Automatische Sinterprobenahme für Hochöfen
Dokumentinformationen
| Schule | Lehrstuhl für Bergbaukunde, Bergtechnik und Bergwirtschaft |
| Unternehmen | voestalpine Stahl Donawitz GmbH |
| Dokumenttyp | Masterarbeit |
| Sprache | German |
| Seitenanzahl | 146 |
| Format | |
| Größe | 10.06 MB |
Zusammenfassung
I.Zusammenfassung
Diese Masterarbeit befasst sich mit der Entwicklung, dem Entwurf und der Konstruktion einer automatisierten Sinterprobenentnahme für den Hochofenprozess bei der voestalpine Stahl Donawitz GmbH. Ziel ist es, eine geeignete Stelle zwischen der Sinterherstellung und dem Sinterbunker zu finden und eine Probenahme zu konzipieren, die eine repräsentative Sinterprobe liefert, welche der Partikelgrößenverteilung auf der Fördereinrichtung entspricht. Die Arbeit umfasst die theoretischen Grundlagen der Sinterfestigkeit, der Sinterentmischung sowie der Probenahme. Durch Simulationen werden verschiedene Probenahmevarianten untersucht und die Variante mit einer eingeschwenkten Blechrutsche als geeignetste ermittelt. Die Probenmasse beträgt ca. 140 kg. Des Weiteren wird eine automatisierte Probenahme durch ein Fallrohr entwickelt. Die Vorteile der neuen Probenahme liegen in der Automatisierung, der Verwendung einfacher Komponenten und der Vermeidung von Arbeitsunfällen.
II.Sinterfestigkeit
Sinterpartikel erfahren während des Sinterprozesses bis hin zum Hochofen hohe mechanische und thermische Belastungen, die zu Partikelbruch führen. Partikel mit einer Größe unter 5 mm werden daher aus dem Prozess ausgeschleust und müssen wieder in die Sinterherstellung zurückgeführt werden. Um den Anteil an Rückgut zu minimieren, müssen Prozessparameter in der Sinterherstellung optimiert werden. Aus diesem Grund ist eine Sinterprobe von der Fördereinrichtung zwischen Sinterherstellung und Sinterbunker erforderlich.
1. Einleitung
Die vorliegende Masterarbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung, Auslegung und Konstruktion einer automatisierten Probenentnahme von Sinter für den Hochofenprozess bei der voestalpine Stahl Donawitz GmbH. Zu Beginn wird die grundlegende Theorie der Sinterfestigkeit und der Sinterentmischung auf Fördereinrichtungen behandelt. Diese beiden Punkte sind für die Auslegung der Sinterprobenentnahme wichtig, da diese Randbedingungen nicht durch die Probennahme verändert werden dürfen.
2. Sinterfestigkeit
Von der Herstellung des Sinterkuchens bis zum Einsetzen des Sinters im Hochofen erfahren die Sinterpartikel in den verschiedenen Schritten der Sinteranlage bis hin zum Speichern in Bunkern teilweise sehr hohe mechanische so wie thermische Belastungen. Diese Belastungen führen oft zum Bruch der Sinterpartikel. Somit kommt es dann zum Rücktransport dieser feinen Sinterpartikel in die Sinteranlage, da diese für den Hochofenprozess nicht einsetzbar sind. Die kritische Partikelgröße ist kleiner als 5 mm.
3. Probenentnahme
Die Probennahme wird im Allgemeinen durchgeführt, um eine Probe aus dem zu untersuchenden Medium zu erhalten. Diese Probe wird verwendet um verschiedenste Eigenschaften wie Qualität, Zusammensetzung und Beschaffenheit des vorliegenden Mediums zu bestimmen.
4. Ausgangssituation der vorliegenden Arbeit
Zu Beginn der Arbeit werden die möglichen Bereiche, in denen eine Probenentnahme möglich ist, in der voestalpine Stahl Donawitz GmbH besichtigt. In Frage kommen zwei Stellen. Der erste Bereich befindet sich direkt nach einem Schwingsieb. Der zweite ist an einer Abwurfstelle eines Förderbandes in eine Hosengosse.
5. Konzept der Probenentnahme
Die Idee ist es, Behältervarianten zu definieren und Konzepte auszuarbeiten. Nach Rücksprache mit der voestalpine Stahl Donawitz GmbH, ob diese Varianten auch deren Vorstellungen entsprechen, beziehungsweise ob diese für sie in Frage kommen, werden die Varianten in einem CAD-Programm in vereinfachter Form gezeichnet.
6.3 Proben Fallrohr
Um die Probe von der Probenahmestelle in die unterste Etage befördern zu können, wird ein Rohr benötigt. Dieses Rohr sollte so gestaltet sein, dass die Sinterpartikel keinen Schaden, aufgrund der Höhendifferenz, erleiden.
7. Motor mit Absolutwertgeber
Der gewählte Drehstrommotor verfügt über ein Flachgetriebe mit Flanschanbindung. Dieser kann von SEW-Eurodrive Ges.m.b.H. bezogen werden und hat die genaue Bezeichnung FF67 R37 DRN71MS4/TF/AK8H. Der Motor weist eine Drehzahl von 1440 Umdrehungen pro Minute auf und das Getriebe ist 1:722 übersetzt.
8. Ergebnisse
Ziel dieser Arbeit war es, eine automatisierte Probenahme an einer geeigneten Stelle zwischen der Sinterherstellung und dem Hochofen festzulegen.
8.2 Ausblick
Die in dieser Arbeit gewählte Methode der Probenentnahme, beinhaltet die Beförderung der Probe durch ein Fallrohr in ein Behältnis, welches anschließend manuell zur Versuchsstelle befördert werden muss. Dies ist nicht nur sehr Zeit und Personalintensiv, sondern verursacht auch hohe Kosten.