EP2823071A1 - Verfahren zum betreiben einer vakuumschmelzanlage und nach diesem verfahren betriebene vakuumschmelzanlage - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer vakuumschmelzanlage und nach diesem verfahren betriebene vakuumschmelzanlage

Info

Publication number
EP2823071A1
EP2823071A1 EP13714572.8A EP13714572A EP2823071A1 EP 2823071 A1 EP2823071 A1 EP 2823071A1 EP 13714572 A EP13714572 A EP 13714572A EP 2823071 A1 EP2823071 A1 EP 2823071A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pan
vacuum melting
height
thickness
vacuum
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13714572.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Matschullat
Detlef Rieger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Primetals Technologies Germany GmbH
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Priority to EP13714572.8A priority Critical patent/EP2823071A1/de
Publication of EP2823071A1 publication Critical patent/EP2823071A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/10Handling in a vacuum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/28Manufacture of steel in the converter
    • C21C5/42Constructional features of converters
    • C21C5/46Details or accessories
    • C21C5/4673Measuring and sampling devices
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/04Removing impurities by adding a treating agent
    • C21C7/076Use of slags or fluxes as treating agents
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C5/00Manufacture of carbon-steel, e.g. plain mild steel, medium carbon steel or cast steel or stainless steel
    • C21C5/52Manufacture of steel in electric furnaces
    • C21C2005/5288Measuring or sampling devices
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C2300/00Process aspects
    • C21C2300/02Foam creation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00Arrangements of controlling devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00Arrangements of controlling devices
    • F27D2019/0006Monitoring the characteristics (composition, quantities, temperature, pressure) of at least one of the gases of the kiln atmosphere and using it as a controlling value
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D19/00Arrangements of controlling devices
    • F27D2019/0028Regulation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27DDETAILS OR ACCESSORIES OF FURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS, IN SO FAR AS THEY ARE OF KINDS OCCURRING IN MORE THAN ONE KIND OF FURNACE
    • F27D21/00Arrangements of monitoring devices; Arrangements of safety devices
    • F27D21/04Arrangements of indicators or alarms
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a vacuum melting plant.
  • the dung ⁇ OF INVENTION relates to a powered with this procedure a vacuum smelter.
  • VD vacuum melting plant
  • VOD vacuum decarburization or vacuum oxygen decarburization
  • Too ge ⁇ rings feed rate can cause the temperature of the molten steel tes before reaching the target kept as far falls on extraneous elements that reheating the steel melt in the pan or a complet ⁇ tes after-treatment of the melt is required.
  • a high feed rate can lead to overcooking or foaming of the melt, in particular during vacuum refining with oxygen, which is associated with a considerable and time-consuming subsequent cleaning effort.
  • the adjustment of the rate is supplied with process gas of the Stahlschmel ⁇ ze, is carried out manually by the operating person accordingly the feed rate controls the surface image of the melt and thus the height of the foamed slag in the ladle obser ⁇ tet and by means of a camera.
  • the process ⁇ leadership is therefore dependent on the experience and the attention of an operator, so that incorrect or inefficient process management can not be safely avoided.
  • faulty operating states as caused for example by leaks in the vacuum system, can only be recognized with great difficulty or very late.
  • the invention is therefore based on the object to provide a method for operating a vacuum melting plant for metallurgical treatment of a molten steel, with which the process reliability is improved.
  • the dung ⁇ OF INVENTION It is the object of specifying an operatio with this method ⁇ bene vacuum smelter.
  • the stated object is achieved with a method having the features of claim 1. According to these features, the acoustically coupled structure-borne sound pick-up, which is acoustically coupled to the molten steel, receives the acoustic signals generated in the pan and detects a leak used in the vacuum melting plant.
  • the invention is based on the consideration that when operating the vacuum melting system, in particular when blowing process gas in the pan resulting acoustic signals depending on the origin of the sound generation and the associated propagation paths up to a Schallauf ⁇ takers have characteristic properties that it allow to deduce from the acoustic signals of information about the operating state of the vacuum melting installation and, where appropriate, ⁇ occurring leaks can be quickly identified and fixed.
  • the acoustic signals are also used to determine the height or the thickness of the (foam) slag in the ladle over the molten bath of the molten steel, the risk of overcooking of the melt can be detected in good time and accordingly countermeasures can be taken. took, for example, reduction or discontinuation of the supply of process gas, initiated to prevent overcooking.
  • the height of the foamed slag is to be understood below as meaning the position of the upper level of the foamed slag relative to a fixed reference point of the vacuum smelting plant. For example, this may be the distance between the bottom of the pan and the top level.
  • the height of the foamed slag is essentially determined by its thickness, since the height of the egg ⁇ tual molten steel is practically constant.
