FACHBERICHTEGraphitverbrauchZur praktischen Messung des Graphitverbraucheswurden die Elektroden vonZeit zu Zeit vermessen, der ermittelteVolumenverlust in einen Gewichtsverlustumgewandelt und in Relation zurentsprechenden Energiemenge gesetzt.Die bei durchschnittlich 200 V Bogenspannungund 5200 A Bogenstrom gemessenenWerte lagen bei 5 bis6 kg/MWh. Sie sind damit in derselbenGrößenordnung wie die früher an einemähnlichen Gleichstromsystem ermitteltenDaten [5].Bisher wurde keine weitere Differenzierungdes Verbrauchs durchgeführt, um z.B. den Spitzenverschleiß und den Seitenabbrandseparat zu ermitteln. Allerdingszeigt das Verschleißbild, dass wegen derrelativ großen Elektrodendurchführungein höherer oxidativ bedingter Verschleißanteilvorliegt, da der Seitenabbrandrelativ groß ist. Somit besteht Aussicht,den Graphitverbrauch durch eineVerbesserung der Tundish-Isolierungweiter zu verkleinern.Aufkohlung und StickstoffaufnahmeEin Kriterium für den Einsatz von Metallbrennernliegt in der Annahme, dassbei Betrieb mit Graphitelektroden durchAufkohlung die Qualität des Stahles gemindertwürde. Bereits durch Untersuchungenbei der BGH Edelstahl [5]konnte allerdings nachgewiesen werden,dass der Eintrag von Kohlenstoff durchdas Plasmasystem bedeutungslos ist.Entsprechende Untersuchungen bei ABSbelegen anhand von sieben Aufheizungenmit vier unterschiedlichen Stahlsortenund insgesamt 20 Aufheizperioden,die während der Inbetriebnahme und derTests für die Endabnahme durchgeführtwurden, dass selbst bei einer Leistungvon 1,5 MW keine Aufkohlung messbarist.Daraus resultiert, das graphitbestücktePlasmasysteme in metallurgischer Hinsichtkeinesfalls schlechter sind als mitMetallelektroden bestückte Systeme.Dies gilt im übrigen auch für die Stickstoffaufnahme,die ja im wesentlichenvon der Abschirmung des Luftanteils derTundishatmosphäre abhängt. So wardie Stickstoffaufnahme beim Betriebdes Plasmasystems bei ABS immer6Tab. 3: Vergleich von Graphit- und MetallelektrodensystemenTable 3: Comparison of graphite and metal electrode systemsnachweislich deutlich kleiner als 10 ppm[13-16].BetriebskostenObwohl die meisten Stranggießanlagenbislang aus verfahrenstechnischen Gründen,wie etwa wegen sehr langer Gießzeitenoder instabiler Temperaturverhältnissemit Tundishbeheizungen ausgerüstetworden sind, ist doch auch der reineBetriebskostenaspekt für die Entscheidungzu einer solchen Investition vonBedeutung, denn er ist für den systematischenund wirtschaftlichen Einsatz einersolchen Anlage ein wichtiger Gesichtspunkt.Da das Plasmasystem vollautomatischbetrieben wird, kann es von den ohnehinschon vorhandenen Stranggießpersonalmitbedient werden. Nennenswerte Personalkostenentstehen also nicht. Dagegensind systematische Einsparungen anBetriebskosten vor allem durch die signifikanteErniedrigung der Pfannentemperaturmöglich. Ein Wert von ∆T = 20K ist in der Praxis durchaus realistisch,dem bei einer 90-t-Pfanne ein Energiewertvon 380 kWh entspricht. Geht mandavon aus, dass der Stahl beim Vergießen20 Minuten mit 1 MW beheiztwerden muss, um ein Einfrieren zu verhindern,so müssen dazu nur 330 MWhaufgebracht werden, also ca. 13 % weniger.Schon dieses einfache, aber realistischeBeispiel zeigt, dass selbst rein betriebswirtschaftlicheÜberlegungen fürden Einsatz eines Plasmasystems sprechen.Wegen eines detaillierten Kostenvergleichessei auf [5] verwiesen.Vergleich von Graphit- und MetallelektrodensystemTabelle 3 zeigt eine kurze Vergleichaufstellungzwischen Graphit- und Metallelektrode,die die wesentlichen Spezifikationsmerkmaleherausstellt. DieDaten begünstigen deutlich das Graphitsystem,da es einen wesentlich einfacherenAufbau hat, einfacher zu warten istund aus prozesstechnischer Sicht keineNachteile aufweist. Dem zu Folge ist dasGraphitsystem für praktisch alle typischenStahlsorten geeignet und überlässtdem Metallsystem Nischenanwendungenwie beispielsweise die Edelmetallbeheizung.ZusammenfassungDas mit Graphitelektroden betriebenePlasma-System führt im Unterschied zuden herkömmlichen mit metallischenBrennern arbeitenden Systemen zu einemrobusteren und stahlwerksgerechterenAufbau, da es unempfindlich gegenStahlspritzer ist, sowie eine sichere, praxisgerechteBetriebsweise erlaubt.In metallurgischer Hinsicht erfüllt dasSystem voll die Erwartungen des Betreibers,da eine absolut stabile Analyse garantiertund insbesondere jedwede Aufkohlungdurch den Betrieb der Plasma-Anlage vermieden wird. Inkostentechnischer Hinsicht unterstütztdas System die Senkung der Betriebskostendurch geringeren Energieverbrauchund niedrige Wartungskosten. Das Plasma-und Graphitelektrodenkonzept hatsich mit einem Wirkungsgrad von 67 %damit beim Strangguss aufgrund der hohenAufheizgeschwindigkeit aber vor allemaufgrund der vollautomatischenTemperaturregelung exzellent bewährt.Literatur[1] Salvati, F.; Tolve, P.; Masala, M.; Peiisino,E.: Centro Sviluppo Matriali, BroglioD – ILVA Cogne/Aosta.: Applicationof Plasma System for tundish heating,IQ-special issue, 1991[2] Moore, C.; Heanly, C. P.; Cowx, P.:Plasma tundish heating as an integralelektrowärme <strong>international</strong> · Heft 2/2002 · Juni
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