DE2948960C2

DE2948960C2 - Verfahren zum Steuern der Schlackenbildung

Info

Publication number: DE2948960C2
Application number: DE2948960A
Authority: DE
Inventors: Kanji Emoto; Katsuhisa Hirayama; Yasuo Kurashiki Masuda; Masakatsu Ogawa; Hideshi Ohzu; Masayuki Onishi; Hirosuke Yamada
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1978-12-05
Filing date: 1979-12-05
Publication date: 1984-06-07
Also published as: CA1137758A; DE2953923A1; AU524195B2; DE2948960A1; FR2443509A1; US4398948A; AT385054B; ATA771479A; SE447997B; GB2042592B; DE2953923C2; SE7909970L; AU5348479A; GB2042592A; FR2443509B1

Description

worin

FO₂ =
L₁₁ =

Höhe der Schlackenbildung (m)

Mittelwert der auf die Lanze einwirkenden

Horizontbeschleunigung (G)

Sauerstoffdurchfluß (NmVmin)

Höhe des Gliedes (m)

Korrekturfaktor für Herdänderungen im

Konverter (m).

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungen der Bewegungen des senkrecht im Konverter aufgehängten Gliedes in zueinander orthogonalen Sichtungen in einer horizontalen Ebene gemessen werden, daß die Vektorsummen dieser Werte bestimmt werden und daß die Schlackenbildung unter Verwendung der so gemessenen Werte als Regelgröße gesteuert wird.

9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschleunigungen der Blaslanze in zueinander orthogonalen Richtungen in jeweils einer waagerechten Ebene gemessen werden, daß die Vektorsumme der gemessenen Werte bestimmt wird und die Höhe der schäumenden Schlacke unter Verwendung einer funktionalen Beziehung zwischen diesen Werten, der Lanzeneintauchtiefe in die Schlacke und des Sauerstoffdurchflusses abgeschätzt wird und daß die Schlackenbildung im Konverter unter Verwendung der Schätzgröße als Regelgröße gesteuert wird.

Es ist beim Frischen von Roheisenschmelzen im LD-Konverter bereits üblich, den Blasvorgang und insbesondere dessen Endphase automatisch ablaufen zu lassen, wozu standardisierte Blasprogramme unter Verwendung eines Elektronenrechners mit entsprechenden Speichern benutzt werden. Diese Programme enthalten als Vorgabe Informationen bezüglich der Zusammensetzung der Roheisenschmel/.e, der Badtemperatur sowie betreffend der Roheisenschmclze und der angc-

³ . * 4

strebten Endzusammensetzung. Anhand der Pro- F i g. 2 einen schematischen Schnitt durch einen Ver-

grammvorgaben werden dann die Stellung der Blaslan- suchskonverter,

ze, der aus dieser Blaslanze ausgegebenen Sauerstoff- Fig.3 eine graphische Darstellung der integrierten

menge sowie die Mengen an Zuschlagstoffen automa- Werte der beim Blasen auftretenden Beschleunigung,

tisch gesteuert. ₅ F i g. 4 eine schematisierte Darstellung einer ersten

Sehr häufig läßt sich jedoch eine Roheisenschmelzc Anordnung zum Durchführen des Verfahrens nach der

nicht mit Hilfe eines der gespeicherten Blasprogramme Erfindung,

frischen, da häufig eine genauere Steuerung der Sauer- F ig. 5 eine Darstellung einer zweiten Anordnung

stoffmengen sowie der Schmelzbadtemperatur in der zum Durchführen des Verfahrens,

Endphase notwendig sind. io Fig.6 eine graphische Darstellung der Lanzenbe-

Zur Feinüberwachung des Frischvorganges ist es schleunigung in waagerechter Richtung sowie der durch zweckmäßig, die Bedingungen der Schlackenbildung im Integration der ursprünglichen Schwingungen in AbKonverter fortlaufend zu überwachen und das Ergebnis ständen von jeweils einigen Sekunden erhaltenen Ändedieser Überwachung in die automatische Steuerung des rungswerte, Blasvorganges einfließen zu lassen. 15 F i g. 7 eine graphische Darstellung der Erfassung der

Zum Bestimmen der Bedingungen für die Schiacken- Schlackenbildung,

bildung hat man als Parameter bereits die innerhalb des F i g. 8 eine graphische Darstellung der Änderung des Konverters gebildeten Geräusche herangezogen. Die Zustands im Konverter in Richtung auf d?s Wallen dabei erzielisn Ergebnisse waren jedoch noch recht un- F i g. 9a und 9b graphische Darstellungen eines Abgenau. Ferner ist es bereits bekannt, anhand von Abgas- 20 Schätzschritts,

analysen Aussagen über den Fortgang des Prozesses zu F i g. 10 Darstellungen von systematisieren Beschleu-

gewmnen. nieunesmustern der Lanze,

Aus der DD-PS 96 976 ist ein Verfahren zur T>mpe- Fig. 11 eine graphische Darstellung des Blasvor-

raturbestimmung und Blasprozeßüberwachung von gangs im Konverter,

Konvertern bekannt, bei welchen durch chemisch-phy- 25 F i g. 12 eine schematisierte Darstellung einer Anoi d-

sikahsche Vorgänge und Reaktionen im Schmelzbad nung zum Durchführen eines Verfahrens in einer dritten

hervorgerufene Schwingungsbeschleunigungen des Ausfuhr-uniform der Erfindung,

Konvertergefäßes ermittelt werden. F i g. 13 eine graphische Darstellung zur Ermittlun«

Anhand von Schwingungen des Konverterbehälters der Bedingungen für die Schlackenbildung anhand de*r

Aussagen über den Verpackungsvorgang zu machen, 30 auf die Lanze einwirkenden, durch die Bewegung der

ist jedoch praktisch nicht möglich, da beispielsweise bei Schlacke hervorgerufenen Beschleunigungen

einem 200 t LD-Konverter das Gewicht der Schlacke Fig. 14 eine graphische Darstellung der Steuervor-

ledighch 20 bis 30 t beträgt gegenüber einem Eigenge- gänge in einem Ausführungsbeispiel der Erfindung

wicht des Konvertergefäßes einschließlich mechani- Fig. 15 eine schematisierte Darstellung einer Anord-

scher Lagerung von etwa 500 bis 550 t, dem Gewicht 35 nung zum Durchführen eines Verfahrens in einer vier-

der feuerfesten Konverterauskleidung von etwa 500 t ten Ausführungsform der Erfindung,

und dem Gewicht des im Konverter vorhandenen me- F i g. 16 eine graphische Darstellung der Beziehungen

tallischen Einsatzes von etwa 2501. zwischen in waagerechter Richtung auf die Lanze ein-

