Modellierung und Simulation des Elektrolichtbogenofens

Die Elektrostrahlerzeugung im Lichtbogenofen gehört zu den energieintensiven Industrieprozessen und steht im Fokus energetischer Optimierungen zur Erhöhung der Energie- und Rohstoffeffizienz. Prozessmodelle und Simulationen können dabei zu einem detaillierteren Verständnis der Energie- und Stofftransporte während des Schmelzprozesses und in Folge dessen zur Prozessoptimierung beitragen. Insbesondere bietet das Abgas weiteres Optimierungspotenzial, da dieses einen signifikanten Anteil der eingebrachten Energie aus dem Prozess austrägt. Das Ziel dieser Arbeit besteht in der detaillierten Modellierung und Simulation der Gasphase eines Elektrolichtbogenofen Prozessmodells, sodass ganzheitliche Untersuchungen des Schmelzprozesses unter Berücksichtigung des wesentlichen physikalischen Prozesse in der Gasphase ermöglicht werden. Mithilfe des Prozessmodells können Fahrweisen und Prozessänderungen qualitativ untersucht und analysiert werden, bevor diese im realen Betrieb getestet werden. Die Modellentwicklung im Rahmen dieser Arbeit zielt vor allem auf eine zukünftige Optimierung des Brenner- und Sauerstoffeintrags sowie der Abgasnachverbrennung ab.

Klappentext

Die Elektrostrahlerzeugung im Lichtbogenofen gehört zu den energieintensiven Industrieprozessen und steht im Fokus energetischer Optimierungen zur Erhöhung der Energie- und Rohstoffeffizienz. Prozessmodelle und Simulationen können dabei zu einem detaillierteren Verständnis der Energie- und Stofftransporte während des Schmelzprozesses und in Folge dessen zur Prozessoptimierung beitragen. Insbesondere bietet das Abgas weiteres Optimierungspotenzial, da dieses einen signifikanten Anteil der eingebrachten Energie aus dem Prozess austrägt. Das Ziel dieser Arbeit besteht in der detaillierten Modellierung und Simulation der Gasphase eines Elektrolichtbogenofen Prozessmodells, sodass ganzheitliche Untersuchungen des Schmelzprozesses unter Berücksichtigung des wesentlichen physikalischen Prozesse in der Gasphase ermöglicht werden. Mithilfe des Prozessmodells können Fahrweisen und Prozessänderungen qualitativ untersucht und analysiert werden, bevor diese im realen Betrieb getestet werden. Die Modellentwicklung im Rahmen dieser Arbeit zielt vor allem auf eine zukünftige Optimierung des Brenner- und Sauerstoffeintrags sowie der Abgasnachverbrennung ab.