EP0402344B1 - Verfahren zur Schlackenführung in einem Blasstahlkonverter - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a method for slag guidance in a blow steel converter with at least one blow lance, the distance of which from the bath surface, which is controlled according to a desired course of the fresh process, is corrected as a function of the sound level of the blow noise measured at selected frequencies by the slag, if necessary by adapting the amount of oxygen supplied as it is, for example according to EP-A-130 960 is possible.
- the lance distance from the bath surface is reduced after the beginning of the blowing process with the increase in the slag level.
- the slag that forms dampens the blowing noise it can pass through the slag Measured sound level of the blowing noise for slag guidance are evaluated, especially since the sound level of the blowing noise damped by the slag, which is measured in particular at certain frequencies, also depends on the composition of the slag.
- the sound level of the blowing noise damped by the slag measured at certain frequencies, can therefore be used to control the lance distance from the bath surface in order to set a viscous, reactive slag adapted to the respective blowing course.
- the state of the slag depends on many influencing variables and is subject to constant changes, in the case of lance control, depending on the sound level of the blowing noise damped by the slag, slag ejection cannot be avoided.
- the invention is therefore based on the object of improving a method for slag guidance in a blow steel converter of the type described at the outset in such a way that not only an advantageous, reactive slag is ensured, but also the greater ejection probability that otherwise occurs with such a slag guidance can be suppressed .
- the invention achieves the stated object in that the actual values of the sound level measured at the individual frequencies are combined to form a resulting characteristic variable, and the difference between this resulting characteristic variable and a predetermined comparison variable which determines a probable ejection on the basis of the sound level which can be assigned to it and, if necessary, after a linkage with other parameters influencing the probability of slag ejection is compared according to probability rules as a measure of an ejection probability with at least one predefined probability limit, a correction if these are exceeded of the blowing lance spacing or the amount of oxygen supplied, and that when a slag ejection is determined, the predetermined comparison variable is corrected on the basis of the characteristic variable obtained from the actual values of the sound level.
- the invention is based on the knowledge that the parameters determined in each case from a plurality of slag ejections from the sound levels accumulate in a certain range, so that a center or a center of gravity can be specified in this parameter field, which due to the sound amplitudes that can be assigned to it determines a probable ejection at individual frequencies. Therefore, if the sound amplitudes determined at any time during the blowing process for the selected frequencies are combined to form a corresponding parameter and compared with a comparison parameter corresponding to the focus of the parameter field, then the difference between the comparison parameter associated with an expected ejection and the determined parameter can result in an ejection probability be specified at the time of measurement.
- the lance distance from the bath surface or the amount of oxygen supplied by the blowing lance can thus be reduced in order to reduce the ejection probability accordingly.
- the comparison variable can be affected by a corresponding shift in the center of gravity or center of the slag ejection that determines the comparison variable based on the actual values of the sound level measured during this ejection Parameter field are corrected.
- the linking of the sound amplitudes determined at the selected frequencies to a characteristic can advantageously be done by combining the individual sound amplitudes in a vector space with spatial axes assigned to a frequency to form a characteristic vector, the size of the difference vector between this characteristic vector and the vector associated with the comparison variable is determined as a measure of the probability of a slag ejection depending on the sound level.
- the ejection probability depends not only on the sound level determined at certain frequencies, but also on other influencing factors, e.g. B.
- the measure of the ejection probability related to the sound level can be linked according to rules of probability calculation with ejection probabilities dependent on other parameters to a resulting probability, which naturally improves the accuracy of the possible slag guidance.
- the actuator is designated by 4.
- the blowing lance 2 which is connected via a supply line 5 to an oxygen source (not shown), passes through an exhaust hood 6 assigned to the blowing steel converter 1, from which a sound guide tube 7 leads to a sound pickup 8, which also protects against inadmissible thermal stress and excessive contamination Nitrogen can be purged, which is supplied via the nitrogen line 9.
- the output signal of the microphone 10 of the sound pickup 8 is divided by individual frequency filters 11, 12, 13 and 14 into signals assigned to selected frequency ranges, the sound levels of which are determined in an evaluation circuit 15 by averaging a plurality of sound amplitudes measured in succession and linked to one another to form a resulting parameter, and by the vectorial combination of the individual sound levels, each assigned to a frequency or frequency range, to form a sum vector in an orthogonal vector space, each with a spatial axis for the individual frequencies or frequency ranges.