Um den Ablauf der Schlackenentwicklung zu steuern, wirkenden Beschleunigungen und einem Produkt aus

muß das physiko-chemische Verhalten der Schlacke ge- 4o der Sauerstoff-Zufuhrmenge und der Eintauchtiefe der

nau erfaßt werfen, was jedoch mit dem Verfahren ge- Lanze in die Schlacke,

maß DD-PS 96 976 nicht möglich ist, da bei diesem Ver- F i g !7 eine schematisierte Darstellung des Grades

fahren die Einflüsse der Schlackenentwicklung auf die der Schlackenbildung,

Konverterschwingungen völlig von auf andere Ursa- Fig. 18a und 18b schematisierte Darstellungen des

chen zurückgehenden Schwingungen des Konverters 45 Einflusses von Änderungen am Herd des Konverters

überdeckt werden F i g. 19 eine schematisierte Darstellung der Modifi-

Der Erfindung liegt somit die Aufgab·.! zugrunde, ein zierung eines vorgegebenen Blasprogramms mit Hilfe

Verfahren zur Steuerung der Schlackenbildung in einem des erfindungsgemäßen Verfahrens

LD-Konverter zu schaffen. F i g. 20a und 20b schematisierte Darstellungen der

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angege- 50 Messung von Beschleunigungen in zwei Richtungen

bene Erfindung gelöst. F i g. 21 eine schematisierte Darstellung einer Anord-

Der mit Hilfe der Erfindung erzielbare technische nung zum Durchführen eines Verfahrens in einer fünf-

Fortschntt ergibt sich m erster Linie daraus, daß allein ten Ausführungsform der Erfindung

die von der durch die Reaktion im Konverter entstehen- F i g. 22 sine graphische Darstellung der innerhalb ge-

de Schlacke verursachten Beschleunigungen ermittelt 55 wisser Zeitspannen waagerecht in einer Richtung X und

und integriert werden, um schließlich als Regelgröße für insgesamt in waagerechter Richtung auf die Lan?:e ein-

die Lanzenhöhe und die Sauerstoffzufuhr verwendet zu wirkenden Beschleunigungen und

werden. Auf diese Weise ist jeglicher Fremdeinfluß. wie F i g. 23 eine graph'sche Darstellung der Beziehungen

der Einfluß von Schwingungen des Konvertergefäßes zwischen den in waagerechter Richtung auf die Lanze

durch die Schmelzbadbewegung oder dergleichen auf eo einwirkenden Beschleunigungen und dem Produkt aus

das Meßergebnis ausgeschlossen. der Sauerstoff-Zufuhrmenge und der Eintauchtiefe der

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in Lanze.

den Unteransp. üchen 2 bis 9 beschrieben. Die Erfin- Die Erfindung schafft ein Verfahren zum Steuern der

dung wird im folgenden anhand von Ausführungsbei- Schlackenbildung in einem Konverter, durch welches

spielen und unter Bezug auf die Zeichnung näher be- 65 das Wallen oder Überlaufen der Schlacke verhindert

schrieben. In dieser zeigen wird und je nach Art dei Stahlschmelze die optimalen

Fig. la bis If Darstellungen des Schwingungsverlau- bedingungen für die Schlackenbildung erzielbar sind

fes der Haupt-Blaslanze wÜK.end des Blasens, Die kinetische Enereie der Schlacke wird Hnhei Hirrt-t

über die Haupt-Blaslanze oder eine Hilfsianze, ohne die Zwischenschaltung eines anderen Mediums ermittelt. Da die Beaufschlagung der Lanze durch aufspritzende Schlacke jedoch sehr ungleichmäßig verläuft und eine in die schäumende Schlacke eintauchende Lanze im festgehaltenen Zustand sehr ungleichmäßigen Kräften unterworfen ist, werden diese Kräfte erfindungsgemäß aufgrund der auf die Lanze einwirkenden Beschleunigungen in Horizontalrichtung bestimmt und nicht aufgrund einer Messung der Schwingungsamplitude der Lanze.

Die auf diese Weise ermittelten Beschleunigungen beruhen jedoch nicht allein auf den von der Schmelze im Konverter ausgeübten Kräften, sondern stehen auch unter dem Einfluß der Eigenschwingungsfrequenz der Lanze und daran angeschlossener Leitungen. Zur genauen Bestimmung der Bedingungen für die Schlackcnbildung werden diese Einflüsse ausgesondert.

Die Wellenform der während des Blasens an der Hauptlanze auftretenden Beschleunigungen sind in Fig. la bis If dargestellt. Die kleinste Teilungseinheit des Abszisses in F i g. 1 beträgt dabei ca. 3 see.

Die Beschleunigungsvorgänge an der Lanze haben zu Beginn des Blasvorgangs im wesentlichen die in F i g. 1 a gezeigte Wellenform, welche durch Dämpfung zu der in Fig. If gezeigten Form abgeflacht wird und bei Änderung der Lanzenhöhe oder beim Eintragen von Zusatzstoffen erneut auftritt. Mit fortschreitender Schlackenbildung entstehen dann die in Fig. Ib und Ic gezeigten Wellenformen. Der günstige Zustand der Schlackenbildung wird durch die Wellenform nach Fig. Id angezeigt, während das Wallen oder Überlaufen der Schlakke zu der in Fig. Ie gezeigten, sehr unregelmäßigen Wellenform mit hoher Frequenz führt.

Bei der Ermittlung der Beschleunigung der Bewegungen der Lanze während des Blasens dürfen die von der Zuleitung zur Lanze ausgeübten Einflüsse nicht vernachlässigt werden. Beim Heben oder Senken der Lanze wird die Zuleitung je nach ihrer Anordnung in Schwingungen versetzt, welche längere Zeit anhalten und endlich abklingen.

Bei der Beschickung des Konverters mit Zuschlagstoffen können diese die Lanze beaufschlagen, wodurch diese und ihre Zuleitung in Schwingungen versetzt werden, welche die Überwachung der Schlackenbildung stören. Ferner kann ein Ansetzen der Stahlschmelze ebenfalls zu Änderungen der beschriebenen Schwingungen führen.

Bei einem Konverter der in Fig. 2 dargestellten Art mit einem Fassungsvermögen von 250 t beträgt die Eigenschwingungsfrequenz der Lanze mit ihrer Zuleitung etwa 0,3 Hz. Diese Schwingungen erlauben keinen direkten Rückschluß auf den Zustand der Schlackenbildung. Diese Schwingungen sind in F i g. 1 durch die Wellenformen 1 a bis Ic und I /"dargestellt und in F i g. I b und ic durch kleinere Schwingungen von höherer Frequenz überlagert, welche durch die von der aufspritzenden oder schäumenden Schlacke auf die Lanze ausgeübten Kräfte hervorgerufen sind.

Die von der Schlacke hervorgerufenen Beschleunigungen haben eine höhere Frequenz, als die Eigenschwingungen der Lanze und ihrer Zuleitung. Sie haben keine gleichmäßige Wellenform, ihre Frequenz liegt bei dem vorstehend genannten Konverter mit einem Fassungsvermögen von 250 t in einem relativ schmalen Bereich von ca. 1 bis 2 Hz.

