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FACHBERICHTEEine einfache Plasma-TundishbeheizungA simple plasma-heating system for tundishesIm Jahre 2001 wurde das weltweit erste industriell eingesetzte AC-Plasma-Systemmit Graphitelektroden zur kontinuierlichen Beheizung eines Tundishes in Betriebgenommen. Das System ist mit zwei Graphitelektroden ausgerüstet, so dass eineBodenelektrode entfällt. Die während der Inbetriebnahme aufgenommen Prozessdatenerlauben es, optimistisch für die zukünftigen Anwendungen dieser Technikzu sein. Mit einem Wirkungsgrad von 67 % ist das Graphitsystem den üblichen55 % der Metallbrenner deutlich überlegen. Außerdem findet nachweislich keineAufkohlung statt und die Stickstoffaufnahme der Schmelze ist deutlich kleiner als10 ppm.The world's first industrial-scale AC plasma system with graphite electrodes forcontinuous heating of a tundish was commissioned in 2001. The system is equippedwith two graphite electrodes, resulting in the omission of a bottom electrode.The process data recorded during the commissioning permits optimism concerningthe future use of this technology. The graphite system's efficiency of 67 % issignificantly superior to the 55 % usually achieved by metal burners. In addition,there is verifiably no recarburization and the heat's nitrogen pick-up remains wellbelow 10 ppm.Dr. Hans BebberINDUGA Industrieöfen und Giesserei-AnlagenGmbH & Co. KG, Köln;Tel. 0221-95757-0,E-Mail: contact@induga.deAlexander KranzINDUGA Industrieöfen und Giesserei-AnlagenGmbH & Co. KG, Köln;Tel. 0221-95757-0,E-Mail: contact@induga.deIm Jahre 2001 hat die Acciarierie BertoliSafau (ABS) in Udine, Italien die weltweiterste Plasma-Tundishbeheizung inBetrieb genommen, die mit zwei Graphitelektroden(Ø 150 mm) ausgestattet istund keine Bodenelektrode besitzt. ImUnterschied zu den bisher üblichen Plasma-Systemen,die mit metallischenBrennern arbeiten, ergibt sich daraus einrobuster und stahlwerksgerechter Aufbau,Unempfindlichkeit gegen Stahlspritzersowie eine sichere, praxisgerechteBetriebsweise, ohne den Kohlenstoffgehaltdes beheizten Stahlesanzuheben [1-6].Das Plasma-System ist Bestandteil derweltweit ersten Danieli MorgårdshammarStrangguss-Walzanlage. Die neuartigeECR-Endless Casting Rolling-Anlagesichert einen kontinuierlichen Produktionsprozessvom flüssigen Stahl biszum fertig gewalzten Produkt, dabeiführt die In-line-Wärmebehandlung zueiner konsistenteren Produktqualität,höherer Produktivität, geringerem Energieverbrauch,gesteigerter Materialausbeuteund Anlagenverfügbarkeit. InTabelle 1 sind die technischen Daten derECR-Anlage aufgelistet [7].Das Hauptziel bei der Installation einesPlasmasystems bei ABS war die Senkungder Pfannentemperaturen, um eineeinheitlichere Produktionssequenz in derGießanlage und den Pfannenöfen zu erreichen.Außerdem erweist sich das Systemin Notsituationen als sehr hilfreich,um Einfrieren des Stahls zu vermeiden,wenn die Pfannentemperaturen aus wasfür Gründen auch immer geringer als erwartetsind.Aufbau des PlasmasystemsTab. 1: Technische Daten der ECR-GießanlageTable 1: Technical data for the ECR casterDas Plasmasystem besteht im wesentlichenaus einem mechanischen Teil, derauf der Gießplattform angeordnet ist,und einem elektrischen Teil für die Leistungund Steuerung, der in den entsprechendenSchalt- und Betriebsräumen untergebrachtist. Bild 1 zeigt das Plasmasystemauf der Gießplattform undTabelle 2 informiert über die wichtigstentechnischen Eckdaten.Tab. 2: Technische Daten des PlasmasystemsTable 2: Technical data for the plasmasystem2elektrowärme <strong>international</strong> · Heft 2/2002 · Juni
FACHBERICHTEMechanische AusrüstungDie mechanische Ausrüstung besteht imWesentlichen aus einem Manipulator zurPositionierung der Elektroden. Wie manin Bild 2a sehen kann, ist er mit hebundsenkbaren Armen ausgerüstet, dieunabhängig voneinander verfahrbarsind. Die Arme sind auf einer drehbarenPlattform installiert, so dass das Systemzwischen Park- und Arbeitsposition geschwenktwerden kann (Bild 2b). DasHeben und Senken des Manipulatorswird durch eine Gasfeder, die zwischenKippgestell und Unterstützungsrahmeneingebaut ist, unterstützt. Als Antriebedienen geschwindigkeitsgesteuerte Getriebemotoremit integrierten Bremsenund Positionskontrollen, um eine weicheFahrweise und eine genaue Positionierungder Elektroden in den Tundish zuermöglichen.Die Elektroden sind am Manipulatordurch einfache Klemmen befestigt, ummechanischen Halt zu geben und dieelektrische Leistung einzuspeisen.Elektrische AusrüstungBild 1:Das Plasmasystembei ABSFig. 1:The plasma systemat ABSWie Bild 3 zeigt, ist das System über einenStern-Dreieck-Transformator an dieHochspannung angeschlossen. DemTransformator ist ein Erdungsschalterund ein Vakuumschütz nachgeschaltet,um betriebsmäßiges Schalten zu ermöglichen.Da das System einphasig ist,muss der Strom auf drei Phasen verteiltwerden. Dies geschieht in zwei Stufen:zunächst durch eine Kompensation undanschließend durch eine Symmetrierungder einphasigen Leistung.Die Kompensation ist für die Nennleistungausgelegt und kann auf eine zweiteStufe für niedrigere Leistungen geschaltetwerden, um unterschiedliche Blindleistungenzu beherrschen.In einem zweiten Schritt wird diese Effektivleistungdurch die Symmetrierstationauf die drei Phasen verteilt. Sie bestehtim wesentlichen aus einer Kondensatorbankund einer korrespondierendenDrossel. Auch hier gibt es zwei Schaltstufen.Symmetrierung und Kompensation sindan einen Einphasen-Lichtbogentransformatorangeschlossen. An der Primärseitedieses Transformators kann die ankommendeSpannung stufenweise abgegriffenwerden, um so die Leistung des Plasmasystemsdurch einen motorbetriebenenLaststufenschalter einzustellen. DieSekundärseite des Transformators andererseitsist über das wassergekühlteStromschienensystem und die Tragarmean die Elektroden angeschlossen.Im Allgemeinen ist der Transformator soausgelegt, dass bei niedrigen Spannungender maximale Strom begrenzt wirdund bei hohen Spannungen eine Leistungsbegrenzungerfolgt. Für die Positionierungder Elektrode und zur Leistungskontrollestehen Spannungsmessungenrelativ zum Erdpotential zurVerfügung.TemperaturmessungUm unterschiedliche Pfannentemperaturenund natürliche Fluktuationen in dervorgewärmten Tundish-Ausmauerung zubeherrschen, ist der Tundish mit einerTemperatur-Messlanze ausgerüstet. Diesea) b)Bild 2: Layout: a) Seitenansicht, b) DraufsichtFig. 2: Layout: a) Side elevation, b) Plan viewelektrowärme <strong>international</strong> · Heft 2/2002 · Juni3
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Seite 7: FACHBERICHTEpart of continuous cast

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