03.06.2014

Siemens Metals Technologies, Linz

Dämpfungssystem reduziert Schwingungen an AOD-Konvertern

Im Edelstahlwerk Nord des chinesischen Herstellers Taiyuan Iron & Steel ist im März ein neues Dämpfungssystem von Siemens-Metals Technologies in Betrieb gegangen. Der Simetal Drive Damper ist am Kippantrieb des AOD-Konverters installiert. Er reduziert die bei Einblasvorgängen auftretenden Schwingungen und dadurch die auf das Gesamtsystem vom Konverter bis zu den Fundamenten wirkenden mechanischen Belastungen. Das patentierte System verringert den Verschleiß, senkt den Wartungsaufwand und erhöht die Lebensdauer der Anlage. Eine Installation bei Neuanlagen ist ebenso möglich wie die Nachrüstung an bestehenden Konvertern.


Das AOD(Argon-Oxygen-Decarburization)-Frischverfahren wird bei der Erzeugung von Edel- und hochlegierten Stählen eingesetzt. Dabei wird durch seitliches Einblasen großer Mengen an Sauerstoff, Argon und Stickstoff das Bad gut durchmischt und die unerwünschte Verschlackung von Legierungselementen minimiert. Dieses prozessbedingte seitliche Einblasen während des Frischens versetzt das Bad und den mehrere hundert Tonnen schweren AOD-Konverter in Schwingungen. Die dadurch entstehenden dynamischen Belastungen senken die Lebensdauer der mechanischen Bauteile der Anlage und erhöhen den Wartungsbedarf, insbesondere aufgrund des frühzeitigen Verschleißes von Lager und Verzahnung des Kippantriebs.


Mit dem von Siemens entwickelten und patentierten Simetal Drive Damper lassen sich die auftretenden Schwingungen und die damit verbundene mechanische Belastung der Konvertermechanik um mehr als 50 % reduzieren. Das Dämpfungssystem besteht aus zwei gemeinsam mit der österreichischen Firma Hainzl entwickelten Hydraulikdämpfern, Messsystemen sowie einer Auswertungs- und Regelungssoftware. Die Dämpfer sind parallel zur Drehmomentstütze des Konverterkippantriebs installiert und werden unabhängig von dieser betrieben.


Diese Konzeption sorgt für eine hohe Verfügbarkeit und erlaubt auch eine einfache Nachrüstung bei bestehenden Anlagen. Jeder Dämpfer verfügt über einen geschlossenen Hydraulikkreislauf, eine zusätzliche, externe Hydraulikanlage ist daher nicht erforderlich. Der Dämpfungseffekt wird durch eine elektrohydraulische Proportionaldrossel erreicht und ist dadurch stufenlos regelbar. Die bei der Dämpfung entstehende Wärmeenergie wird durch eine integrierte Wasserkühlung abgeführt.


Die Dämpfer sind mit einem Wegmesssystem sowie Druck- und Temperatursensoren ausgestattet. Sämtliche Prozessdaten wie Schwingweg, Temperatur, Druck und Dämpfungskraft werden durch eine von Siemens entwickelte Software erfasst und ausgewertet. Dies erlaubt eine schnelle und effektive Reaktion auf den aktuellen Schwingungszustand des Konverters.


Der Entwicklung des Systems gingen umfangreiche Messungen an bestehenden Konverteranlagen, Experimente und numerische Simulation der Fluiddynamik im Stahlbad sowie der dynamischen Wechselwirkung zwischen Bad und mechanischen Komponenten voraus.


Siemens Metals Technologies, Linz