Diese Frequenz kann je nach dem Profil des Konverters verschieden sein, sie ist jedoch ohne Schwierigkeit von der Eigenschwingungsfrequenz der Lanze zu unterscheiden.

Nach Ausscheidung der niederfrequenten Komponente wird die Wellenform der Beschleunigungen integriert und der Pegel der integrierten Werte in einzelne Bereiche geordnet. Anhand der Höhe der einzelnen Bereiche läßt sich der Zustand der Schlackenbildung ermitteln und der Blasvorgang steuern. Ferner läßt sich anhand von Änderungen der integrierten Werte das

ίο Wallen oder Überlaufen der Schlacke vorausbestimmen.

F i g. 3 zeigt die in Absländen von jeweils 5 see ermittelten integrierten Beschlcunigungswerte in Form einer Kurve. Die Steuerung der Lanzenhöhe und der Sauer-

r. stoffzufuhr erfolgt anhand eines für eine Zeitspanne von 20 see aus den integrierten Werten berechneten Mittelwerts. Das Wallen ist anhand des Anstiegs der integrierten Werte vorausbestimmbar. Da jedoch durch die Auswertung der für eine Zeitspanne von jeweils 2ö ssc errechneten Mittelwerte eine Verzögerung eintritt, erfolgt diese Vorausbestimmung vorzugsweise anhand des Anstiegs der jeweils für die Zeitspanne von 5 see ermittelten integrierten Werte.

F i g. 4 zeigt eine Anordnung zum Durchführen eines Verfahrens in einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Man erkennt in Fig.4 einen Konverter 1, eine Hauptlanze 2, Schläuche 3, 4 für die Zufuhr von Sauerstoff b*w. Kühlwasser, die im Konverter enthaltene Stahlschmelze 5, die schäumende Schlacke 6, einen Beschleunigungsmesser 7, ein Filter 8, einen Verstärker 9, einen Integrierprozessor 10 und eine Einrichtung zum Bestimmen der Schlackenbildung und zum Vorausbestimmen des Überwallens 11.
Wird die kinetische Energie der Schlacke in der vorstehend beschriebenen Weise direkt über die in den Konverter eingeführte Lanze oder Hilfsianze ermittelt, bei tsi eine beträchtlich größere Genauigkeit crziclbar als bei Zwischenschaltung eines anderen Mediums.

Bei der Messung der Schwingungen der Lanze und der Hilfsianze läßt sich die Genauigkeit der Bestimmung der Schlackenbildung verbessern, indem die unregelmäßig auftretenden Energien unter Verwendung eines Beschleunigungsmessers ermittelt werden und indem die auf der Eigenschwingungsfrequenz der Lanze und ihrer Zuleitung beruhenden Beschleunigungsänderungen von den durch die Schlacke hervorgerufenen Beschleunigungsänderungen abgesondert und nur die letzteren integriert werden.
Die beim Heben oder Senken der Lanze durch me· chanische Stöße der Aufhängung und Halterung der Lanze verursachten freien Schwingungen der Lanze und ihrer Zuleitung sind veränderlich, da sich beim Heben und Senken der Lanze die Länge derselben zwischen ihrer Halterung und ihrem oberen Ende ändert.

und da sich ferner das Gewicht der Lanze durch daran angesetzte Stahlschmelze ändern kann. Es ist deshalb wichtig die auf der Eigenschwingungsfrequenz der Lanze und ihrer Zuleitung beruhenden Beschleunigungsänderungen auszuscheiden.

bo Die Beschleunigungen der Lanzenbewegung unter der unmittelbaren Einwirkung der Bewegungen der Schlacke lassen sich ohne Verzögerung messen und für die Vorausbestimmung des Aufwallens auswerten. Bei einer Messung der auf Bewegungen der Hauptlanze in waagerechter Richtung beruhenden Beschleunigungen beispielsweise mittels eines in F i g. 5 gezeigten Kristall-Beschleunigungsmessers 7 nehmen die Werte der Beschleunigungen mit fortschreitender Schlackenbildung

zu und geben damit die durch das Schäumen der Schlukke hervorgerufenen Kräfte zuverlässig wieder.

In Fig.5 erkennt man einen Konverter 1, eine darin enthaltene Stahlschmelze 5, im Konverter entstehende Schlacke 6, einen mit dem Beschleunigungsmesser 7 verbundenen Verstärker 9, einen Demodulator 14, einen Wellenformer 15, eine Speichereinrichtung 16, einen Prozeßrechner 17 und eine Steuereinheit 18 für die Position der J mze und/oder die Sauerstoffzufuhr.

In der nachstehend beschriebenen Ausführungsform der Erfindung werden die aus der Messung der Bcschleunigungsänderungen erhaltenen Werte dazu verwendet, das Aufwallen der Schlacke um wenigstens 10 see vorauszubcstimmen. Die mittels des Beschleunigungsmessers 7 gemessenen Beschleunigungen der Lanze 2 werden in Abständen von jeweils einigen Sekunden mittels des Wellenformers 15 integriert. In F i g. 6 erkennt man die ursprüngliche Wellenform a sowie eine aus den durch Integrieren in Zeitabständen von gebildeten Musters. Die Änderungen der abgetasteten Werte für drei aufeinander folgende Zeitpunkte lassen sich, wie in Fig. 10 dargestellt, zu neun verschiedenen Mustern ordnen.

Der Ablauf des Blasvorgangs ist in Form eines Fließdiagramms in Fig. 11 dargestellt. Die hauptsächlichen Mußnahmen /wischen dem Beginn des Blasens und dem Abstechen des Stahls, nämlich das Eintragen von Zuschlagstoffen und die Steuerung der Lanzenhöhe sowie

ίο der Sauerstoffzufuhr, wurden bisher von Hand ausgeführt.

Gemäß der Erfindung wird das bisher von Hand gesteuerte Blasverfahren entsprechend der Art des Stahls und den Arbeitsbedingungen, wie der Art der Roheisenschmelze sowie der Zuschlagstoffe usw. klassifiziert und /u einem bestimmten Blasprogramm geordnet.

Das jeweilige Programm wird im Rechner gespeichert, worauf dann der Blasvorgang, der Eintrag der Zusatzstoffe, die Höhe der Lanze und die Sauerstoffzu-

bildete Kurve b.

Die integrierten Mittelwerte für die Zeitspannen von jeweils einigen Sekunden werden alle 20 bis 30 see zusammengefaßt, so daß sich der Zustand der Schlackenbildung nach dem jeweiligen Pegel bestimmen läßt, wie durch die Ordinate an der rechten Seite von F i g. 7 dargestellt.

