Convertisseur et raffinage secondaire : mesures critiques dans des conditions extrêmes

Après l'usine de frittage et la cokerie le métal chaud est traité dans un convertisseur.

Convertisseur

Il pourrait s'agir d'un convertisseur à oxygène, dans lequel de l'oxygène est insufflé dans le métal chaud pour déclencher une réaction chimique et éliminer une partie du carbone.

Raffinage secondaire

Une autre méthode consiste à utiliser un four électrique à arc (FEA) : ces fours sont largement utilisés pour le recyclage de la ferraille. Ils prennent toutes sortes de déchets d'acier et de fer - vieilles bicyclettes, pièces de voiture ou déchets provenant de projets de démolition - et les fondent pour en faire de l'acier.

Il est ensuite affiné dans un four secondaire, où les éléments d'alliage appropriés sont ajoutés et où l'on veille à ce que toutes les impuretés soient éliminées au cours des deux étapes.

Il s'agit d'un environnement très volatil, avec des températures de l'ordre de 1615°C dans le métal. Des conduits d'évacuation sont également présents.

Des pompes hydrauliques peuvent également déplacer certaines pièces, et il peut être intéressant de surveiller la température de la paroi du four. Des points chauds peuvent apparaître autour du four. Dans ce cas, ils aimeraient recevoir une alerte rapide, avant que le métal ne traverse quelque chose.

Capteurs IoT recommandés pour les convertisseurs et le raffinage secondaire :

1. Capteurs de température sont importantes pour le contrôle et la sécurité des convertisseurs et du raffinage secondaire :

Contrôle des processus chimiques

Au cours du processus de conversion, de l'oxygène est insufflé dans le métal chaud pour en éliminer le carbone. Cette réaction est sensible à la température : si elle est trop basse, la réaction est incomplète ; si elle est trop élevée, des sous-produits indésirables sont produits.

L'ajout d'éléments d'alliage nécessite également une température stable pour garantir les propriétés souhaitées du matériau.

Détection des points chauds et intégrité du four

La paroi du four est soumise à des contraintes thermiques. Les points chauds locaux peuvent conduire à l'épuisement, causant de graves dommages et des temps d'arrêt. Les capteurs de température IoT détectent ces points chauds de manière précoce, ce qui permet aux opérateurs d'intervenir avant que des dommages structurels ne se produisent.

Efficacité énergétique et économies

Le contrôle précis de la température permet d'optimiser la consommation d'énergie. La surchauffe est évitée, ce qui permet de réduire les coûts énergétiques et de prolonger la durée de vie des composants du four.

Sécurité et fiabilité

Dans un environnement volatil, avec du métal en fusion et une pression élevée, la sécurité du processus est primordiale. Les capteurs de température contribuent à une production stable et contrôlée, en minimisant les risques pour le personnel et les équipements.

2. Capteurs d'ampères/consommationaperçu de la consommation d'énergie et de la charge des machines
Les usines de conversion et les fours électriques à arc sont les principaux consommateurs d'énergie dans la production d'acier. Le contrôle de la consommation d'énergie est donc essentiel pour l'efficacité opérationnelle et la maîtrise des coûts.

Surveillance des fours à arc électrique

Les fours à arc font fondre la ferraille à l'aide d'un puissant courant électrique. Des capteurs d'ampérage et de consommation mesurent en permanence l'ampérage et la charge du four.

Les écarts de consommation peuvent être révélateurs :

• Déséquilibre dans le processus de fusion
• Problèmes avec les électrodes
• Perte d'efficacité due à l'usure ou à la contamination

Contrôle des moteurs et des pompes

Outre les fours, les moteurs et les pompes hydrauliques sont également contrôlés par des systèmes électriques. Des capteurs de consommation permettent de détecter la surcharge, l'usure ou le fonctionnement inefficace de ces composants.

Gestion de l'énergie et économies

Grâce à une vision en temps quasi réel de la consommation d'énergie, les opérateurs peuvent :

• Éviter les pics de consommation
• Optimisation des installations
• Prévenir le gaspillage d'énergie

Cela contribue directement à la réduction des coûts énergétiques et à la réalisation des objectifs de développement durable.