  • Such overcooking or foaming can be reliably prevented in particular if the time differential quotient of the height or the thickness of the foamed slag is determined. In this way, a rapid increase in the height of the foam slag is detected in good time.
  • the determined height or thickness and / or their time differential quotient for controlling the height of the foam slag by controlling the supply of a process gas into the pan are used. In this way, the entire process occurring in the vacuum system after-treatment process can be stabilized accordingly.
  • the object according to the invention is achieved with a vacuum melting system having the features of claim 5.
  • the vacuum melting system comprises at least one structure-borne sound pickup acoustically coupled directly or indirectly to the pan for receiving the acoustic signals generated in the pan and one Control and evaluation device with an algorithm implemented therein for detecting a leak in the vacuum melting system from the acoustic signals recorded by the one or more structure-borne sound pickups. If one acoustic emission sensor on the pan is fixed at least, the sound signals arising within the pan may in particular be of high sensitivity regist ⁇ riert.
  • an algorithm is also implemented in the control and evaluation device with which the height H or thickness d of the foamed slag and / or the temporal differential quotient of this height H or thickness d are determined from the acoustic signals.
  • a vacuum melting plant comprises a sub ⁇ pressure vessel 2, which is closed with a cover 4.
  • a pan 6 filled with molten steel is introduced, to the underside of which a plurality of gas supply lines 8 for supplying process gas PI are connected, of which only one is shown in the figure for reasons of clarity.
  • Vacuum tank 2 and lid 4 accordingly form a pan 6 umge ⁇ bendes system part.
  • VOD ⁇ vacuum melting installation Shown in dashed lines is the embodiment of a so-called VOD ⁇ vacuum melting installation, wherein in the cup 6 via a further gas supply line 10 as a further process gas P2 Oxygen can be introduced.
  • the pan 6 is additionally covered suction ⁇ with a protective cover 12, with the slag ejection can be reduced by foaming.
  • Structure-borne sound pickups 30-1, 30-2, 30-3 and 30-4 are arranged on both the outer wall of the pan 6 and on the wall of the reduced-pressure vessel 2 and on the cover 4 of the vacuum cylinder 2, with which the inside and be received in the vicinity of the pan 6, for example by a vacuum pump, generated acoustic signals.
  • the on the vacuum boiler 2 or on the cover 4 preferably permanently installed structure-borne sound pickup 30-3, 30-4 can also be arranged within the vacuum vessel 2. They are not acoustically coupled directly to the wall of the pan 6. Rather, the acoustic generated in the pan 6 will see signals via respective scaffolding on the wall of the Un ⁇ terdruckkessels 2 and the lid 4 transmitted.
  • the measurement signals M1, M2, M3 and M4 are subjected to a signal analysis in the evaluation device 40 and the occurrence of operating states caused by leaks, for example by a cover 4 that is not correctly closed, is recognized in good time and the self-learning physical model is detected the corresponding deficiency can be remedied accordingly quickly.
  • who set the different operating conditions in a learning phase before the actual commissioning added, for example, operation of the vacuum system with correct and incorrect ver ⁇ closed lid, deliberate setting of leaks, and the corresponding structure-borne sound signals ⁇ .
  • measurement signals Ml, M2, M3, M4 are stored as a typical pattern, so that by comparison of a measured in real operation frequency spectrum with the stored patterns, the occurrence and cause , that the location may be a leak Festge ⁇ provides.
  • the thickness d of the foam suppression ⁇ blocks 18 and the height H or position within the pan 6 loading influenced significantly the particular arranged from the upper Be ⁇ rich pan 6 impact sound sensors 30-1 collected sound signal.
  • the height H or the thickness d of the foamed slag can be determined.
  • the frequency spectra of the measurement signals M1, M2, M3 and M4 are also compared in this application with frequency spectra, which are used in a previous learning phase with different frequency spectra.
  • the height H and in particular the thickness d of the foamed slag 18 or their time-relative differential quotient dH / dt or dd / dt can be determined , without requiring an observation with a camera erforder Lich.
  • control signals S1 and S2 are generated in the control and evaluation device 40, with which the feed rate of the process gases PI, P2 is controlled, by the height of the foamed slag 18 to eggin ⁇ nen constant value or at least to prevent foaming of foamed slag 18.
  • a plurality of body ⁇ sound pickups are provided both on the pan 6 and the vacuum boilers 2.
  • the method according to the invention can also be carried out with a single structure-borne sound pickup 30-1, preferably in the upper region of the pan.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
  • Treatment Of Steel In Its Molten State (AREA)
  • Coating With Molten Metal (AREA)
  • Examining Or Testing Airtightness (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zum Betreiben einer Vakuumschmelzanlage zur metallurgischen Behandlung einer Stahlschmelze und einer nach diesem Verfahren betriebenen Vakuumschmelzanlage, werden mit zumindest einem mittelbar oder unmittelbar an eine die Stahlschmelze aufnehmende Pfanne (6) akustisch gekoppelten Körperschallaufnehmer (30-1, 30-2, 30-3, 30-4) die in der Pfanne (6) erzeugten akustischen Signale aufgenommen und zur Ermittlung einer den Betriebszustand der Vakuumschmelzanlage charakterisierenden Größe herangezogen.