Wie man in F i g. 7 erkennt, ist der Pegel in fünf Bereiche aufgeteilt, welche zur Bestimmung des Zustands der Schlackenbildung dienen und bei Abweichung vom jeweils günstigsten Zustand eine Anpassung des Blasprogramms .rfordern.

In Fi g. 7 entspricht der Ausschnitt A dem Überwallen, im Rahmen der Erfindung kommt es jedoch vorwiegend auf den Ausschnitt B an, welcher dem Zustand kurz vor dem Überwallen entspricht und damit die Vorausbestimmung des Überwallens ermöglicht. Durch Bestimmung der zeitlichen Änderungen der integrierten Mittelwerte für die bei den Schwingungen der Lanze auftretenden Beschleunigungen im Bereich des Ausschnitts B läßt sich die bis zum Wallen verbleibende Zeitspanne in Sekunden ermitteln.

Die vor dem Wallen auftretenden zeitlichen Änderungen der integrierten Mittelwerte der bei den Schwingungen der Lanze auftretenden Beschleunigungen sind vergrößert in F i g. 8 dargestellt.

Die vor dem Wallen auftretende zeitliche Änderung der integrierten Mittelwerte nehmen, wie in Fig.8A bzw. B dargestellt, in quadratischer oder exponentieller Funktion zu und lassen sich durch eine der Formeln

tCin-'CrtCr» gC- 20 ιΐΐιΐΓ PiuCii uCiii ι rCgrutiiiii gcSiCiiCTt "wcrucii. ruf* uic

y = at² + bt + c

y = aC + b

ausdrücken, worin a. b und c vorbestimmte Koeffizienten sind. Nach diesen Formeln läßt sich die Schwingungsintensität nach t see vorausberechnen. Liegt der dabei erhaltene Wert in dem dem Wallen entsprechenden Bereich, so werden die Blasbedingungen entsprechend geändert, um das Überwallen zu verhindern.

Im vorliegenden Falle wird beispielsweise das Ausgangssignal des Wellenformers 15 in Zeitabständen von jeweils 5 see durch den Prozeßrechner 17 abgetastet Liegen dabei die Werte für drei aufeinander folgende Zeitpunkte innerhalb des in F i g. 8 mit »gut 2« bezeichneten Bereichs, so erfolgt die Vorausberechnung bzw. -Schätzung aufgrund des durch die betreffenden Werte Steuerung der Sauerstoffmenge und der Temperatur der Stahlschmelze in der Endphase des Blasens wird etwa 2 bis 3 min vor Beendigung des Blasens eine Hilfslanze oder Sonde in die Stahlschmelze eingetaucht, um den Kohlenstoffgehalt sowie die Temperatur derselben zu messen. Anhand des Meßergebnisses werden die zur Erzielung des angestrebten Kohlenstoffgehalts und der gewünschten Temperatur der Schmelze benötigten Mengen an Sauerstoff und Kühlmaterial nach dem dynamischen Modell berechnet, worauf die dadurch korrigierten Mengen automatisch zugeführt werden.

Bei dem vorstehend beschriebenen automatischen, programmgesteuerten Blasverfahren können die Anfangsbedingungen in einem weiten Bereich variieren, so daß das jeweils angewendete Programm nicht immer genau damit übereinstimmt, wodurch eine unzureichende oder übermäßige Schlackenbildung auftritt und die automatische Steuerung nicht mehr ausreicht
Bisher war die Steuerung in der Endphase des Blasens hauptsächlich darauf gerichtet, den gewünschten Kohlenstoffgehalt und die richtige Temperatur zu erzielen, während die Entfernung von Phosphor weitgehend nach Gefühl erfolgte. Mit Hilfe der Erfindung sind der Kohlenstoffgehalt und die Temperatur der Schmelze mit größerer Genauigkeit steuerbar, sofern jedoch die Gehalte an Phosphor und Mangan in der Endphase nicht in den dafür vorgesehenen Bereichen liegen, ist der volle Nutzen der genauen Steuerung von Kohlenstoffgehalt und Temperatur nicht erzielbar. Wenn jedoch die Bedingungen und der Fortgang der Schlackenbildung genau gemessen werden können, ist eine auto-

(1) matische Korrektur des je weiligen Programms möglich, so daß der Blasvorgang durchgehend gesteuert werden

(2) kann.

Die bei den Bewegungen der Lanze auftretenden Beschleunigungen werden mittels des Beschleunigungsmessers gemessen. Die Analyse des dabei erhaltenen wellenförmigen Ausgangssignals ergibt, daß sich die Bewegungen aus den freien Bewegungen der Lanze bei geöffneter Lanzenhalterung und aus durch die Bewegungen der Schlacke hervorgerufenen Bewegungen der festgehaltenen Lanze zusammensetzen. Der Frequenzbereich der freien Bewegungen liegt dabei niedriger als der Frequenzbereich der Bewegungen der festgehaltenen Lanze. Im ersten Bereich liegt die Frequenz zwischen etwa 0,1 und 0,5 Hz, während sie im zweiten Bereich bei etwa 1 bis 2 Hz liegt Für die automatische Steuerung ist nur der letztere Frequenzbereich ver-

wendbar, so daß die im ersten Bereich liegenden Frequenzen ausgeschieden werden müssen.

Die mittlere Intensität der Beschleunigungen für eine gegebene Zeitspanne wird durch Integrieren der Wellenform ermittelt und als Parameter für die Korrektur der durch das Programm vorgegebenen Höhe der Lanze und Sauerstoffzufuhr verwendet.

Fig. 12 zeigi eine Anordnung zum Durchführen einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens nach einem in Fig. 13 dargestellten Arbeitsschema.

In Fig. 12 ist an einem oberen Teil der Lanze 2 ein mit einem Kristall-Schwingkreis arbeitender Beschleunigungsmesser 7 angebracht, dessen Ausgangssignal von einem Prozessor 20 geformt und einem Rechner 21 zugeführt wird. Aufgrund eines Vergleichs dieses Signals mit vorher gespeicherten Programmsignalen bewirkt der Rechner 21 eine Korrektur der vorgegebenen Einstellung von Steuereinrichtungen 22,23 für die Lanze bzw. die Sauerstoffzufuhr. Die Lanze 2 ist an einem Kühlwassersystem 24 angeschlossen und ragt in den Konverter 1, welcher eine Stahlschmelze 5 und Schlacke 6 enthält.

Der Pegel des durch den Prozessor 20 geformten wellenförmigen Signals gibt den Fortgang bzw. den Zustand der Schlackenbildung im Konverter wieder und ist, wie in F i g. 13 zu erkennen, in vier einer ungenügenden Schlackenbildung, einer guten Schlackenbildung, einer übermäßigen Schlackenbildung bzw. dem Überwallen entsprechende Bereiche gegliedert. Anhand des Signals werden die Höhe der Lanze und/oder die Sauerstoffzufuhr so gesteuert, daß der Pegel möglichst im Bereich der guten Schlackenbildung bleibt.

