt zugeführten Sauerstoffinenge und dem Zustand der Konverterausmauerung ab, so daß durch eine Berücksichtigung der Häufigkeitsverteilung von Schlackenauswürfen in Abhängigkeit von diesen Parametern die Vorhersage eines Auswurfes erheblich verbessert werden kann. Zu diesem Zweck kann das auf den Schallpegel bezogene Maß der Auswurf wahrscheinlichkeit nach Regeln der Wahrscheinlichkeitsrechnung mit von anderen Parametern abhängigen Auswurfwahrscheinlichkeiten zu einer resultierenden Wahrscheinlichkeit verknüpft werden, die naturgemäß die Genauigkeit der möglichen Schlackenführung verbessert

Das erfindungsgemäße Verfahren wird an Hand der Zeichnung näher erläutert, die eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zur Schlackenführung in einem Blasstahlkonverter in einem schematischen Blockschaltbild zeigt

Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird die in einen Blasstahlkonverter (1) eingreifende Blaslanze (2) in einem vertikal verstellbaren Wagen (3) gehalten, dessen Stelltrieb mit (4) bezeichnet ist Die Blaslanze (2), die über eine Versorgungsleitung (5) mit einer nicht dargestellten Sauerstoffquelle verbunden ist, durchsetzt eine dem Blasstahlkonverter (1) zugeordnete Abgashaube (6), aus der ein Schalleitrohr (7) zu einem Schallaufnehmer (8) führt, der zum Schutz gegen eine unzulässige thermische Beanspruchung und eine übermäßige Verschmutzung mit Stickstoff gespült werden kann, der über die Stickstoffleitung (9) zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Mikrofones (10) des Schallaufnehmers (8) wird durch einzelne Frequenzfüter (11,12,13 und 14) in ausgewählten Frequenzbereichen zugeordnete Signale aufgeteilt, deren Schallpegel in einer Auswerteschaltung (15) durch eine Mittelung mehrerer nacheinander gemessener Schallamplituden bestimmt und miteinander zu einer resultierenden Kenngröße verknüpft werden, und zwar durch das vektorielle Zusammensetzen der einzelnen je ein»' Frequenz bzw. einem Frequenzbereich zugeordneten Schallpegel zu einem Summenvektor in einem orthogonalen Vektorraum mit je einer Raumachse für die einzelnen Frequenzen bzw. Frequenzbereiche. Zu diesem Summenvektor wird in der Auswerteschaltung (15) ein Differenzvektor zu einem über eine Eingabe (16) einlesbaren Veigleichsvektor bestimmt, der jenen auf die einzelnen Frequenzen bezogenen Schallpegeln zugeordnet ist, bei denen aufgrund einer angenommenen oder experimentell bestimmten Häufigkeitsverteilung von Schlackenauswürfen ein Schlackenauswurf erwartet werden muß. Die Länge dieses Differenzvektors kann somit als Maß für die bei einem gemessenen Schallpegel zu erwartende Auswurfwahrscheinlichkeit gewertet werden, weil eben die Auswurfwahrscheinlichkeit mit abnehmendem Abstand zwischen den Endpunkten des Vergleichs· und des Summenvektors zunimmt. Der jeweilige Wert der Auswurfwahrscheinlichkeit ergibt sich dabei an Hand der ermittelten oder angenommenen Häufigkeitsverteilung der Auswürfe in Abhängigkeit von der Größe des Differenzvektors.

Zur experimentellen Bestimmung eines Vergleichsvektors können die Istwerte des für die einzelnen Frequenzen jeweils bei mehreren Auswürfen gemessenen Schallpegels zu Summenvektoren zusammengesetzt werden, wobei von den sich um ein Zentrum häufenden Endpunkten dieser Summenvektoren der in diesem Zentrum befindliche Schwerpunkt ermittelt wird, der dann die Vergleichsgröße bzw. den Vergleichsvektor bestimmt.

