Converter en secundaire raffinage: kritieke metingen in extreme omstandigheden

Na de Sinterfabriek en cokesfabriek wordt het ruwijzer verder verwerkt in een converter.

Converter

Dit kan een zuurstofconvertor zijn, waarbij zuurstof in het ruwijzer geblazen wordt om een chemische reactie op gang te brengen, waarbij een deel van de koolstof wordt verwijderd.

Secundaire raffinage

Een alternatieve methode is het gebruik van een elektrische boogoven (EAF): Deze worden veel gebruikt bij recycling van schroot. Hier worden allerlei soorten staal- en ijzerschroot in verwerkt – oude fietsen, autodelen of schroot uit sloopprojecten – en smelten dat om tot staal.

Vervolgens wordt dat verder geraffineerd in een secundaire oven, waar de juiste legeringselementen toegevoegd worden en ervoor gezorgd wordt dat alle onzuiverheden worden verwijderd in beide stappen.

Het is een zeer vluchtige omgeving, met temperaturen van rond de 1615°C in het metaal. Er zijn ook afzuigkanalen aanwezig.

Mogelijk zijn er ook hydraulische pompen die bepaalde onderdelen bewegen, en de temperatuur van de ovenwand kan interessant zijn om te monitoren. Er kunnen hotspots ontstaan rond de oven. In dat geval willen ze graag een vroege waarschuwing, voordat het metaal ergens doorheen breekt.

Aanbevolen IoT sensoren voor de converter en secundaire raffinage:

1. Temperatuursensoren zijn belangrijk voor controle en veiligheid in de converter en secundaire raffinage:

Chemische procescontrole

Tijdens het converterproces wordt zuurstof in het ruwijzer geblazen om koolstof te verwijderen. Deze reactie is temperatuurgevoelig: te laag en de reactie verloopt onvolledig, te hoog en er ontstaan ongewenste bijproducten.

Ook het toevoegen van legeringselementen vereist een stabiele temperatuur om de gewenste materiaaleigenschappen te garanderen.

Hotspotdetectie en ovenintegriteit

De ovenwand is onderhevig aan thermische belasting. Lokale hotspots kunnen leiden tot doorbranding, wat ernstige schade en stilstand veroorzaakt. De IoT temperatuursensoren detecteren deze hotspots vroegtijdig, zodat operators kunnen ingrijpen voordat er structurele schade ontstaat.

Energie-efficiëntie en kostenbesparing

Door de temperatuur nauwkeurig te monitoren, kan het energieverbruik geoptimaliseerd worden. Oververhitting wordt voorkomen, wat leidt tot lagere energiekosten en een langere levensduur van ovencomponenten.

Veiligheid en betrouwbaarheid

In een vluchtige omgeving met gesmolten metaal en hoge druk is procesveiligheid van het grootste belang. Temperatuursensoren dragen bij aan een stabiele en gecontroleerde productie, wat risico’s voor personeel en apparatuur minimaliseert.

2. Ampère/verbruik sensoren: inzicht in energieverbruik en machinebelasting
Converterinstallaties en elektrische boogovens (EAF) zijn grote energieverbruikers binnen de staalproductie. Het monitoren van stroomverbruik is daarom essentieel voor zowel operationele efficiëntie als kostenbeheersing.

Monitoring van elektrische boogovens

Vlamboogovens smelten schroot met behulp van krachtige elektrische stroom. Ampère-/verbruikssensoren meten continu de stroomsterkte en belasting van de oven.

Afwijkingen in verbruik kunnen wijzen op:

• Onbalans in het smeltproces
• Problemen met elektroden
• Verlies van efficiëntie door slijtage of vervuiling

Aansturing van motoren en pompen

Naast ovens worden ook motoren en hydraulische pompen aangestuurd via elektrische systemen. Verbruikssensoren helpen bij het detecteren van overbelasting, slijtage of inefficiënte werking van deze componenten.