In praktischen Versuchen der Anmelderin wurde festgestellt, daß eine ungenügende oder übermäßige Schlackenbildung durch Verstellen der Lanze innerhalb eines Bereichs von 100 mm korrigierbar ist und daß das Überwallen dadurch vermieden werden kann, daß die Lanze bis zu ca. 300 mm abgesenkt und die Sauerstoffzufuhr auf weniger als 300 NnvVmin verringert wird.

Die einzelnen Bereiche oder Zustände der Schlackenbildung können anhanü praktischer Erfahrungswerte mit ziemlicher Genauigkeit bestimmt werden, beispielsweise anhand von Änderungen der Blasgeräuschc und des Spritzverhaltens. Anhand dieser Erfahrungswerte kann es notwendig sein, die Aufteilung des Pegels in die einzelnen Bereiche der Schlackenbildung je nach den Gegebenheiten der Anlage und dem Zeitfaktor zu verändern.

Im folgenden ist das Verfahren anhand eines praktischen Beispiels erläutert

Zum Blasen von Stahl mit einer Zusammensetzung von 0,15% C, 0,20% Si, 0,70% Mn, weniger als 0,020% P, weniger als 0,020% S, Rest Fe, in einem Konverter mit einer Kapazität von 275 t wurden 5 t Eisenerz, 10 t Walzzunder, 101 Branntkalk und 5 t gerösteter Dolomit verwendet. Während des in Fig. 14 durch Pfeile angedeuteten fortlaufenden Eintrags dieser Stoffe wurden die Höhe der Lanze und die Sauerstoffzufuhr anhand der für die betreffende Stahlsorte vorbestimmten Programms gemäß den in Fig. 14 ausgezogen gezeichneten Linien gesteuert

Nach dem Beginn des Blasens stieg die Temperatur im Konverter aufgrund der darin stattfindenden Reaktionen wie Entkohlung und Entfernen von Silizium an. Gleichzeitig damit wurde Eisenoxid gebildet, welches sich mit dem Branntkalk und dem Dolomit verband und schmeizflüssige Schlacke bildete. Mit zunehmender Schlackenbildung verstärkte sich die Bewegung der Schlacke im Konverter, wodurch die Lanze verstärkt in Schwingungen versetzt wurde.

Wie vorstehend bereits anhand von F i g. 12 erläutert, wurden die durch die Bewegungen der Lanze entstehenden Beschleunigungen mittels eines an der Lanze angebrachten Beschleunigungsdetektor gemessen und das Meßsignal mittels eines Prozessors geformt. Das dabei erhaltene wellenförmige Signal ist in F i g. 14 über

ίο den durch feine Linien angegebenen, vorher im Rechner gespeicherten Pegelbereichssignalen in Form einer stärkeren Linie aufgetragen.

Solange der Pegel des Beschleunigungssignals innerhalb des vorbestimmten Bereichs der guten Schlackenbildung liegt, erfolgt das Blasen unverändert nach dem vorbestimmten Programm.

Weicht das Signal jedoch, wie in Fig. 14 mit a bezeichnet, über eine gewisse Zeitspanne zum Bereich der ungenügenden Schlackenbüdur.g ab, so wird die Lanze angehoben und dadurch schwächer geblasen. Falls sich die ungenügende Schlackenbildung dabei weiterhin fortsetzt, wird die Lanze weiter gehoben. Durch das Anheben der Lanze wird die Bildung von Eisenoxid begünstigt und die Bildung von CaO-Schlacke gefördert.

Weicht das Signal dagegen, wie in Fig. 14 mit b bezeichnet, zum Bereich der übermäßigen Schlackenbildung ab, so ist daraus zu erkennen, daß im Konverter übermäßig große Gasmengen freiwerden und die Gefahr besteht, daß der Inhalt des Konverters überläuft.

Um dem zu begegnen, wird die Sauerstoffzufuhr gedrosselt und die Lanze abgesenkt. Die weitere, mit c bezeichnete Abweichung erfordert die gleichen Maßnahmen wie die Abweichung a.

Bei Beendigung des Blasens lag das folgende Ergebnis vor:

Mn

Temperatur

Sollwert 0,10% < 0,015% 0,15% 164O⁰C Istwert 0,09% 0,013% 0,16% '645° C

Anstatt aufgrund von Erfahrungswerten.oder lediglich nach Gefühl wurde das Blasen nach einer automatisehen vorprogrammierten Steuerung durchgeführt, welche gemäß der Erfindung aufgrund einer Echtzeitüberwachung der Schlackenbildung korrigiert wurde. Dadurch wurde ein sehr gleichmäßiger Verlauf des Blasens erzielt und die Genauigkeit der Steuerung in der

Endphase beträchtlich verbessert bzw. ein Überwallen verhindert Insbesondere wurden die vorbestimmten Gehalte an P und Mn mit großer Genauigkeit eingehalten, so daß der Stahl unmittelbar nach Beendigung des Blasens abgestochen werden konnte.

Durch die Erfindung wurde somit ein Verfahren für die Steuerung der Schlackenbildung im Konverter geschaffen, welches darauf beruht, daß die auf den Beschleunigungsdetektor einwirkenden Beschleunigungen um so stärker sind, je stärker die Schlackenbildung bzw. das Schäumen der Schlacke fortschreitet Durch Beobachtung der Änderung der Beschleunigung läßt sich die Schlackenbildung daher nach einem vorbestimmten Muster steuern.
Fig. 15 zeigt eine vierte Anordnung zum Darchfüh-

tö ren der Erfindung. Am oberen Teil einer in einem Konverter 1 hineinragenden Lanze 2 ist ein Beschleunigungsmesser 7 befestigt. Die Steuerung der Schlackenbildung erfolgt über eine einen Demodulator 26. einen

Welk^%n!OiT--vr 27, cine Speichereinrichtung 28, einen Prozeßrechner 21 und eine Steuereinheit 29 für die Höhe der Lanze und die Sauerstoffzufuhr umfassende Anordnung. Der Konverter 1 enthält eine Stahlschmelze 5 ur; .1 eine Schlackenschmelze 6.

Im Betrieb einer solchen Anordnung ist festzustehen, daß die gemessenen Werte der Beschleunigung der Lanze bei gleichbleibenden Bedingungen für die Schlackenbildung in Abhängigkeit von der Sauerstoffzufuhr und der Höhe der Lanze variieren, so daß für eine genaue Überwachung der Schlackenbildung entsprechende Korrekturen für die Sauerstoffzufuhr und die Höhe der Lanze notwendig sind.

