Verfahren zur Schlackenführung in einem Blasstahlkonverter

Abstract

 Um bei einer Schlackenführung in einem Blasstahlkonverter (1) mit einer Blaslanze (2), deren Abstand (a) von der Bad­oberfläche (17) in Abhängigkeit von dem bei ausgewählten Frequenzen durch die Schlacke gemessenen Schallpegel des Blasgeräusches gesteuert wird, Schlackenauswürfe weitgehend zu vermeiden, werden die Istwerte des bei den einzelnen Fre­quenzen gemessenen Schallpegels zu einer resultierenden Kenn­größe zusammengefaßt, wobei die Differenz zwischen dieser resultierenden Kenngröße mit einer vorgegebenen, aufgrund des ihr zuordbaren Schallpegels einen wahrscheinlichen Aus­wurf festlegenden Vergleichsgröße ermittelt und als Maß einer Auswurfwahrscheinlichkeit mit wenigstens einer vorge­gebenen Wahrscheinlichkeitsgrenze verglichen wird, bei de­ren Überschreitung eine Korrektur des Blaslanzenabstandes (a) bzw. der zugeführten Sauerstoffmenge erfolgt.

Beschreibung

[0001] 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.

[0002] 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, reicht diese Lanzensteuerung ausschließlich in Abhängigkeit von dem Schallpegel des durch die Schlacke gedämpften Blasge­räusches nicht zur notwendigen Vermeidung von Schlackenaus­würfen aus.

[0003] 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.

[0004] 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 Kor­ rektur 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.

[0005] 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.

[0006] 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.

[0007] 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.

[0008] 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.

[0009] 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.

[0010] 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 Abhängig­ keit der Auswurfwahrscheinlichkeit von der Anzahl der mit der Konverterauskleidung bereits gefahrenen Schmelzen vor­gibt.

[0011] 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.

[0012] 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.

[0013] 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.

Ansprüche

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.

Zeichnung