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Konverter-Stahlerzeugung – Kohlenstoffstahl

"Konverter-Stahlerzeugung & Kohlenstoffstahl — verbessern Sie Ihren Wettbewerbsvorteil mit Komplettlösungen von den Erfindern des Prozesses "

"Die Anforderungen an die Produktqualität und Anlagenproduktivität und ‑verfügbarkeit steigen ständig. LD(BOF)-Anlagen von Primetals Technologies besetzen in der Stahlindustrie eine Spitzenposition hinsichtlich Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit. "

Als die Ingenieure Anfang der 1950er Jahre nach Alternativen zum Siemens-Martin- und Thomas-Verfahren für die Stahlerzeugung suchten, hätten sie sich nicht träumen lassen, dass sie mit der Entwicklung des Linz-Donawitz- (LD-) Konverters (im englischen Sprachraum auch als „Basic Oxygen Furnace“ (BOF) bezeichnet) eine Revolution in der Stahlerzeugung auslösen würden. Heute basieren etwa 70% der Stahlerzeugung weltweit auf dieser Technologie. Über 200 LD(BOF)-Anlagen – darunter zahlreiche schlüsselfertige Projekte – wurden bisher von Primetals Technologies geplant, gebaut und in Betrieb genommen.

LD(BOF)-Anlagen von Primetals Technologies

1952 wurde der Linz-Donawitz (LD) Prozess – im englischsprachigen Raum auch als „BOF“Prozess bezeichnet – in Österreich entwickelt. Schon bald wurde dieser Prozess zum Standard für die Stahlerzeugung auf Eisenerzbasis. Von seiner Erfindung an wurde der Prozess kontinuierlich optimiert und hinsichtlich seiner Verbrauchswerte, Produktivität und Wartungseigenschaften verbessert; heute kommt er weltweit in Stahlwerken erfolgreich zum Einsatz.

Ein wesentlicher Teil der Entwicklungs und Verbesserungsarbeit am LD-Prozess stammt von Primetals Technologies und deren Vorgängerunternehmen. Heute ist Primetals Technologies einer der führenden Anbieter von Lösungen für die Stahlerzeugung – mit einem gewaltigen Erfahrungsschatz und einer Fülle von Referenzprojekten sowohl für komplett neu errichtete Anlagen als auch für hochgradig spezialisierte, kundenspezifische Umrüstungs und Modernisierungsprojekte.

Obwohl der LD-Prozess bereits sehr ausgereift ist, investiert Primetals Technologies ständig in Entwicklungsmaßnahmen zur weiteren Verbesserung des Prozesses und der zugehörigen Ausrüstung. Moderne numerische Simulationsverfahren, Prozessmodelle, Logistiksimulationen und eine vollständige 3D-Modellierung sind nur einige der leistungsstarken Tools, die für diesen Zweck zum Einsatz kommen.

Die neuesten Entwicklungstrends sind eine genauere Prozesssteuerung und Prozessoptimierung mithilfe numerischer Modelle, eine Erhöhung des Automatisierungsgrades zur Verminderung des Personaleinsatzes in gefährlichen Bereichen sowie eine Optimierung der Ausrüstung zur Verlängerung ihrer Lebensdauer. All diese kleinen Schritte in Verbindung mit unserer langfristigen Erfahrung ermöglichen es Primetals Technologies, dem Wettbewerb immer einen Schritt voraus zu sein und unseren Kunden richtungweisende Lösungen anzubieten.
 

Spezialkonverter

Während für die Erzeugung von normalem Kohlenstoffstahl der LD-Prozess in nahezu allen integrierten Stahlwerken weltweit zum Einsatz kommt, werden für hochlegierte Stähle, zur Verarbeitung von hohen Schrott und Eisenschwammanteilen und für die Verarbeitung von Roheisen mit sehr hohem Siliziumgehalt Spezialkonverter eingesetzt. Primetals Technologies verfügt über ein breit gefächertes Portfolio von Spezialkonvertern; die größte Bedeutung haben dabei die bodenblasenden Konverter, die auch eine Kalk- und Kohleeinblasung ermöglichen sowie kombinierte Blasekonverter. Kennzeichnend für diese Konverter ist die Bodeneinblasung mit erdgasgekühlten Düsen im Konverterboden und Vorrichtungen zur Kalk und Kohleeinblasung. Die Bodeneinblasung bewirkt eine hervorragende Durchmischung des Stahlbads, durch die sich alle metallurgischen Reaktionen nahezu im Gleichgewicht befinden. Infolgedessen ist der Ertrag des Prozesses höher als bei einem nur von oben blasenden Konverter, und die Prozesssteuerung ist einfacher.

Primetals Technologies ist der führende Anbieter für Spezialkonverter und hat in den letzten Jahren mehrere Referenzprojekte realisiert. Insbesondere die Ausrüstung und die Automatisierung für die Bodenblastechnik wurden in den letzten Jahren verbessert und optimiert, um die vollständige Einhaltung der aktuellen Standards sicherzustellen. Eine der neuesten Entwicklungen für Spezialkonverter ist der „Jet Process“, der einen bodenblasenden Konverter mit einem Heißwindsystem kombiniert. Der von oben eingeleitete Heißwind sorgt dafür, dass die eingeblasene Kohle vollständig verbrennt und nahezu die gesamte Wärme auf das Stahlbad übertragen wird. Dadurch wird ein Gesamtwirkungsgrad von über 50 % erreicht, und eine große Bandbreite von Schrottanteilen kann mit hoher Produktivität verarbeitet werden. Ein erstes Referenzprojekt für den Jet Process wurde  bei einem Kunden in Asien realisiert.