In einer Versuchsanordnung wurde eine auf Berührung mit der Oberfläche der schäumenden Schlacke ansprechende und mit einer Meßschaltung verbundene Elektrodensonde mittels einer Hilfslanze während des Blasens in einen Konverter mit einer Kapazität von 250 t eingeführt, um die Höhe der Schlacke gleichzeitig mit der Messung der auf die Blaslan7e einwirkenden Beschleunigungen zu bestimmen. Durch Zuordnung der zu bestimmten Zeitpunkten erhaltenen Meßergebnisse zur jeweiligen Beschleunigung der Lanze, der Höhe der Lanze und der Sauerstoffzufuhr zum jeweiligen Zeitpunkt wurde die in F i g. 16 dargestellte Beziehung

G = SFO₁(Sn - Lh) + b
erhalten, worin

(3)

G ein Mittelwert der auf die Lanze einwirkenden Beschleunigungen,
FO2 die Sauerstoffzufuhr(Nm-Vmin), Sh die Höhe der schäumenden Schlacke (m) und Lh die Höhe der Lanze (m)

bezeichnen.

In der vorstehenden Formel bezeichnet a eine auf die Viskosität, die Dichte oder dergl. der Schlacke bezogene Konstante, welche theoretisch zwar gewissen unvermeidlichen Schwankungen unterworfen ist, im praktischen Betrieb jedoch gleichwohl als konstant betrachtet werden kann. Im Rahmen des vorstehenden Versuchs ist ein Wert a = 2,5 · 10-⁵G · min/Nm³ · m anwendbar, b ist ein in Abhängigkeit von der Art der Lanze, des Konverters, der Aufhängung der Lanze und anderen Faktoren variabler Korrekturfaktor, welcher gewöhnlich im Bereich zwischen etwa —0,05 G und +0,04G liegt.

Im vorstehenden Beispiel werden die Höhe der Lanze und die Höhe der Schlacke über dem ruhenden Spiegel der Stahlschmelze gemessen, so daß der Ausdruck (Sh — Lh) in der vorstehenden Gleichung die Eintauchtiefe der Lanze in der Schlacke angibt.

Anhand der Formel (3) in Verbindung mit der folgenden Formel

der öffnung 30 des Konverters und der Oberfläche 31 dor Schlacke in vier Bereiche mit einer Höhe von weniger als 1,8 m, 1,8 bis 3,5 m, 3,5 bis 5,5 und mehr als 5,5 m unterteilt. Diese entsprechend den Bereichen des bevorstehenden Überwallens, der übermäßigen Schlackenbildung, der guten Schlackenbildung bzw. der ungenügenden Schlackenbildung.

Bei dem dargestellten Konverter mit einer Kapazität von 275 t beträgt die Höhe des ruhenden Spiegels der Stahlschmelze über dem Herd 1,467 m und sein Höhenabstand zur öffnung 30 7,7 m.

Erreicht der Spiegel 31 der Schlacke in diesem Beispiel eine Höhe von weniger als 1.8 m unter der öffnung, was gemäß der Formel (4) anhand der waagerechten Beschleunigungen der Lanze ermittelt werden kann, so läßt sich die Gefahr des Überwallens voraussehen.

Während einer Arbeitsperiode des Konverters, d. h. während der Standzeit seiner Ausmauerung, verändert sich der Herd durch Verschleiß der Ausmauerung oder

"3n AnQnmmliinoon yon Schlacke. Die Höhe d£E Hsfds Räriri sich dabei um ca. 0,8 m ändern, wodurch die Höhe des ruhenden Spiegels der Stahlschmelze eine entsprechende Änderung ΔΗ erfährt (F i g. 18). Dadurch ergibt sich auch eine entsprechende Änderung des Höhenabstands

zwischen dem Spiegel 31 der Schlacke und der öffnung 30, welche im Hinblick auf eine sichere Vorausbestimmung des Überwallens nicht vernachlässigt werden kann.
Durch Einführen eines auf solche Änderungen des Herds bezogenen Korrekturfaktors in die Formel (4) ergibt sich die Formel

G-b
a FO₂

L„ + <H

Su =

G-b
β FO₂

+ L„

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läßt sich somit die Höhe der schäumenden Schlacke bestimmen und der dabei erhaltene Wert unmittelbar für die Bestimmung des Zustande der Schlackenbildung verwerten.

Änderungen der Höhe Sh lassen entsprechende Änderungen der Bedingungen für die Schlackenbildung erkennen und ermöglichen die Vorausbestimmung des Überwallens. In F i g. 17 ist der Höhenabstand zwischen Für eine optimale Steuerung der Bedingungen für die Schlackenbildung nach den in Fig. 17 gezeigten Bereichen ermöglicht die Formel (5) die Bestimmung der einzuhaltenden Werte für die Sauerstoffzufuhr und die Höhe der Lanze.

In der Formel (5) kann der Faktor b in Abhängigkeit von Änderungen der Anlage, beispielsweise einem Austausch der Lanze, korrigiert werden, wobei sich die Fotwendige Korrektur anhand von Betriebsergebnissen aus praktischen Erfahrungswerten ableiten läßt.

Fig. 19 illustriert an einem Beispiel das Steuern der Schlackenbildung in einem LD-Konverter in einer Ausführungsform der Erfindung. In Fig. 19 sind auf der Abszisse der zeitliche Verlauf des Blasvorgangs und auf der Ordinate die Werte für die Höhe der Lanze, die Sauerstoffzufuhr und die Höhe des Spiegels 31 der schäumenden Schlacke aufgetragen.

In der Anfangs- und Endphase des Blasens ist in der Praxis keine Steuerung der Schlackenbildung notwendig, so daß sich die tatsächliche Steuerung über eine Zeitspanne zwischen 8 min nach Beginn des Blasens bis zum Verbrauch von ca. 85% des insgesamt zum Blasen vorgesehenen Sauerstoffs erstreckt.

Korrekturen der Arbeitsbedingungen wurden aufgrund eines über jeweils 30 see ermittelten Mittelwertes der in Zeitabständen von jeweils 5 see berechneten Höhe Sh vorgenommen.
Die obere gestrichelte Linie in F i g. 19 gibt die durch das vorbestimmte Programm vorgegebenen Einstellungen der Höhe der Lanze an, und die untere gestrichelte Linie den vorprogrammierten Verlauf der Sauerstoffzufuhr. Die jeweiligen ausgezogenen Linien zeigen die tat-

sächlichen Einstellungen der Lanze und der Sauerstoffzufuhr unter Berücksichtigung von aufgrund der gemessenen waagerechten Beschleunigungen der Lanze zur Steuerung der Schlackenbildung vorgenommenen Korrekturen.

Zu Beginn des Blasens beträgt die Höhe Lh der Lanze über dem ruhenden Spiegel der Schmelze beispielsweise 2,4 m und die Sauerstoffzufuhr ist gemäß dem vorbestimmten Programm auf ca. 750Nm³/min eingestellt Vor Eintritt in den Steuerungsbereich am Punkt a wird die Lanze gemäß dem Programm auf ZO m abgesenkt und die Sauerstoffzufuhr auf 650 NmVmin verringert Nach 8 min, also bei Eintritt in den Steuerungsbereich, wird die Lanze weiter auf 1,6 m abgesenkt und das Blasen nach dem Programm fortgeführt.