- a difference vector to a comparison vector that can be read in via an input 16 is determined in the evaluation circuit 15, which is assigned to those sound levels related to the individual frequencies at which a slag ejection must be expected due to an assumed or experimentally determined frequency distribution of slag emissions.
- the length of this difference vector can thus be evaluated as a measure of the ejection probability to be expected at a measured sound level, because the ejection probability increases with a decreasing distance between the end points of the comparison and the sum vector.
- the respective value of the ejection probability results from the determined or assumed frequency distribution of the ejections depending on the size of the difference vector.
- the actual values of the sound level measured for the individual frequencies in each case with a plurality of ejections can be combined to sum vectors, the center of gravity located in this center being determined from the end points of these sum vectors clustering around a center, which then determines the comparison variable or determines the comparison vector.
- the carriage 3 for storing the blowing lance 2 is assigned a displacement sensor 18 and the supply line 5 is a sensor 19 for the flow rate of oxygen, so that via computer stages 20, 21, which are assigned to these sensors 18 and 19, the respective measured values
- the associated probability values can be determined on the basis of the frequency distribution of the ejections stored in the computer stages 20 and 21 and related to the respective measured values, in order to arrive at a resulting probability according to the rules of the probability calculation by linking the only one parameter taking into account only one parameter the linkage stage 22 using the Bayesian rule for the dependence of the ejection probability on the lance distance a, the oxygen flow rate per unit of time, the total amount of oxygen supplied up to the time of measurement and on the age of the converter and thus de
- a switching stage 23 is provided in addition to the computer stages 20 and 21, which dependency the ejection probability from the number of melts already driven with the converter lining.
- the resulting probability variable obtained via the linkage stage 22 can then be compared in a control device 24 with at least one limit value of the permissible ejection probability read in via an input 25, in order to reduce the lance distance a or the amount of oxygen supplied when this limit value is exceeded, by using the control device 24 the actuator 4 for the carriage 3 is controlled.
- An actuator 26 for a control valve 27 in the oxygen supply line 5 is used to control the amount of oxygen supplied.
- the actual values of the sound level measured during ejection can be read into the evaluation circuit 15 to correct the comparison variable via a command circuit 28, which, when the comparison variable specified via the input 16 is repeatedly corrected, results in slag guidance with a low ejection probability allowed.
- a sequence control 29 is provided which alternately controls the nitrogen supply via a switching valve 31 provided with an actuator 30 with the measured value acceptance by the evaluation circuit 15.
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Description
- 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, wie es z.B. nach EP-A- 130 960 möglich ist.
- 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 Blasgeräusches 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, reaktionsfähige Schlacke einzustellen. Da der Schlackenzustand jedoch von vielen Einflußgrößen abhängt und ständigen Änderungen unterworfen ist, können bei Lanzensteuerung in Abhängigkeit von dem Schallpegel des durch die Schlacke gedämpften Blasgeräusches Schlackenauswürfen nicht vermieden werden.
- Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Schlackenführung in einem Blasstahlkonverter der eingangs geschilderten 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 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 Wahrscheinklichkeitsgrenze verglichen wird, bei deren Überschreitung eine Korrektur des Blaslanzenabstand bzw. der zugeführten Sauerstoffmenge erfolgt, und daß bei einem festgestellten Schlakkenauswurf 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 für 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 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 Schlakkenauswurfes 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 Sauerstoffmenge 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 Auswurfwahrscheinlichkeit 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 Frequenzfilter 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 einer 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 Vergleichsvektor 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 berrücksichtigenden 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 Auswurfwahrscheinlichkeit 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 zugeführten Sauerstoffmenge dient ein Stelltrieb 26 für ein Steuerventil 27 in der Sauerstoff-Versorgungsleitung 5.
- Tritt trotz dieser Korrekturmaßnahmen 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 einer 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 Meßwertübernahme durch die Auswerteschaltung 15 steuert.
Claims (1)
- Verfahren zur Schlackenführung in einem Blasstahlkonverter (1) mit wenigstens einer Blasslanze (2), deren entsprechend einem gewünschten Ablauf des Frischvorganges gesteuerter Abstand (a) von der Badoberfläche (17) in Abhängigkeit von dem bei ausgewählten Frequenzen durch die Schlacke gemessenen Schallpegel des Blasgeräusches gegebenenfalls unter Anpassung der zugeführten Sauerstoffmengen 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 Sauerstoffmenge erfolgt, und daß bei einem festgestellten Schlackenauswurf die vorgegebene Vergleichsgröße an Hand der dabei aus den Istwerten des Schallpegels erhaltenen Kenngröße korrigiert wird.
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