Maintenance et maintenance prédictive

Des changements dans la consommation d'énergie peuvent indiquer des problèmes mécaniques. Une détection précoce permet une maintenance prédictive, ce qui évite des temps d'arrêt coûteux.

3. Capteurs de vibrations: pour le contrôle des pompes hydrauliques et de la fiabilité mécanique

Les pompes hydrauliques jouent un rôle clé dans le processus de conversion, par exemple lorsqu'il s'agit de déplacer des vannes, de positionner des éléments de four ou de contrôler des systèmes d'extraction. Ces pompes sont mécaniquement très sollicitées et sujettes à l'usure, au déséquilibre et à la cavitation.

Détection d'anomalies mécaniques

Les capteurs de vibrations mesurent en continu les vibrations dans les pompes et les tuyaux.

Des anomalies dans ces schémas peuvent indiquer

• Usure des roulements
• Déséquilibre des pièces rotatives
• Composants desserrés
• Cavitation (bulles d'air dans les flux de fluides causant des dommages)

Maintenance préventive et prévention des défaillances

La détection précoce des anomalies permet d'effectuer de petites réparations avant qu'elles ne se transforment en défaillances majeures.

Cela permet d'éviter les temps d'arrêt imprévus des systèmes critiques, qui peuvent entraîner des pertes de production et des risques pour la sécurité dans un environnement de conversion.

Réduction des coûts et temps de fonctionnement

Les capteurs de vibrations permettent de réduire les coûts de maintenance grâce à une maintenance ciblée et opportune.

Ils contribuent à augmenter le temps de fonctionnement de l'usine, ce qui est essentiel dans un processus où chaque temps d'arrêt peut coûter des milliers d'euros par heure.

Intégration intelligente dans la planification de la maintenance

En reliant les données vibratoires aux systèmes de maintenance, les entreprises peuvent appliquer la maintenance prédictive.

Il est ainsi possible de programmer la maintenance en fonction de l'usure réelle, plutôt qu'à des intervalles fixes.

4. Capteurs de pression/dépressionLes produits de l'industrie automobile : essentiels pour le contrôle des émissions et la sécurité des processus

Lors de la conversion et du raffinage secondaire, divers gaz sont libérés à haute température, notamment des fumées provenant d'éléments d'alliage, des particules de poussière et des gaz résiduels issus du processus de fusion. Ces gaz doivent être éliminés de manière sûre et efficace au moyen de canaux d'extraction et de systèmes de filtrage.

Contrôle des émissions et réglementation environnementale

Les procédés sidérurgiques industriels sont soumis à des normes européennes strictes en matière d'émissions.

Des capteurs de pression et de vide contrôlent l'efficacité de l'aspiration et de la filtration.

Ils permettent de documenter les flux d'air et les émissions, ce qui est nécessaire pour se conformer à la législation environnementale.

Détection des blocages et des fuites

Les capteurs détectent les écarts de pression, qui peuvent indiquer :

• Filtres bouchés
• Fuites de canalisations
• Extraction insuffisante

Une signalisation précoce empêche les substances nocives de pénétrer dans l'espace de travail ou de surcharger le système.

Efficacité énergétique

Une perte de pression inutile signifie que les ventilateurs doivent travailler plus dur. L'optimisation des flux d'air permet de réduire la consommation d'énergie et l'usure des ventilateurs et des pompes.

Sécurité et stabilité des processus

Une mauvaise extraction peut entraîner une accumulation de gaz, ce qui présente des risques d'explosion ou des risques pour la santé.

Les capteurs garantissent un environnement de travail stable et sûr, en particulier dans les zones soumises à des contraintes thermiques et chimiques élevées.

Ensemble, ces quatre types de capteurs constituent une base essentielle pour le fonctionnement sûr, efficace et durable des convertisseurs et des raffineries secondaires. Ils permettent d'optimiser les processus, de réaliser des économies et d'éviter les temps d'arrêt - autant d'éléments essentiels dans un environnement caractérisé par des températures élevées, une chimie complexe et de lourdes charges mécaniques.