Thermodynamische Modellierung der Wasserstoffentfernung bei reduziertem Druck im VD-Prozess

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Die sekundärmetallurgische Behandlung in Stahlwerken ist entscheidend für die Herstellung von Stahlschmelzen höchster Qualität, wobei die Vakuumbehandlung eine zentrale Rolle spielt. Diese Methode dient der Anpassung der Schmelzenqualität, insbesondere durch die Reduzierung der Konzentrationen gelöster Gase wie Wasserstoff und Stickstoff auf die gewünschten Zielwerte. Diese Dissertation fokussiert sich auf die Wasserstoffentfernung und präsentiert ein dynamisches Modell für den VD-Prozess, das auf thermodynamischen Prinzipien basiert und ohne anlagenspezifische Kennwerte auskommt. Für die Anwendung des Modells ist jedoch eine Online-Prozessdatenerfassung erforderlich. Durch den Abgleich des Modells mit Messwerten aus Laborversuchen am Institut für Eisenhüttenkunde (IEHK) und aus der industriellen Produktion wurde das Modell evaluiert. Die Übereinstimmung der Ergebnisse ermöglichte eine Parameterstudie, die zeigte, dass für eine effektive Wasserstoffentfernung nicht zwingend ein niedriger Vakuumgefäßdruck von 1 mbar erforderlich ist. Stattdessen kann auch bei einem Druck von 10 mbar ein Wasserstoffendgehalt von unter 2 ppm erreicht werden, ohne die Behandlungsdauer zu verlängern, vorausgesetzt, die Bodenspülung ist ausreichend und zuverlässig.