Description

Beschreibung
Verfahren zum Betreiben einer Vakuumschmelzanlage und nach diesem Verfahren betriebene Vakuumschmelzanlage
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben einer Vakuumschmelzanlage. Außerdem bezieht sich die Erfin¬ dung auf eine mit diesem Verfahren betriebene Vakuumschmelzanlage .
In einer Vakuumschmelzanlage wird eine beispielsweise in ei¬ nem vorangegangenen Schritt in einem Elektrolichtbogenofen erzeugte Stahlschmelze einer Nachbehandlung unterzogen, um in der Stahlschmelze noch enthaltene unerwünschte Begleitelemen- te zu eliminieren. Derartige Vakuumschmelzanlagen werden je nachdem, ob als Prozessgas ausschließlich ein Inertgas oder zusätzlich Sauerstoff eingesetzt wird, als VD- bzw. VOD- Anlagen bezeichnet (Vacuum Decarburisation bzw. Vacuum Oxygen Decarburisation) . Die Prozessdauer, d.h. die Zeitdauer bis zum Erreichen des angestrebten Gehaltes an störenden Begleitelementen, hängt wesentlich von der Rate ab, mit der die Prozessgase in die Stahlschmelze eingeblasen werden. Eine zu ge¬ ringe Zufuhrrate kann dazu führen, dass die Temperatur der Stahlschmelze noch vor dem Erreichen des angestrebten Gehal- tes an störenden Begleitelementen so weit absinkt, dass ein Nachheizen der Stahlschmelze in der Pfanne oder ein komplet¬ tes Nachbehandeln der Schmelze erforderlich ist. Eine hohe Zufuhrrate, kann jedoch insbesondere beim Vakuumfrischen mit Sauerstoff zu einem Überkochen bzw. Überschäumen der Schmelze führen, das mit einem erheblichen und zeitraubenden nachträglichen Reinigungsaufwand verbunden ist.
Die Einstellung der Rate, mit der Prozessgas der Stahlschmel¬ ze zugeführt wird, erfolgt dabei manuell, indem die Bedien- person mittels einer Kamera das Oberflächenbild der Schmelze und damit die Höhe der Schaumschlacke in der Pfanne beobach¬ tet und dementsprechend die Zufuhrrate steuert. Die Prozess¬ führung ist dementsprechend abhängig von der Erfahrung und der Aufmerksamkeit einer Bedienperson, so dass fehlerhafte oder ineffiziente Prozessführungen nicht sicher vermieden werden können. Darüber hinaus können fehlerhafte Betriebszu- stände, wie sie beispielsweise durch Undichtigkeiten der Va- kuumanlage hervorgerufen werden nur sehr schwer oder sehr spät erkannt werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Betreiben einer Vakuumschmelzanlage zur metallurgi- sehen Behandlung einer Stahlschmelze anzugeben, mit dem die Prozesssicherheit verbessert ist. Außerdem liegt der Erfin¬ dung die Aufgabe zu Grunde, eine mit diesem Verfahren betrie¬ bene Vakuumschmelzanlage anzugeben. Hinsichtlich des Verfahrens wird die genannte Aufgabe gelöst mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Gemäß diesen Merkmalen werden mit zumindest einem mittelbar oder unmittelbar an eine die Stahlschmelze aufnehmende Pfanne akustisch gekoppelten Körperschallaufnehmer die in der Pfanne erzeugten akustischen Signale aufgenommen und zur Detektion einer Undichtigkeit in der Vakuumschmelzanlage herangezogen.
Die Erfindung beruht dabei auf der Überlegung, dass die beim Betreiben der Vakuumschmelzanlage, insbesondere beim Einbla- sen von Prozessgas in der Pfanne entstehenden akustischen Signale je nach Entstehungsort der Schallerzeugung und der damit einhergehenden Ausbreitungswege bis zu einem Schallauf¬ nehmer charakteristische Eigenschaften aufweisen, die es ermöglichen, aus den akustischen Signalen Information über den Betriebszustand der Vakuumschmelzanlage abzuleiten und gege¬ benenfalls auftretende Undichtigkeiten können schnell erkannt und behoben werden.
Wenn die akustischen Signale außerdem zur Ermittlung der Höhe oder der Dicke der in der Pfanne über dem Schmelzbad der Stahlschmelze befindlichen ( Schaum) -Schlacke herangezogen werden, kann auch die Gefahr eines Überkochens der Schmelze rechtzeitig erkannt und es können dementsprechend Gegenmaß- nahmen, beispielsweise Reduktion oder Abbruch der Zufuhr von Prozessgas, eingeleitet werden, die ein Überkochen verhindern .
Unter Höhe der Schaumschlacke ist im Folgenden die Lage des oberen Pegels der Schaumschlacke relativ zu einem festen Bezugspunkt der Vakuumschmelzanlage zu verstehen. Dies kann beispielsweise der Abstand zwischen dem Boden der Pfanne und dem oberen Pegel sein. Die Höhe der Schaumschlacke ist dabei wesentlich bestimmt durch deren Dicke, da die Höhe der ei¬ gentlichen Stahlschmelze praktisch konstant ist.