Energiebeheer en kostenbesparing

Door near-realtime inzicht in stroomverbruik kunnen operators:

• Pieken in verbruik vermijden
• Installaties optimaliseren
• Energieverspilling voorkomen

Dit draagt direct bij aan lagere energiekosten en duurzaamheidsdoelen.

Onderhoud en predictive maintenance

Veranderingen in stroomverbruik kunnen duiden op mechanische problemen. Vroegtijdige detectie maakt predictive maintenance mogelijk, wat dure stilstand voorkomt.

3. Vibratiesensoren:  voor het bewaken van hydraulische pompen en mechanische betrouwbaarheid

Hydraulische pompen spelen een sleutelrol in het converterproces, bijvoorbeeld bij het bewegen van kleppen, het positioneren van ovenonderdelen of het aansturen van afzuigsystemen. Deze pompen zijn mechanisch intensief belast en gevoelig voor slijtage, onbalans en cavitatie.

Detectie van mechanische afwijkingen

Vibratiesensoren meten continu trillingspatronen in pompen en leidingen.

Afwijkingen in deze patronen kunnen wijzen op:

• Slijtage van lagers
• Onbalans in draaiende onderdelen
• Loszittende componenten
• Cavitatie (luchtbellen in vloeistofstromen die schade veroorzaken)

Preventief onderhoud en faalpreventie

Door afwijkingen vroegtijdig te detecteren, kunnen kleine reparaties worden uitgevoerd voordat ze uitgroeien tot grote storingen.

Dit voorkomt ongeplande stilstand van kritieke systemen, wat in een converteromgeving kan leiden tot productieverlies en veiligheidsrisico’s.

Kostenbesparing en uptime

Vibratiesensoren helpen bij het verlagen van onderhoudskosten door gericht en tijdig onderhoud.

Ze dragen bij aan een hogere uptime van installaties, wat essentieel is in een proces waar elke stilstand duizenden euro’s per uur kan kosten.

Slimme integratie in onderhoudsplanning

Door vibratiedata te koppelen aan onderhoudssystemen kunnen bedrijven predictive maintenance toepassen.

Dit maakt het mogelijk om onderhoud te plannen op basis van werkelijke slijtage, in plaats van vaste intervallen.

4. Druk/vacuüm sensoren: essentieel voor emissiebeheersing en procesveiligheid

In de converter en secundaire raffinage komen bij hoge temperaturen diverse gassen vrij, waaronder dampen van legeringselementen, stofdeeltjes en restgassen uit het smeltproces. Deze moeten veilig en efficiënt worden afgevoerd via afzuigkanalen en filtersystemen.

Emissiebeheersing en milieuregelgeving

Industriële staalprocessen vallen onder strenge EU-emissienormen.

Druk- en vacuümsensoren bewaken de effectiviteit van afzuiging en filtering.

Ze helpen bij het documenteren van luchtstromen en emissies, wat nodig is voor compliance met milieuwetgeving.

Detectie van verstoppingen en lekkages

Sensoren detecteren afwijkingen in druk, wat kan wijzen op:

• Verstopte filters
• Lekkende leidingen
• Onvoldoende afzuiging

Vroegtijdige signalering voorkomt dat schadelijke stoffen in de werkruimte terechtkomen of dat het systeem overbelast raakt.

Energie-efficiëntie

Onnodige drukverlies betekent dat ventilatoren harder moeten werken. Door luchtstromen te optimaliseren, kunnen energieverbruik en slijtage aan ventilatoren en pompen worden verminderd.

Veiligheid en processtabiliteit

Slechte afzuiging kan leiden tot ophoping van gassen, wat explosiegevaar of gezondheidsrisico’s met zich meebrengt.

Sensoren zorgen voor een stabiele en veilige werkomgeving, vooral in zones met hoge thermische en chemische belasting.

Deze vier sensortypes vormen samen een kritisch fundament voor het veilig, efficiënt en duurzaam laten functioneren van de converter en secundaire raffinage. Ze zorgen voor procesoptimalisatie, kostenbesparing, en voorkomen downtime – allemaal essentieel in een omgeving met hoge temperaturen, complexe chemie en zware mechanische belasting.