EAF post-combustion control by on-line laser-based off-gas measurement

• Autorzy: Krassnig H. J. , Kleimt B. , Voj L. , Antrekowitsch H.

Warianty tytułu

PL

Sterowanie dopalaniem gazów w piecu łukowym przez laserowy pomiar gazów wylotowych

• Konferencja: European Electric Steelmaking Conference (9; 19-21.05.2008; Krakow, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

At the steel and rolling mill Marienh¨utte Graz the laser-based off-gas analysis system LINDARC R is installed just behind the gap of the 36 t EAF. High reliability and low response time of the system have been proven. The in-situ measured off-gas compounds in the combustion zone are CO and O2, as well as the off-gas temperature. To post-combust the evolved CO and H2 during the melt down period, four PC-lances are installed tangentially at the upper furnace shell (freeboard). A measurement campaign with an additional extractive IR/VIS off-gas analysis system has been performed, to acquire information on the off-gas flow rate and off-gas components including H2, CO2 and CH4, which can not be measured by the laser system, but are important for dynamic control and energy balance calculations. A dynamic closed loop control strategy of the post-combustion injectors based on the laser-based off-gas analysis system was developed and tested successfully. Post-Combustion oxy-gen is injected only if required due to high levels of CO in the off-gas, which increased its energetic efficiency dramatically. The trials were evaluated regarding the total energetic behaviour and the achieved savings by using of energy balance model calculations.

PL

Wstalowni i walcowni huty Marienh¨utte Graz system analizy gazów wylotowych w oparciu o pomiar laserowy LINDARC R jest zainstalowany tuż przy wylocie 36 Mg pieca łukowego. Udowodniona została duża wiarygodność i krótki czas odpowiedzi systemu. W strefie palenia następuje pomiar in-situ zawartości CO i O2 w mieszaninie gazów wylotowych oraz mierzona jest temperatura gazu. Do pomiaru CO i H2 podczas trwania wytopu po zapłonie, zainstalowane są stycznie cztery lance PC w górnej części pieca. Pomiary z dodatkowymi analizami IR/VIS gazów wylotowych zostały wykonane, aby zdobyć informacje o szybkości przepływu gazów i jego składzie z uwzględnieniem H2, CO2 i CH4, które nie mogą być mierzone za pomocą lasera, ale są konieczne do sterowania dynamicznego i obliczenia bilansu energii. Dynamiczne sterowanie obwodem zamkniętym inżektorów oparte na systemie analizy gazów wylotowych za pomocą lasera zostało z sukcesem rozwinięte i przetestowane. Tlen po zapłonie jest wdmuchiwany, jeżeli jest wysoki poziom CO w gazie wylotowym, co powoduje wzrost wydajności energetycznej. Próby zostały oszacowane na podstawie zachowania energetycznego i osiągniętych oszczędności przez użycie obliczeń modelowych bilansu energii.

Słowa kluczowe

EN

laser-based off-gas analysis; post-combustion; dynamic control; energy balance models

PL

laserowy pomiar gazów wylotowych; wdmuchiwanie tlenu; sterowanie dynamiczne; model bilansu energii

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 53, iss. 2
• Strony: 455--462
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Krassnig H. J.

autor

Kleimt B.

autor

Voj L.

autor

Antrekowitsch H.

• MARIENH¨UTTE, GRAZ, AUSTRIA

Bibliografia

• [1] M. J. Thomson, N. G. Kournetas, E. Evenson, I. D. Sommerville, A. McLean, J. Guerard, Effect of oxyfuel burner ratio changes on energy efficiency in electric arc furnace at Co-steel Lasco, Iron and Steelmaking 23, 3, 266-272 (2001).
• [2] J. Jones, J. Oliver, A review of post-combustion in the EAF, 5th European Electric Steelmaking Conference, June 19-23, 1995, Paris.
• [3] S. Kohle, Recent improvements in modelling energy consumption of electric arc furnaces, 7th European Electric Steelmaking conference, Venice, Italy, 26-29 May 2002.
• [4] W. Adams, S. Alameddine, B. Bowman, N. Lugo, S. Paege, P. Stafford, Total energy consumption in arc furnaces, MPT International p. 44-50, 6/2002.
• [5] A. Dietrich, A. P. Kaspersen, H. Sommerauer Laser Analysis of CO and Oxygen in off-gases, Proc. 7th European Electric Steelmaking Conf., 26-29 May 2002, Venice, Italy.
• [6] J. J. Nikkari, In situ combustion measurement of CO, H2O, and temperature with a 1.58μm diode laser and two-tone frequency modulation, Applied Opt. 41, 3, p.15-20 (2002).
• [7] M. Kirschen, H. Pfeifer, F.-J. Wahlers, H. Mees, Off-gas measurements for mass and energy balances of a stainless steel EAF, 59th Electric Furnace Conf., Phoenix AR, 2001.
• [8] Q. V. Nguyen, B. L. Edgar, R. W. Dibble, Experimental and Numerical Comparison of Extractive and In Situ Laser Measurements of Non-Equilibrium Carbon Monoxide in Lean-Premixed Natural Gas Combustion,Combustion and Flame 100, p. 395-406 (1995).