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Intelligente Automatisierung für die Stahlherstellung 

Für Erzeugung von Qualitätsstahl auf dem neuesten Stand der Technik sind standardisierte, reproduzierbare Prozesse Voraussetzung. Die Prozessautomatisierung von Primetals Technologies gewährleistet, dass diese Anforderungen erfüllt werden, und sorgt so für eine bessere Einhaltung der Kohlenstoffanteil- und Temperaturvorgaben, einen geringeren Verbrauch an Flussmitteln, höhere Erträge und optimierte Produktionszeiten. Eine dynamische Produktionssteuerung wird durch die Verwendung von Steel Expert gewährleistet – einer umfangreichen Sammlung von metallurgischen Prozessmodellen.

Unsere Prozessmodelle optimieren und steuern den Stahlerzeugungsprozess während der gesamten Behandlung in BOF-Konverteranlagen anhand flexibler Produktionspläne, die sich nach der gewünschten Stahlqualität richten.

Das Vorberechnungsmodell – Steel Expert Prediction – simuliert den kompletten BOF-Prozess vor und nach der Beschickung mit Schrott und Roheisen. Es ermittelt die optimale Einblas- und Spülstrategie sowie die hinzuzufügenden Fluss- und Abstichlegierungsmaterialien. Während des Einblasvorgangs berechnet Steel Expert Supervision zyklisch die im Stahlbad und in der Schlacke ablaufenden Reaktionen. Wenn eine Sublanze zur Verfügung steht, ermittelt das Inblow-Modell Korrekturmaßnahmen auf der Grundlage der Messwerte, um die erforderliche Kohlenstoffkonzentration und Stahlbadtemperatur zu erreichen. Wenn eine kontinuierliche Abgasmessung (z. B. Lomas) zur Verfügung steht, wird das Dynacon-Modell zur dynamischen Erkennung des Endes des Einblasvorgangs angewandt. Anhand der Abgas-Istdaten berechnet Dynacon den Kohlenstoffgehalt des Stahlbads und empfiehlt den optimalen Blaseendpunkt.
 

Weitere  Technologiepakete:

  • Lomas: vollautomatische kontinuierliche Abgasmessung und ‑analyse
  • BOF Tapping Expert: automatischer, standardisierter und sicherer Stahlabstich 
  • Equipment Position Monitor: automatische elektronische Verfolgung der metallurgischen Gefäße an den Behandlungsstationen

 

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ECO Solutions für die Kohlenstoffstahlerzeugung im Konverter — Ressourcen einsparen, Mehrwert schaffen

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TECHNOLOGY AND MODERNIZATION PACKAGES

Get striking results with incremental investments

NameKurzbeschreibung
Scrap Type Monitor Vollautomatische Lösung zur Identifizierung und Klassifizierung von Schrott
Scrap Loading Controller Automationsunterstützte Verladung vom Schrottplatz in Schrottkörbe und -schurren
Schlauchreinigungsüberwachung Akustische Überwachung von Pulse-Jet-Schlauchfilteranlagen
Entladungsüberwachung Akustische Überwachung der Entladung von LKWs oder Waggons
Material Type Monitor Automatische Erkennung des Materials auf Förderbändern
Korngrößenüberwachung Akustische Messung der Materialkorngröße auf Förderbändern
Equipment Position Monitor Zuverlässige Lokalisierung und Tracking metallurgischer Ausrüstungen im gesamten Stahlwerk
Automatisches Gaskupplungssystem Automatische Gaskupplung für Pfannenspülung
BOF Tapping Expert Sicherer Abstich für alle Arten von Stahlerzeugungskonvertern – LD (BOF), AOD und KOBM
Schlauchfiltersteuerung Intelligente Steuerung der Schlauchfilterreinigung für Entstaubungsanlagen
BOF Optimizer Dynamische Prozessoptimierung (Level 2) für Stahlerzeugung mit dem LD-(BOF-)Verfahren
Undichtigkeitsüberwachung Leckageerkennungssystem für Wasserkühlkreisläufe
Lance Checker Prüf- und Diagnosesystem für Flüssigeisen- und Flüssigstahl-Messgeräte
LiquiRob für die Stahlerzeugung Robotiklösung für Elektrolichtbogenöfen, LD-Konverter, Pfannenöfen und VD-Anlagen
LF-/RH-/VD-Optimizer Dynamische Prozessoptimierung (Level 2) für die Sekundärmetallurgie (LF/RH/VD)
Lomas Analysesystem für sehr heiße, korrosive und staubhaltige Prozessgase
SlagMon Zuverlässige optische Schlackendetektion für optimierten Abstich
Vaicon-Antriebsdämpfer Schwingungsdämpfungssystem für AOD- und Bodenspül-Konverter
Vaicon Measuring Manipulator Messung und Probenahme am gekippten LD-(BOF)Konverter
Vaicon Stopper Pneumatisches Schlackerückhaltesystem für LD-(BOF-)Konverter
Vaicon Sublance 2.0 Vertikale Sublanze für Messungen im Konverter
Vaicon Stirring Bodenspülen für LD- (BOF) Konverter
Schrott-Brennschneidmaschine Umweltfreundliche Schrottverarbeitung
NameKurzbeschreibung
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Referenzprojekt: Austausch von drei LD-Konvertern bei voestalpine