An diesem Punkt beginnt die Steuerung der Schlakkenbildung gemäß der Erfindung. Steigt die aufgrund der Formel (5) ermittelte Höhe Sh der Schlacke in den Bereich der übermäßigen Schlackenbildung oberhalb —3,5 m an, so wird die Lanze auf 1,4 m abgesenkt, um die Schlacke am Punkt c wieder in den Bereich der guten Schlackenbildung abzusenken, worauf die Lanze dann wieder auf die vorprogrammierte Höhe von 1,6 m gehoben wird.

Erreicht die Höhe Sh der Schlacke im weiteren Verlauf des Blasens an der Stelle d erneut den Bereich der übermäßigen Schlackenbildung, so wird die Lanze wiederum auf 1,4 m abgesenkt Steigt die Schlacke daraufhin weiter bis in den Gefahrenbereich vor dem Ober venneiden.

In der vierten Ausführungsform schafft die Erfindung somit ein Verfahren zum Steuern der Schlackenbildung in einem Konverter, bei welchem die durch die Bewegungen eines im Konverter aufgehängten Gegenstands hervorgerufenen Beschleunigungen in rechtwinklig zueinander verlaufenden Richtungen in einer horizontalen Ebene gemessen werden und ihre Vektorsumme als Parameter für eine genaue Steuerung verwendet wird.

Gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung werden funktioneile Beziehungen von Informationen, betreffend beispielsweise die Eintauchtiefe der Lanze in der Schlacke, die Sauerstoffzufuhr usw. zur Ermittlung der Höhe der schäumenden Schlacke verwendet, wobei die ermittelten Werte dann als Faktoren für die Steuerung der Schlackenbildung Anwendung finden.

In verschiedenen Anlagen und bei Anwendung verschiedener Blasverfahren kann die Richtung der Bewegungen der Lanze je nach Art ihrer Halterung, nach dem Betriebszustand innerhalb des Konverters und anderen Faktoren in verschiedener Weise variieren, so daß bei einer Messung der Beschleunigungen in nur einer Richtung ein genaues Ergebnis für die Steuerung der Schlackenbildung nicht erzielbar ist.

Um diesem Nachteil zu begegnen, ist in dieser Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, daß die bei den Bewegungen einer Lanze auftretenden Beschleunigungen in zwei ir einer waagerechten Ebene rechtwinklig zueinander verlaufenden Richtungen χ und ygemes-

ermittelt und der dabei erhaltene Wert als Parameter für die Steuerung verwendet wird (F i g. 20 #).

wallen an, so wird die Sauerstoffzufuhr am Punkt e von 30 sen werden, daß unter Anwendung der folgenden For-650 NmVmin auf 450 NmVmin verringert worauf der mel (6) eine Größe für die effektive Beschleunigung aat Spiegel der Schlacke wieder absinkt so daß allenfalls einige Spritzer aus dem Konverter austreten.

An dem mit / bezeichneten Punkt sinkt der Spiegel

der Schlacke wieder in den Bereich der guten Schlak- 35 a^j = V(oJ² + (α,)² (6)

kenbildung ab, worauf die Sauerstoffzufuhr auf 550 NmVmin erhöht und die Lanze wiederum auf 1,6 m worin angehoben wird.

Liegt der Schlackenspiegel dann wieder sicher inner-

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halb des Bereichs der guten Schlackenbildung, so wird die Sauerstoffzufuhr am Punkt g wiederum von 550 auf 650 NmVmin erhöht, worauf die weitere Steuerung wieder gemäß dem Programm abläuft Am Punkt h wird die Lanze auf eine Höhe von 1,8 m angehoben und die Sauerstoffzufuhr auf 700 NmVmin erhöht so daß die Betriebsbedingungen nach Verbrauch von 85% des insgesamt zum Blasen zu verwendenden Sauerstoffs im Bereich der guten Schlackenbildung liegen. Die anschließende Steuerung gemäß dem Programm führt dann zu einem guten Ergebnis beim Abstechen des Stahls.

Wie vorstehend bemerkt beruht das erfindungsgemäße Verfahren zum Steuern und Überwachen der Schlackenbildung nicht auf mittelbaren Maßnahmen wie Abgasanalysen, Messungen der Temperatur, der Schwingungen und der Geräusche am Konverter usw., sondern auf der direkten Messung von durch die Bewegung der Schlacke an der Lanze hervorgerufenen Beschleunigungen, und ist dadurch den herkömmlichen Verfahren weit überlegen.

Insbesondere berücksichtigt die Erfindung die Tatsache, daß die an der Lanze auftretenden Beschleunigungen proportional dem Produkt aus der Eintauchtiefe der Lanze in der Schlacke und der Sauerstoffzufuhrmenge sind und Rückschlüsse auf die Höhe der schäumenden Schlacke erlauben, so daB die Schlaufenbildung durch Änderungen der Sauerstoffzufuhr und der Höhe der Lanze steuerbar ist. Dadurch läßt sich die Höhe der Schlacke weitgehend bestimmen und ein Überwallen

Größe der effektiven Beschleunigung, Größe der Beschleunigung in Richtung χ Größe der Beschleunigung in Richtung y einer waagerechten Ebene.

Eine Anordnung zum Durchführen eines Verfahrens in dieser Ausführungsform ist in Fig.21 dargestellt F i g. 22 zeigt die Beziehungen zwischen den integrierten Mittelwerten für die Beschleunigungen in der Richtung χ und den anhand der Formel (6) ermittelten effektiven Beschleunigungen im Betrieb der Anordnung nach so Fig.21. Während der ersten zehn Minuten des Blasens ändert sich diese Beziehung kaum, was darauf hindeutet, daß die Schwingungen vorwiegend in der Richtung χ auftreten. Anschließend daran nimmt die Komponente der Schwingungen in der Richtung y zu, worauf sich dann nach 12 min wieder die in der Richtung χ verlaufende Komponente verstärkt. Die Zeitpunkte 1,2,3 für die Messung der tatsächlichen Höhe der Schlacke mittels einer Hilfslanze sind in F i g. 22 mit Pfeilen angegeben.

Fig.23 zeigt die Beziehungen zwischen einem Mittelwert G der in waagerechten Richtungen an der Lanze auftretenden Beschleunigungen und dem Produkt FO> · (Sn — Ln) der Sauerstoffzufuhrmenge und der Eintauchtiefe der Lanze zu verschiedenen Zeitpunkten, an denen die Höhe .S// der Schlacke gemessen wurde. Die mil I, 2 und J bezeichneten Messungen wurden zu den in Fig. 22 durch die Pfeile 1, 2 und 5 bezeichneten Zeitpunkten genommen.