Ein solches Überkochen oder Überschäumen kann insbesondere dann sicher verhindert werden, wenn der zeitliche Differentialquotient der Höhe oder der Dicke der Schaumschlacke er¬ mittelt wird. Auf diese Weise wird ein schnelles Ansteigen der Höhe der Schaumschlacke rechtzeitig erkannt.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die ermittelte Höhe bzw. Dicke und/oder deren zeitlicher Differentialquotient zur Regelung der Höhe der Schaumschlacke durch Steuerung der Zufuhr eines Prozessgases in die Pfanne herangezogen werden. Auf diese Weise kann der gesamte in der Vakuumanlage ablaufende Nachbehandlungsprozess entsprechend stabilisiert werden.
Hinsichtlich der Vakuumschmelzanlage wird die Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst mit einer Vakuumschmelzanlage mit den Merkmalen des Patentanspruches 5. Gemäß diesen Merkmalen um- fasst die Vakuumschmelzanlage zumindest einen mittelbar oder unmittelbar an die Pfanne akustisch gekoppelten Körperschallaufnehmer zum Aufnehmen der in der Pfanne erzeugten akustischen Signale sowie eine Steuer- und Auswerteeinrichtung mit einem darin implementierten Algorithmus zum Detek- tieren einer Undichtigkeit in der Vakuumschmelzanlage aus den von dem oder den Körperschallaufnehmern aufgenommenen akustischen Signalen. Wenn der zumindest eine Körperschallaufnehmer an der Pfanne fixiert ist, können insbesondere die innerhalb der Pfanne entstehenden Schallsignale mit hoher Empfindlichkeit regist¬ riert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist in der Steuer- und Auswerteeinrichtung außerdem ein Algorithmus implementiert, mit dem aus den akustischen Signalen die Höhe H bzw. Dicke d der Schaumschlacke und/oder der zeitliche Diffe- rentialquotient dieser Höhe H bzw. Dicke d ermittelt wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Vakuumschmelzanlage sind in den weiteren Unteransprüchen angegeben. Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläu- tert werden.
Für eine weitere Beschreibung der Erfindung wird auf das in einer schematischen Prinzipskizze dargestellte Ausführungs¬ beispiel der Figur verwiesen.
Gemäß der Figur umfasst eine Vakuumschmelzanlage einen Unter¬ druckkessel 2, der mit einem Deckel 4 verschlossen ist. In diesen Unterdruckkessel 2 ist eine mit einer Stahlschmelze befüllte Pfanne 6 eingebracht, an deren Unterseite eine Mehr- zahl von Gaszufuhrleitungen 8 zum Zuführen von Prozessgas PI angeschlossen sind, von denen in der Figur aus Gründen der Übersichtlichkeit nur eine dargestellt ist. Unterdruckkessel 2 und Deckel 4 bilden dementsprechend ein die Pfanne 6 umge¬ bendes Anlagenteil.
Gestrichelt eingezeichnet ist die Ausführungsform einer soge¬ nannten VOD-Vakuumschmelzanlage, bei der in die Pfanne 6 über eine weitere Gaszufuhrleitung 10 als weiteres Prozessgas P2 Sauerstoff eingeleitet werden kann. In dieser Ausführungsform ist die Pfanne 6 zusätzlich mit einem Schutzdeckel 12 abge¬ deckt, mit dem der Schlackenauswurf durch Überschäumen reduziert werden kann.
In der Pfanne 6 befindet sich Stahlschmelze, die sich aus ei¬ nem flüssigen Schmelzbad 14, dessen Badspiegel 16 sich im Abstand h vom Boden der Pfanne 6 befindet, und einer darüber befindlichen Schaumschlacke 18 zusammensetzt, deren Dicke d beträgt, so dass sich deren oberer Pegel 20 in der Höhe H=h+d über dem Boden der Pfanne 6 befindet.
Sowohl an der Außenwand der Pfanne 6 als auch an der Wand des Unterdruckkessels 2 sowie auf dem Deckel 4 des Unterdruckkes- sels 2 sind Körperschallaufnehmer 30-1, 30-2, 30-3 und 30-4 angeordnet, mit denen die im Inneren und in der Umgebung der Pfanne 6, beispielsweise durch eine Vakuumpumpe, erzeugten akustischen Signale aufgenommen werden. Die am Unterdruckkessel 2 oder am Deckel 4 vorzugsweise fest installierten Körperschallaufnehmer 30-3, 30-4 können auch innerhalb des Unterdruckkessels 2 angeordnet sein. Sie sind akustisch nicht unmittelbar mit der Wand der Pfanne 6 gekoppelt. Vielmehr werden die in der Pfanne 6 erzeugten akusti- sehen Signale über entsprechende Gerüste auf die Wand des Un¬ terdruckkessels 2 bzw. auf den Deckel 4 übertragen.
