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State of the art Technologie - Stranggießanlage
Kalziumfluorid Inhibierung
Die Herausforderung
In der Geschichte der Stahlproduktion wurde das Stranggießverfahren seit den 1960er Jahren immer bedeutender. Heute werden 80% der weltweiten Stahlmenge nach diesem Verfahren hergestellt. In einigen Ländern liegt der Anteil sogar noch höher, in Deutschland zum Beispiel bei über 95%.Um die Produktion zu maximieren, ist es von großer Bedeutung, die Flexibilität des Betriebes und der Instandhaltung kontinuierlich zu optimieren. Neben Maschinen und Kontrollelementen betrifft das auch die Sekundärkühlung.
Schema des Stranggießens:
Unterhalb der Biegezone werden die Brammen bis zu ihrer vollständigen Erstarrung gekühlt.
Wichtig für eine effektive Spritzkühlung sind:
- Geschwindigkeit der Wasserteilchen
- Tropfengröße
- Strömung des Spritzwassers
Das verdeutlicht die Notwendigkeit von sauberen und ablagerungsfreien Spritzdüsen für effektives und präzises Kühlen der Brammen. Ein unsauberes Spritzmuster kann zu Durchbrüchen führen und vermindert die Stahlqualität signifikant. Die Hauptursache für Verblockungen an den Düsen ist Kalziumfluorid.
Spritzdüsen mit beginnender Kalziumfluoridablagerung:
Die Lösung
Zur Verhinderung von Ablagerungen und Verblockungen verwendet Kurita spezielle Kristallisationsinhibitoren. Durch die Adsorption von Inhibitormolekülen an den Kristallisationsober-flächen wird eine Veränderung der Morphologie entstehender Kristalle erzielt und so dieser Vorgang zu annähernd 100% gestoppt.
Das LD-Stahlwerk dieser Studie setzt mit großem Erfolg Produkte der Kurita Polycrin-Serie ein. Um für das System die beste verfügbare Technologie zu bestimmen, wurden zunächst von unserem Research- und Development Center die speziellen Parameter wie Zusatzwasserqualität, Eindickung, Umwälzung und sämtliche weiteren entscheidenden Systemparameter begutachtet.
Im Laufe der Laborversuche konnten die ideale Fahrweise und der am besten geeignete Kurita-Inhibitor, basierend auf einer patentierten Mischung aus Organo-phosphonaten und Polyacrylaten, definiert werden.
Die Anwendung in der Anlage zeigt deutlich den Zusammenhang zwischen Produkt-dosierung, Eindickung und Ablagerungs-tendenz. Dazu wurden die beeinflussenden Systemparameter entsprechend verändert, und zwar wie folgt:
Bedingungen:
| Target | CCM direct cooling water | ||
| Sampling location | return water | ||
| Temperature | 40°C | ||
| Agitating time | 1 h | ||
| Scale inhibitor | Kurita Polycrin | ||
| Test No. | run 1 | run 2 | run 3 |
| Cycle | 1,41 | 1,75 | 2,0 |
| [mg/l] | |||
| pH [-] | 8,35 | 8,35 | 8,35 |
| Calcium hardness | 102 | 127 | 145 |
| Fluoride ion | 40 | 73 | 98 |
| M-alkalinity | 282 | 350 | 400 |
| Suspended solids | 252 | 252 | 252 |
| Na ion | 178 | 250 | 302 |
| K ion | 60 | 60 | 60 |
| Saturation index (Ca-F) | 2,56 | 3,18 | 3,59 |
Dosierung/Scale-Inhibierung bei unterschiedlicher Eindickung:
Das Ergebnis
Das Behandlungsprogramm Kurita Polycrin erzielt eine hervorragende Anlagenperformance. Die Spritzdüsen des Sekundärkühlsystems werden nahezu ablagerungsfrei gehalten. Geringe Dosierraten zeigen effektivste Scaling-Inhibierung. Anlagenteile von Biegezone und Kokillen, welche vor dieser Behandlung häufig gewartet und gereinigt werden mussten, erreichen nun bis zu
dreimal längere Laufzeiten.
Die exakt definierte Behandlung, abgestimmt auf die speziellen Bedürfnisse unseres Partners, minimiert Störfälle und führt zum höchst möglichen Sicherheitslevel.
Standzeiten wichtiger Anlagenteile der Stranggießanlage werden signifikant verlängert - Kosten für Wartungsarbeiten und durch Produktionsausfälle können deutlich verringert werden.