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Wie man in F i g. 23 erkennt, ist zwischen den durch das Zeichen O dargestellten effektiven Beschleunigungswerten und dem Produkt FO2 · (Sh — Lh) eine im wesentlichen lineare Beziehung mit sehr geringer Streuung vorhanden. Die gemittelten Werte der Beschleuni- gungen in der Richtung χ stehen daher in keiner direkten Beziehung zu diesem Produkt, da die Richtung der Schwingungen bei den einzelnen Messungen variiert, so daß sich eine starke Streuung ergibt Bei Verwendung des effektiven Wertes ist dagegen für jede Messung eine nahezu lineare Beziehung mit geringer Streuung gegeben.

Um also die Höhe der Schlacke anhand von Beschleunigungsmessungen bestimmen und die Schlackenbildung auf dieser Basis steuern zu können, muß man mit den effektiven Beschleunigungswerten arbeiten, bei denen die Einflüsse der Richtung der Schwingungen ausgeschaltet sind.

Bei der für die Ermittlung der vorstehenden Daten verwendeten, in Fig.21 dargestellten Anordnung sind am oberen Teil der in den Konverter 1 ragenden Lanze 2 zwei BeschieunigungsmeßfOhier 7, T für die Messung von Beschleunigungen in den Richtungen χ und y rechtwinklig zueinander angebracht Die Anordnung für die Steuerung der Schlackenbildung umfaßt zwei Demodulatoren 26,26' und einen Wellenformer 27 zum Berechnen der effektiven Beschleunigungen a_etr und Darstellung derselben in Wellenform, einen Prozeßrechner 21 und eine Steuereinheit 29 für die Einstellung der Lanze und der Sauerstoffzufuhr. Der Konverter 1 enthält eine Stafeischmelze 6 und eine Schlackenschmelze 6.

Im Betrieb des Konverters mit Steuerung der Schlakkenbildung auf der Basis der vorstehend erläuterten effektiven Beschleunigungswerte können diese selbst bei im wesentlichen gleichen Bedingungen für die Schlakkenbildung in Abhängigkeit von der Sauerstoffzufuhr und der Höhe der Lanze variieren, so daß also für eine genaue Ermittlung der Schlackenbildung eine Korrektur für die Einflüsse der Sauerstoffzufuhr und der Höhe der Lanze eingeführt werden muß.

In dieser fünften Ausführungsform dei Erfindung wird die Überwachung und Steuerung der Schlackenbildung anhand der effektiven Beschleunigungswerte, der Sauerstoffzufuhr und der Höhe der Lanze in der gleichen Weise durchgeführt wie in der vierten Ausfüh- lungsform, so daß eine weitere Erläuterung nicht notwendig ist. Gegenüber der vierten Ausführungsform ermöglicht die fünfte Ausführungsform jedoch eine weitere Verbesserung des Genauigkeitsgrades bei der Steuerung der Schlackenbildung.

Hierzu 13 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Steuern der Schlackenbildung in einem LD-Konverter, dadurch gekennzeichnet, daß eine vertikal in den Konverter hineinhängende Blaslanze, welche den bei der Schlakkenbildung hervorgerufenen Schlackenbewegungen ausgesetzt ist, mit einem Beschleunigungsdetektor versehen wird, um die auf die Blaslanze einwirkende Beschleunigung in Horizontalrichtung zu messen, daß die gemessenen Bleschleunigungswerte integriert werden, um die Größe der Beschleunigung zu erhalten und daß die Schlackenbildung unter Verwendung der ermittelten Beschleunigungsgröße als Regelgröße gesteuert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Beschleunigungs-Deiektor gemessenen Beschleunigungsänderungskomponenten in erste und zweite Änderungskomponenten unterteiit werden, wobei die ersten Anderungskornponenten der Eigenfrequenz der Blaslanze sowie den Zuleitungen für Sauerstoff und Kühlwasser zu dieser Lanze zugeordnet werden und die zweiten Änderungskomponenten der Schlackenbildung zugeordnet werden und lediglich diese zweiten Änderungskomponenten integriert werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenform dieser zweiten Änderungskomponenten der Beschleunigung in Abständen von jewdis einigen Sekunden mittels eines Wellenformers integriert wird, daß der Pegel der integrierten Werte in wenigstens vier Zonen für unzureichende Schlackenbildung, gv-f. Schlackenbildung, übermäßige Schlackenbildung und Überkochen klassifiziert wird und daß die Schlackenbildungsbedingungen auf der Grundlage dieser Zoneneinteilung mittels einer Diskriminiereinrichtung diskriminiert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem reiner Sauerstoff automatisch programmgesteuert in den LD-Konverter eingeblasen wird und die erforderlichen Sauerstoff- und Kühlmittelmengen zum Erzielen des angestrebten Kohlenstoffgehaltes und der angestrebten Schmelzbadtemperatur nach dem dynamischen Modell berechnet werden, wobei die gemessenen Informationen bezüglich Kohlenstoffgehalt und Temperatur durch Eintauchen einer Hilfslanze in das Schmelzbad gewonnen und einem, gespeicherte Blasvorgaben enthaltenden Rechner zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderungen der Schlackenbildungsbedingungen während des Blasvorganges über die Schlackenbewegung im Konverter mit Hilfe des Beschleunigungsdetektors ermittelt und zur Modifizierung des Blasprogrammes verwendet werden.

5. Verfahren nach wenigstens einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitelwertpegel der ermittelten Wellenform in vier Zonen entsprechend eo

1. unzureichender Schlackenbildung,

2. guter Schlackenbildung,

3. übermäßiger Schlackenbildung und

4. einem Überkochen klassifiziert wird,

wobei nachdem die Zonen unzureichender Schlak- b5 kenbildung, übermäßiger Schlackenbildung und des Überkochens vorgegeben sind, der Wellcnformpegel der Beschleunigung in Richtung der guten Schlackenbildungszone gesteuert wird, indem die Lanzenhöhe und die Saüerstoffblasmenge entsprechend vergrößert bzw. verringert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe der schäumenden Schlacke abgeschätzt wird aus dem ermittelten Beschleunigungswert, der Menge des in den Konverter eingeblasenen Sauerstoffs und dem Ist-Wert der Lanzeneintauchtiefe unter Verwendung einer funkbonellen Beziehung zwischen der Beschleunigung, der Lanzeneintauchtiefe in die Schlacke und dem Sauerstoffdurchfluß zwecks Erzielung von Schlackenbildungs-Steuerfaktoren für die vorbestimmten Blasmuster und daß die Schlackenbildung unter Verwendung der Schätzgröße als Regelgröße gesteuert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Funktion für das Abschätzen der Schlackenbildungshöhe durch die folgende Gleichung ausgedrückt wird.