Die an der Außenwand der Pfanne 6 angeordneten und akustisch unmittelbar an die Wand der Pfanne 6 gekoppelten Körper- schallaufnehmer 30-1, 30-2 sind abnehmbar, d.h. lösbar an der Pfanne 6 fixiert und werden erst nach Einsetzen der Pfanne 6 in den Unterdruckkessel 2 mit Schnellverschlüssen an die Pfanne 6 angekoppelt. Die von den Körperschallaufnehmern 30-1, 30-2, 30-3 und 30-4 jeweils bereit gestellten Messsignale Ml, M2, M3 bzw. M4 wer¬ den an eine Steuer- und Auswerteeinrichtung 40 weitergelei- tet, in der sie ausgewertet und zum Detektieren einer Undichtigkeit in der Vakuumschmelzanlage herangezogen werden.
Die Messsignale Ml, M2, M3 und M4 werden in der Auswerteein- richtung 40 einer Signalanalyse unterzogen und unter Zuhilfenahme eines selbstlernenden physikalischen Modells wird das Auftreten von durch Undichtigkeiten, beispielsweise durch einen nicht korrekt verschlossener Deckel 4, verursachten Be- triebszuständen rechtzeitig erkannt und der entsprechende Mangel kann dementsprechend zügig behoben werden. Hierzu wer¬ den in einer Lernphase vor der eigentlichen Inbetriebnahme unterschiedliche Betriebszustände eingestellt, beispielsweise Betrieb der Vakuumanlage mit korrekt und nicht korrekt ver¬ schlossenen Deckel, bewusste Einstellung von Leckagen, und die entsprechenden Körperschallsignale aufgenommen. Die bei¬ spielsweise durch eine schnelle Fouriertransformation erzeug¬ ten Frequenzspektren der in dieser Lernphase gewonnenen Messsignale Ml, M2, M3, M4 werden als typische Muster hinterlegt, so dass durch Vergleich eines im realen Betrieb gemessenen Frequenzspektrums mit den hinterlegten Mustern das Auftreten und die Ursache, d.h. der Ort einer Undichtigkeit festge¬ stellt werden kann.
Der in der Pfanne 6 durch Einblasen von Prozessgas PI, P2 in die Stahlschmelze entstehende Schall breitet sich innerhalb des Schmelzbades 14 und innerhalb der Schaumschlacke 18 zur Wand hin aus, wobei die Schaumschlacke 18 schalldämpfend wirkt. Mit anderen Worten: Auch die Dicke d der Schaumschla¬ cke 18 und deren Höhe H bzw. Lage innerhalb der Pfanne 6 be- einflusst wesentlich das insbesondere von dem im oberen Be¬ reich der Pfanne 6 angeordneten Körperschallaufnehmer 30-1 aufgenommene Schallsignal.
Durch Analyse der akustischen Signale kann deshalb auch die Höhe H oder die Dicke d der Schaumschlacke ermittelt werden. Hierzu werden die Frequenzspektren der Messsignale Ml, M2, M3 und M4 auch in dieser Anwendung mit Frequenzspektren verglichen, die in einer vorangehenden Lernphase bei unterschiedli- chen Betriebszuständen der Vakuumschmelzanlage, insbesondere bei unterschiedlichem Druck im Unterdruckkessel 2, unterschiedlicher Zufuhrrate der Prozessgase PI, P2 sowie unter¬ schiedlicher durch Aufnahme mit einer Kamera bestimmter Höhen der Schaumschlacke, gemessen worden sind. Mit Hilfe von Lern- und Mustererkennungsalgorithmen können dann durch Vergleich eines realen gemessenen Frequenzspektrums mit den in der Lernphase gewonnenen Frequenzspektren die Höhe H und insbesondere die Dicke d der Schaumschlacke 18 bzw. deren zeitli- eher Differentialquotient dH/dt bzw. dd/dt ermittelt werden, ohne dass hierzu eine Beobachtung mit einer Kamera erforder¬ lich ist.
In der Steuer- und Auswerteeinrichtung 40 werden in Abhängig- keit von der ermittelten Höhe H bzw. Dicke d und vorzugsweise von den ermittelten Differentialquotienten Steuersignale Sl und S2 erzeugt, mit denen die Zufuhrrate der Prozessgase PI, P2 gesteuert wird, um die Höhe der Schaumschlacke 18 auf ei¬ nen konstanten Wert zu regeln oder aber zumindest ein Über- schäumen von Schaumschlacke 18 zu verhindern.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind sowohl an der Pfanne 6 als auch am Unterdruckkessel 2 eine Mehrzahl von Körper¬ schallaufnehmern vorgesehen. Grundsätzlich kann das erfin- dungsgemäße Verfahren jedoch auch mit einem einzigen, vorzugsweise im oberen Bereich der Pfanne angeordneten Körperschallaufnehmer 30-1 erfolgen.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausfüh- rungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele einge¬ schränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen .

