Konverter und Sekundärraffination: kritische Messungen unter extremen Bedingungen

Nach der Sinteranlage und der Kokerei das Roheisen wird in einem Konverter weiterverarbeitet.

Konverter

Dies könnte ein Sauerstoffkonverter sein, bei dem Sauerstoff in das heiße Metall geblasen wird, um eine chemische Reaktion auszulösen, die einen Teil des Kohlenstoffs entfernt.

Sekundärraffination

Eine alternative Methode ist der Einsatz eines Elektrolichtbogenofens (EAF): Diese werden häufig beim Schrottrecycling eingesetzt. Hier werden alle Arten von Stahl- und Eisenschrott - alte Fahrräder, Autoteile oder Schrott aus Abbrucharbeiten - zu Stahl eingeschmolzen.

Dieses wird dann in einem zweiten Ofen weiter veredelt, wobei die entsprechenden Legierungselemente hinzugefügt werden und darauf geachtet wird, dass alle Verunreinigungen in beiden Schritten entfernt werden.

Es handelt sich um eine sehr flüchtige Umgebung mit Temperaturen von etwa 1615 °C im Metall. Auch Abluftkanäle sind vorhanden.

Möglicherweise werden bestimmte Teile auch von Hydraulikpumpen bewegt, und es ist interessant, die Temperatur der Ofenwand zu überwachen. Rund um den Ofen können sich Hotspots bilden. In diesem Fall wünschen sie sich eine Frühwarnung, bevor das Metall etwas durchbricht.

Empfohlene IoT-Sensoren für Konverter und Sekundärraffination:

1. Temperatursensoren sind wichtig für die Kontrolle und Sicherheit in der Konverter- und Sekundärraffination:

Chemische Prozesskontrolle

Während des Konverterprozesses wird Sauerstoff in das heiße Metall geblasen, um Kohlenstoff zu entfernen. Diese Reaktion ist temperaturabhängig: Ist sie zu niedrig, verläuft die Reaktion unvollständig, ist sie zu hoch, entstehen unerwünschte Nebenprodukte.

Das Hinzufügen von Legierungselementen erfordert außerdem eine stabile Temperatur, um die gewünschten Materialeigenschaften zu gewährleisten.

Hotspot-Erkennung und Ofenintegrität

Die Ofenwand ist einer thermischen Belastung ausgesetzt. Lokale Hotspots können zum Durchbrennen führen und schwere Schäden und Ausfallzeiten verursachen. IoT-Temperatursensoren erkennen diese Hotspots frühzeitig und ermöglichen es den Bedienern, einzugreifen, bevor strukturelle Schäden entstehen.

Energieeffizienz und Kosteneinsparungen

Durch die genaue Überwachung der Temperatur kann der Energieverbrauch optimiert werden. Eine Überhitzung wird verhindert, was zu niedrigeren Energiekosten und einer längeren Lebensdauer der Ofenkomponenten führt.

Sicherheit und Zuverlässigkeit

In einer flüchtigen Umgebung mit geschmolzenem Metall und hohem Druck ist die Prozesssicherheit von größter Bedeutung. Temperatursensoren tragen zu einer stabilen und kontrollierten Produktion bei und minimieren die Risiken für Personal und Ausrüstung.

2. Ampere/VerbrauchssensorenEinblick in Energieverbrauch und Maschinenauslastung
Konverteranlagen und Elektrolichtbogenöfen (EAF) sind große Energieverbraucher in der Stahlproduktion. Die Überwachung des Stromverbrauchs ist daher sowohl für die betriebliche Effizienz als auch für die Kostenkontrolle unerlässlich.

Überwachung von Elektrolichtbogenöfen

Lichtbogenöfen schmelzen Schrott mit starkem elektrischem Strom. Strom-/Verbrauchssensoren messen kontinuierlich die Stromstärke und die Belastung des Ofens.

Abweichungen im Verbrauch können darauf hinweisen:

• Ungleichgewicht im Schmelzprozess
• Probleme mit Elektroden
• Leistungsverluste durch Verschleiß oder Verschmutzung

Steuerung von Motoren und Pumpen

Neben Öfen werden auch Motoren und Hydraulikpumpen über elektrische Systeme gesteuert. Verbrauchssensoren helfen dabei, Überlastung, Verschleiß oder ineffizienten Betrieb dieser Komponenten zu erkennen.

Energiemanagement und Kosteneinsparungen

Durch den Einblick in den Stromverbrauch in nahezu Echtzeit können die Betreiber:

• Vermeidung von Verbrauchsspitzen
• Optimierung der Installationen
• Vermeidung von Energieverschwendung

Dies trägt direkt zur Senkung der Energiekosten und zur Erreichung der Nachhaltigkeitsziele bei.

