Weiterentwicklung des Hochofenverfahrens bei der ... Hochöfen bei der ThyssenKrupp Steel Europe AG. Titel des Vortrags Datum Anlass, Referent 9 Wir entwickeln die Zukunft für Sie

Titel des VortragsDatumAnlass, Referent

1 Wir entwickeln die Zukunft für Sie.

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DKG-Jahrestagung 2013Drs Fusenig, Peters, Rüther20.03.20131

Weiterentwicklung des Hochofenverfahrens bei der ThyssenKrupp Steel Europe AG für die Erzielung langer Ofenreisen





Inhalt

Einführung

Stand der Roheisenerzeugung weltweit

Entwicklung der Roheisenerzeugung in Deutschland

Aktueller Stand der Roheisenerzeugung bei der ThyssenKrupp Steel Europe AG

Zustellungsformen der Hochofengestelle

Anforderungen an die Kohlenstoffauskleidung des Hochofens

Entwicklungstendenzen und Status bei der Gestellzustellung





Lebensdauer8 Wochen





HeutigeLebensdauer

> 1000 Wochen





Rohstahlerzeugung und metallische Einsatzstoffe weltweit, 2011





0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1860 1880 1900 1920 1940 1960 1980 2000 2020

Prod

uctio

n [

Mill

. t /

y ]

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

1,40

1,60

1,80

Hot

met

al /

crud

e st

eel r

atio

[ t

/ t ]Crude Steel

HM Blast Furnace

0.70 t / t

Weltweite Roheisen- und Rohstahlerzeugung





Entwicklung der Roheisenerzeugung in Deutschland





activeactive active

HO 1 HO 2 HO 4

Schwelgern Works

10,0 m

16,0 m

13,6 m 4,4 m 14,9 m 4,6 m

17,2 m

28,2 m

11,0 m

2,2 m

26,9 m

3,0 m

4.769 m33.844 m3

HO 8 HO 9

Hamborn Works

active

4,0 m

23,1 m

7,5 m

10,2 m

11,8 m

2,2 m

1.833 m3

active

4,2 m

24,4 m

7,5 m

12,5 m

2,41 m

2.112 m3

3,7 m

23,5 m

7,5 m

10,6 m

12,2 m

2,0 m

2.030 m2

10,7 m

10,0 m

16,0 m

13,6 m

3.844 m3

2,2 m

10,0 m

16,0 m

13,6 m

3.844 m3

2,2 m

10,0 m

2,2 m

10,0 m

Stand by

OxyCup

Hochöfen bei der ThyssenKrupp Steel Europe AG





Baujahr LetzteNeuzustellung

AufgelaufeneErzeugungbis 08.02.2013

Länge der Ofenreise

Jahre

BF 1 1973 2008 15,4 Mio. t 5

BF 2 1993 73,6 Mio. t 19

BF 8 2007 9,3 Mio. t 5

BF 9 1987 2012 39,9 Mio. t 25

Aktueller Stand der Ofenreisen bei TKSE





Voraussetzung für lange Ofenreisen

• Optimale Feuerfest-Zustellung

• Kontrollierte Rohstoffqualität der Einsatzstoffe

• Kontrollierte Abstichbedingungen

• Gleichmäßige Betriebsleistung

• Kontrollierte Betriebsbedingungen

• Optimales Hochofendesign

• Engagierte Betriebsmannschaft





Carbon bricks

Graphite

Concrete

1973

Graphite

Concrete

Carbon bricks

1975

Entwicklung der Gestellzustellung am HO 1, Schwelgern (Teil 1)

MS4





Verschleiß in der Gestellseitenwand





Vergleich zwischen gefundenem und berechneten Ofenverschleiß





Reline 1996Reline 1985 Reline 1989

Entwicklung der Gestellzustellung am HO 1, Schwelgern (Teil 2)





Verschiedene Typen der Hochofenpanzerkühlung

Kassettenkühlung Rieselkühlung

Staveskühlung





Anthrazit- Grobkörner des Versatzes

Infiltriertes Roheisen in Risse

Infiltriertes Roheisen in Porosität der Bindematrix

Anthrazit- Grobkörner des Versatzes

Infiltriertes Roheisen in Risse

Infiltriertes Roheisen in Porosität der Bindematrix

Verschleiß in der Gestellseitenwand





• Auflösung der Kohlenstoff-, Halbgraphit und Graphitsteine

• Infiltration von Roheisen und Schlacke

• Aufnahme der Kreislaufstoffe Alkalien und Zink/Blei

• Spannungsaufbau in der Hochofen- Zustellung

• Ungenügende Wärmeabfuhr

Ergebnisse der Verschleißuntersuchungen





Herstellung von Kohlenstoffsteinen





Wärmeleitfähigkeit (W/mK) als Funktion der Temperatur





Porengrößenverteilung von Kohlenstoffsteinen

Graphit Standard-kohlenstoff

mikroporöser Anthrazit 1

mikroporöser Anthrazit 2

mikroporöser Halbgraphit

Rohdichte (g/cm³) 1,65 1,58 1,68 1,73 1,78Offene Porosität (%) 22,5 14,5 18,5 14,0 19,0

mittlerer Porenradius (µm) 4,5 9,4 0,15 0,08 0,05Poren größer 1 µm (%) 15,0 12,0 2,5 0,8 0,5Poren größer 5 µm (%) 10,0 10,0 1,4 0,5 0,5





Roheisenbeständigkeitstest (1540°C, 170 U/min, RE mit 1,5 - 2 % C)





5mm 5mm

5mm 5mm

5mm 5mm

Rohstoffübersicht

Mikroporöser Anthrazit 1:

Grobe Anthrazit- und Graphit- Körnung

Mikroporöser Anthrazit 2:

Grobe Anthrazit- Körnung, feinkörniger Graphit- Anteil, Kornaufbau insgesamt feiner

Mikroporöser Halbgraphit:

Gröbere und feine Graphit- Körnungen

A

A

G

G

g

jeweils - links = makroskopische Übersicht

jeweils - rechts = mikroskopisches Auflicht

g

g

A = Anthrazit- Körnung

G = Graphit- Körnung

g = graphit- haltige Bindematrix





50µm

50µm

50µm

Mikrogefüge

A = Anthrazit (C)

G = Graphit (C)

S = Siliciumcarbid (SiC) teils mit Silicium- Kern

K = Korund (Al2O3)

B = Kohlenstoff- Mesophasen der Bindung

I = intermetallische Verbindungen

P = Porensystem

S

G

A

K

A

G

G

S

G

I

BS

K

P K

KK

B

P

P

B

SMikroporöser Anthrazit 1: Mikroporöser Anthrazit 2:

Mikroporöser Halbgraphit:





Wärmeleitfähigkeit (W/mK) bei Raumtemperatur





Jap0Jap1

Jap2

Jap3

Jp0

Jp1

Jp2

Jap10

Jp10

Eur10 Eur11Eur1

Eur2 Eur3

Eur20 Eur21

Er0

Er1

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015

Wär

mel

eitfä

higk

eit (

W/m

K)

Jahr

Anthrazit

Halbgraphit

Anthrazit / Graphit - Mix

Europa

Japan

Europa

Japan

TKSE

TKSE

Entwicklungstendenzen bei der Steinentwicklung





Schamotte

MikroporöserKohlenstoff

Korund(SiAlON- gebunden)

Status der Gestellzustellung bei TKSE

Randgraphit

Bodengraphit





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