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer Vakuumschmelzanlage zur metallurgischen Behandlung einer Stahlschmelze, bei dem mit zu- mindest einem mittelbar oder unmittelbar an eine die Stahlschmelze aufnehmende Pfanne (6) akustisch gekoppelten Körper¬ schallaufnehmer (30-1, 30-2, 30-3, 30-4) die in der Pfanne (6) erzeugten akustischen Signale aufgenommen und zur Detek- tion einer Undichtigkeit in der Vakuumschmelzanlage herange- zogen werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
bei dem die akustischen Signale zusätzlich zur Ermittlung der Höhe (H) oder der Dicke (d) der in der Pfanne über dem
Schmelzbad (14) der Stahlschmelze befindlichen Schaumschlacke (18) herangezogen werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
bei dem der zeitliche Differentialquotient der Höhe (H) bzw. der Dicke (d) ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3,
bei dem die ermittelte Höhe (H) bzw. Dicke (d) und/oder deren zeitlicher Differentialquotient zur Steuerung der Zufuhr ei- nes Prozessgases (PI, P2) in die Pfanne (6) herangezogen wer¬ den .
5. Vakuumschmelzanlage zur metallurgischen Behandlung einer Stahlschmelze in einer Pfanne (6), mit zumindest einem mit- telbar oder unmittelbar an die Pfanne (6) akustisch gekoppelten Körperschallaufnehmer (30-1 bis 30-4) zum Aufnehmen der in der Pfanne (6) erzeugten akustischen Signale sowie mit ei¬ ner Steuer- und Auswerteeinrichtung (40) mit einem darin implementierten Algorithmus zum Detektieren einer Undichtig- keit in der Vakuumschmelzanlage aus den von dem oder den Kör¬ perschallaufnehmern (30-1 bis 30-4) aufgenommenen akustischen Signalen .
6. Vakuumschmelzanlage nach Anspruch 5,
bei dem der zumindest eine Körperschallaufnehmer (30-1, 30-2) an der Pfanne (6) fixiert ist.
7. Vakuumschmelzanlage nach Anspruch 6,
bei dem der zumindest eine Körperschallaufnehmer (30-1) in einem oberen Bereich der Pfanne (6) angeordnet ist.
8. Vakuumschmelzanlage nach Anspruch 5, 6 oder 7,
bei dem der zumindest eine oder zumindest ein weiterer Kör¬ perschallaufnehmer (30-3, 30-4) an einem die Pfanne (6) umgebenden Anlagenteil (2, 4) fest installiert ist.
9. Vakuumschmelzanlage nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei dem in der Steuer- und Auswerteeinrichtung (40) außerdem ein Algorithmus implementiert ist, mit dem aus den akusti¬ schen Signalen die Höhe (H) bzw. Dicke (d) der Schaumschlacke (18) und/oder der zeitliche Differentialquotient dieser Höhe (H) bzw. Dicke (d) ermittelt wird.
10. Vakuumschmelzanlage nach Anspruch 9,
bei dem die Steuer- und Auswerteeinrichtung (40) zum Regeln der Höhe (H) bzw. der Dicke (d) der Schaumschlacke (18) durch Steuern der Zufuhr eines Prozessgases (PI, P2) in die Pfanne (6) in Abhängigkeit von der Höhe (H) bzw. Dicke (d) und/oder dem zeitlichen Differentialquotienten der Höhe (H) bzw. Dicke (d) der Schaumschlacke (18) vorgesehen ist.
EP13714572.8A 2012-04-11 2013-03-21 Verfahren zum betreiben einer vakuumschmelzanlage und nach diesem verfahren betriebene vakuumschmelzanlage Withdrawn EP2823071A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP13714572.8A EP2823071A1 (de) 2012-04-11 2013-03-21 Verfahren zum betreiben einer vakuumschmelzanlage und nach diesem verfahren betriebene vakuumschmelzanlage