Wartung und vorausschauende Wartung

Veränderungen im Stromverbrauch können auf mechanische Probleme hinweisen. Eine frühzeitige Erkennung ermöglicht eine vorausschauende Wartung, die kostspielige Ausfallzeiten verhindert.

3. SchwingungssensorenÜberwachung von Hydraulikpumpen und mechanischer Zuverlässigkeit

Hydraulikpumpen spielen im Konverterprozess eine wichtige Rolle, z. B. beim Bewegen von Ventilen, beim Positionieren von Ofenkomponenten oder beim Steuern von Absauganlagen. Diese Pumpen sind mechanisch stark belastet und anfällig für Verschleiß, Unwucht und Kavitation.

Erkennung von mechanischen Anomalien

Schwingungssensoren messen kontinuierlich Schwingungsmuster in Pumpen und Rohrleitungen.

Anomalien in diesen Mustern können darauf hinweisen:

• Abnutzung der Lager
• Unwucht in rotierenden Teilen
• Lose Komponenten
• Kavitation (Luftblasen in Flüssigkeitsströmen, die Schäden verursachen)

Vorbeugende Wartung und Fehlervermeidung

Durch die frühzeitige Erkennung von Anomalien können kleine Reparaturen vorgenommen werden, bevor sie sich zu größeren Ausfällen auswachsen.

Dies verhindert ungeplante Ausfallzeiten kritischer Systeme, die in einer Konverterumgebung zu Produktionsausfällen und Sicherheitsrisiken führen können.

Kosteneinsparungen und Betriebszeit

Schwingungssensoren helfen, die Wartungskosten durch gezielte und rechtzeitige Wartung zu senken.

Sie tragen zu einer höheren Betriebszeit der Anlage bei, was in einem Prozess, in dem jede Ausfallzeit Tausende von Euro pro Stunde kosten kann, von entscheidender Bedeutung ist.

Intelligente Integration in die Wartungsplanung

Durch die Verknüpfung von Schwingungsdaten mit Wartungssystemen können Unternehmen eine vorausschauende Wartung durchführen.

Dadurch ist es möglich, die Wartung auf der Grundlage des tatsächlichen Verschleißes und nicht in festen Intervallen zu planen.

4. Druck-/Vakuum-Sensoren: unverzichtbar für Emissionskontrolle und Prozesssicherheit

Bei der Konverter- und Sekundärraffination werden bei hohen Temperaturen verschiedene Gase freigesetzt, darunter Dämpfe von Legierungselementen, Staubpartikel und Restgase aus dem Schmelzprozess. Diese müssen durch Absaugkanäle und Filtersysteme sicher und effizient entsorgt werden.

Emissionskontrolle und Umweltvorschriften

Industrielle Stahlprozesse unterliegen strengen EU-Emissionsnormen.

Druck- und Vakuumsensoren überwachen die Wirksamkeit von Absaugung und Filtration.

Sie tragen dazu bei, Luftströme und Emissionen zu dokumentieren, was für die Einhaltung der Umweltvorschriften erforderlich ist.

Aufspüren von Verstopfungen und Lecks

Sensoren erkennen Druckabweichungen, die auf Folgendes hinweisen können:

• Verstopfte Filter
• Undichte Rohre
• Unzureichende Extraktion

Die frühzeitige Signalisierung verhindert, dass Schadstoffe in den Arbeitsbereich gelangen oder das System überlasten.

Energie-Effizienz

Unnötiger Druckverlust bedeutet, dass die Ventilatoren härter arbeiten müssen. Durch die Optimierung der Luftströme können der Energieverbrauch und der Verschleiß von Ventilatoren und Pumpen verringert werden.

Sicherheit und Prozessstabilität

Eine unzureichende Absaugung kann zu einer Ansammlung von Gasen führen, die Explosions- oder Gesundheitsrisiken bergen.

Sensoren sorgen für eine stabile und sichere Arbeitsumgebung, insbesondere in Bereichen mit hoher thermischer und chemischer Belastung.

Zusammen bilden diese vier Sensortypen eine entscheidende Grundlage für den sicheren, effizienten und nachhaltigen Betrieb von Konvertern und Sekundärraffinerien. Sie sorgen für Prozessoptimierung, Kosteneinsparungen und die Vermeidung von Ausfallzeiten - alles unerlässlich in einer Umgebung mit hohen Temperaturen, komplexer Chemie und starken mechanischen Belastungen.