Da nicht nur der für ausgewählte Frequenzen gemessene Schallpegel des durch die Schlacke gedämpften Blasgeräusches zur Beurteilung der Wahrscheinlichkeit eines Schlackenauswurfes herangezogen werden kann, sondern auch andere die Wahrscheinlichkeit eines Schlackenauswurfes beeinflussende Parameter, werden zur Verbesserung der Genauigkeit der Schlackenführung neben den für ausgewählte Frequenzen bestimmten Schallpegeln noch der Abstand (a) der Blaslanze (2) von der Badoberfläche (17) und die zugeführte Sauerstoffmenge gemessen. Zu diesem Zweck sind dem Wagen (3) zur Lagerung der Blaslanze (2) ein Weggeber (18) und der Versorgungsleitung (5) ein Geber (19) für die Durchflußmenge an Sauerstoff zugeordnet, so daß über Rechnerstufen (20,21), die diesen Gebern (18) und (19) zugeordnet sind, die den jeweiligen Meßwerten zugehörigen Wahrscheinlichkeitswerte aufgrund der in den Rechnerstufen (20) und (21) abgespeicherten, auf die jeweiligen Meßwerte bezogenen Häufigkeitsverteilung der Auswürfe bestimmt werden können, um durch eine Verknüpfung der jeweils nur einen Parameter berücksichtigenden Wahrscheinlichkeitswerte zu einer resultierenden Wahrscheinlichkeit nach den Regeln der Wahrscheinlichkeitsrechnung zu gelangen, wie dies in der Verknüpfungsstufe (22) unter Anwendung der Bayesschen Regel für die Abhängigkeit der Auswurfwahrscheinlichkeit von dem Lanzenabstand (a), der Sauerstoffdurchflußmenge je Zeiteinheit, der insgesamt bis zum Meßzeitpunkt zugeführten Sauerstoffmenge und von dem Alter des Konverters und damit dem Zustand der Konverterauskleidung durchgeführt wird, wofür neben den Rechnerstufen (20) und (21) eine Schaltstufe (23) vorgesehen ist, die die Abhängigkeit der Auswurfwahrscheinlichkeit von der Anzahl der mit der Konverterauskleidung bereits gefahrenen Schmelzen vorgibt.

Die über die Verknüpfungsstufe (22) erhaltene, resultierende Wahrscheinlichkeitsgröße kann dann in einer Steuereinrichtung (24) mit wenigstens einem über eine Eingabe (25) eingelesenen Grenzwert der zulässigen -3-

Claims (1)

1. AT 392 801B Auswurf wahrscheinlichkeit verglichen werden, um beim Überschreiten dieses Grenzwertes den Lanzenabstand (a) bzw. die zugeführte Sauerstoffmenge zu verringern, indem über die Steuereinrichtung (24) der Stelltrieb (4) für den Wagen (3) angesteuert wird. Zur Steuerung der zugefiihrten Sauerstoffmenge dient ein Stelltrieb (26) für ein Steuerventil (27) in der Sauerstoff-Versorgungsleitung (5). Tritt trotz dieser KoirekturmaBnahmen ein Schlackenauswurf auf, so können über eine Befehlsschaltung (28) die Istwerte der beim Auswurf gemessenen Schallpegel zur Korrektur der Vergleichsgröße in die Auswerteschaltung (15) eingelesen werden, was bei einer wiederholten Korrektur der über die Eingabe (16) vorgegebenen Vergleichsgröße eine Schlackenführung mit ein»- geringen Auswurfwahrscheinlichkeit erlaubt Da die Schallpegelmessungen in den Pausen der Stickstoffspülung des Schallaufnehmers (8) durchgeführt werden müssen, ist eine Ablaufsteuerung (29) vorgesehen, die die Stickstoffzufuhr über ein mit einem Stelltrieb (30) versehenes Schaltventil (31) abwechselnd mit der Meßwertübemahme durch die Auswerteschaltung (15) steuert PATENTANSPRUCH Verfahren zur Schlackenführung in einem Blasstahlkonverter mit wenigstens einer Blaslanze, deren entsprechend einem gewünschten Ablauf des Frischvorganges gesteuerter Abstand von der Badoberfiäche in Abhängigkeit von dem bei ausgewählten Frequenzen durch die Schlacke gemessenen Schallpegel des Blasgeräusches gegebenenfalls unter Anpassung der zugeführten Sauerstoffmenge korrigiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Istwerte des bei den einzelnen Frequenzen gemessenen Schallpegels zu einer resultierenden Kenngröße zusammengefaßt werden, daß die Differenz zwischen dieser resultierenden Kenngröße und einer vorgegebenen, aufgrund des ihr zuordbaren Schallpegels einen wahrscheinlichen Auswurf festlegenden Vergleichsgröße ermittelt und gegebenenfalls nach einer Verknüpfung mit anderen die Wahrscheinlichkeit eines Schlackenauswurfes beeinflussenden Parametern nach Wahrscheinlichkeitsregeln als Maß einer Auswurfwahrscheinlichkeit mit wenigstens einer vorgegebenen Wahrscheinlichkeitsgrenze verglichen wird, bei deren Überschreitung eine Korrektur des Blaslanzenabstandes bzw. der zugeführten Saueistoffmenge erfolgt, und daß bei einem festgestellten Schlackenauswurf die vorgegebene Vergleichsgröße an Hand der dabei aus den Istwerten des Schallpegels erhaltenen Kenngröße korrigiert wird. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -4-