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP20120163717 EP2650387A1 (de) 2012-04-11 2012-04-11 Verfahren zum Betreiben einer Vakuumschmelzanlage und nach diesem Verfahren betriebene Vakuumschmelzanlage
PCT/EP2013/055955 WO2013152938A1 (de) 2012-04-11 2013-03-21 Verfahren zum betreiben einer vakuumschmelzanlage und nach diesem verfahren betriebene vakuumschmelzanlage
EP13714572.8A EP2823071A1 (de) 2012-04-11 2013-03-21 Verfahren zum betreiben einer vakuumschmelzanlage und nach diesem verfahren betriebene vakuumschmelzanlage

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2823071A1 true EP2823071A1 (de) 2015-01-14

Family

ID=48045454

Family Applications (3)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20120163717 Withdrawn EP2650387A1 (de) 2012-04-11 2012-04-11 Verfahren zum Betreiben einer Vakuumschmelzanlage und nach diesem Verfahren betriebene Vakuumschmelzanlage
EP13714572.8A Withdrawn EP2823071A1 (de) 2012-04-11 2013-03-21 Verfahren zum betreiben einer vakuumschmelzanlage und nach diesem verfahren betriebene vakuumschmelzanlage
EP13713801.2A Active EP2823070B1 (de) 2012-04-11 2013-03-21 Verfahren zum betreiben einer vakuumschmelzanlage und nach diesem verfahren betriebene vakuumschmelzanlage

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP20120163717 Withdrawn EP2650387A1 (de) 2012-04-11 2012-04-11 Verfahren zum Betreiben einer Vakuumschmelzanlage und nach diesem Verfahren betriebene Vakuumschmelzanlage

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP13713801.2A Active EP2823070B1 (de) 2012-04-11 2013-03-21 Verfahren zum betreiben einer vakuumschmelzanlage und nach diesem verfahren betriebene vakuumschmelzanlage

Country Status (7)

Country Link
US (2) US20150108698A1 (de)
EP (3) EP2650387A1 (de)
KR (2) KR20140145592A (de)
CN (2) CN104245966B (de)
PL (1) PL2823070T3 (de)
RU (2) RU2630111C2 (de)
WO (2) WO2013152936A1 (de)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2650387A1 (de) * 2012-04-11 2013-10-16 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Vakuumschmelzanlage und nach diesem Verfahren betriebene Vakuumschmelzanlage
CN106871643B (zh) * 2017-04-11 2019-03-05 攀钢集团研究院有限公司 钛渣冶炼炉及其监控方法
US20210047702A1 (en) * 2018-02-15 2021-02-18 Tata Steel Nederland Technology B.V. Method to control slag foaming in a smelting process
CN113061684B (zh) * 2021-03-11 2022-04-22 莱芜钢铁集团银山型钢有限公司 一种基于音频化渣的转炉动态底吹方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LU71228A1 (de) * 1974-10-31 1976-03-17
ZA835649B (en) * 1982-08-25 1984-04-25 British Steel Corp Lancing in electric arc steelmaking
DE3817855A1 (de) * 1987-07-14 1989-01-26 Leybold Ag Einrichtung fuer die erfassung und auswertung von prozessgroessen, die waehrend des umschmelzens einer elektrode zu einem metallblock im vakuumlichtbogenofen auftreten
US4881239A (en) * 1987-07-14 1989-11-14 Leybold Aktiengesellschaft Fault detection during remelt of electrodes into blocks
RU2014762C1 (ru) * 1991-07-05 1994-06-15 Акционерное общество открытого типа "Санкт-Петербургское акционерное общество научно-исследовательского и проектного института основной химической промышленности" Система автоматического управления электрическим режимом рудно-термической печи
AU659051B2 (en) * 1991-10-07 1995-05-04 Tanknology/Nde Corporation Method of confirming the presence of a leak in a liquid storage tank
US5252120A (en) * 1992-10-26 1993-10-12 A. Finkl & Sons Co. Method and apparatus for double vacuum production of steel
ATA155793A (de) * 1993-08-04 1996-04-15 Voest Alpine Ind Anlagen Verfahren zum herstellen einer metallschmelze und anlage zur durchführung des verfahrens
US5557631A (en) * 1994-05-06 1996-09-17 Dynex Engineering Inc. Sonic furnace monitoring apparatus
JPH08295924A (ja) * 1995-04-22 1996-11-12 Nisshin Steel Co Ltd 真空脱ガス装置における検音式脱炭終点判別法
JPH08311528A (ja) * 1995-05-16 1996-11-26 Nisshin Steel Co Ltd 溶鋼の真空脱炭法
CN1043061C (zh) * 1995-09-27 1999-04-21 上海第五钢铁厂 转炉用铬矿熔融还原直接冶炼不锈钢方法
DE19949330C2 (de) * 1999-10-13 2001-12-06 Sms Demag Ag Verfahren und Einrichtung zur Einhüllung eines Lichtbogens
DE10152371B4 (de) * 2001-10-24 2004-04-15 Sms Demag Ag Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Schaumschlackenhöhen beim Frischvorgang in einem Blasstahlkonverter
CA2516197C (en) * 2003-02-14 2013-01-22 Adept Science & Technologies, Llc Ultrasonic liquid level monitor
RU2268556C1 (ru) * 2004-04-01 2006-01-20 Государственное Учреждение Институт металлургии Уральского отделения Российской Академии Наук (ГУ ИМЕТ УрО РАН) Способ управления технологией электродуговой восстановительной плавки
KR20080022585A (ko) * 2005-07-22 2008-03-11 지멘스 악티엔게젤샤프트 전기 아크로의 하나 이상의 상태 변수의 결정 방법
KR20090062187A (ko) * 2007-12-12 2009-06-17 주식회사 포스코 탄소를 저감하기 위한 고크롬 페라이트계 스테인리스강의정련 방법
EP2650387A1 (de) * 2012-04-11 2013-10-16 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Vakuumschmelzanlage und nach diesem Verfahren betriebene Vakuumschmelzanlage

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO2013152938A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2630111C2 (ru) 2017-09-05
KR20140145592A (ko) 2014-12-23
CN104245967B (zh) 2016-06-01
EP2650387A1 (de) 2013-10-16
CN104245966A (zh) 2014-12-24
WO2013152936A1 (de) 2013-10-17
WO2013152938A1 (de) 2013-10-17
CN104245967A (zh) 2014-12-24
RU2014145229A (ru) 2016-05-27
EP2823070A1 (de) 2015-01-14
KR20140145591A (ko) 2014-12-23
RU2014145206A (ru) 2016-06-10
US20150091223A1 (en) 2015-04-02
EP2823070B1 (de) 2017-06-07
CN104245966B (zh) 2016-03-16
US20150108698A1 (en) 2015-04-23
PL2823070T3 (pl) 2017-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2823071A1 (de) Verfahren zum betreiben einer vakuumschmelzanlage und nach diesem verfahren betriebene vakuumschmelzanlage
EP2394124B1 (de) Verfahren zur regelung eines kohlenmonoxid-ausstosses eines elektrolichtbogenofens
EP2549833A1 (de) Verfahren zum Betreiben eines Lichtbogenofens und Schmelzanlage mit einem nach diesem Verfahren betriebenen Lichtbogenofen
EP2366033B1 (de) Schmelzofen
DE2056964A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur rauch losen Beschickung eines Ofens
AT509736B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur kontinuierlichen erfassung des schlackenniveaus in esu-anlagen mit kurzen gleitkokillen
WO2016050399A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum bestimmen des zeitpunktes der zündung bei einem sauerstoffblasverfahren
EP3108017B1 (de) Verfahren zum umwälzen eines metallbades und ofenanlage
WO2012139859A1 (de) Verfahren zum betrieb eines wechselstrom-elektrolichtbogenofens, vorrichtung zur durchführung des verfahrens sowie ein wechselstrom-elektrolichtbogenofen mit einer solchen vorrichtung
EP2855713B1 (de) VERFAHREN ZUM ÖFFNEN UND SCHLIEßEN EINER ABSTICHÖFFNUNG EINES METALLURGISCHEN SCHMELZGEFÄßES UND METALLURGISCHES SCHMELZGEFÄß
EP2666712B1 (de) Verfahren zur Steuerung eines Kopfventils an einem Schnorchel eines Unterseeboots
US20210047702A1 (en) Method to control slag foaming in a smelting process
DE19856343A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Früherkennung von Schlackendurchfluss im Schattenrohr einer Gießpfanne
KR20120033102A (ko) 턴디쉬의 용강 개재물 제거장치
EP1743948B1 (de) Schmelzofen und Verfahren zu dessen Betrieb
DE102011089524A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Pegelstandshöhe eines Mediums in metallurgischen Gefäßen
EP2489970A1 (de) Verfahren zum Betrieb eines Elektrolichtbogenofens für eine kontinuierliche DRI-Zufuhr, Elektrolichtbogenofen für eine kontinuierliche DRI-Zufuhr sowie Steuer- und/oder Regeleinrichtung für einen solchen Elektrolichtbogenofen
KR101842163B1 (ko) 압출기 물 보충 장치
KR101277598B1 (ko) 래들의 가스 주입구 세척용 치구 제어장치 및 제어방법
WO2017145702A1 (ja) 液液接触装置及び液液接触方法
DE102006050771A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen, Steuern und/oder Regeln des Spritzverhaltens einer Metallschmelze
KR20140083074A (ko) 고온수 냉각 및 스팀 배출 장치
CN108871462A (zh) 一种水库中水况监测系统及其监测方法
DE1290942B (de) Vorrichtung zum Einblasen von Gasen in ein Metallbad

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20141007

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAX Request for extension of the european patent (deleted)
RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: PRIMETALS TECHNOLOGIES GERMANY GMBH

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20170125

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20170607