Instrumentierung und Gasanalyse für die Metallurgie, Stahlindustrie und Gießereien
Instrumentierung und Gasanalyse für die Metallurgie, Stahlindustrie und Gießereien
Die Frage der Energieeffizienz in der Metall- und Stahlindustrie sowie in Gießereien ist von entscheidender Bedeutung, wenn der Sektor die Energiewende erfolgreich umsetzen will. Mehrere geeignete Mess-und Analyseinstrumente (Gasanalyse, Druckmessung, Durchflussmessung, Temperaturmessung, Füllstandsmessung) können eingesetzt werden, um Energie einzusparen, seine Rechnung zu senken und seinen CO2-Fußabdruck zu verringern. Den Energieverbrauch jedes einzelnen Prozesses einzusparen und zu optimieren, liegt in der Reichweite jedes Industrieunternehmens.
Instrumentierung und Gasanalyse für die Metallurgie, Stahlindustrie und Gießereien
Die Messgeräte von Fuji Electric begleiten Metallunternehmen während jeder Phase ihres Herstellungsprozesses, um :
Im Sinterofen werden Pulver aus Rohstoffen (Erze, Kalkstein und Wasser) Hitze ausgesetzt, um ein kompaktes Teil zu erhalten. Die Teile durchlaufen im Ofen verschiedene Temperaturen, dann werden sie abgekühlt und schließlich kalibriert, um die gewünschte Form zu erhalten. Bei diesem Prozess muss die Temperatur im Ofen kontrolliert werden, das Luft-Brennstoff-Verhältnis und die schädlichen Emissionen müssen überwacht werden.
Im Koksofen wird Kohle durch einen trockenen Destillationsprozess in Koks umgewandelt. Koks ist ein Brennstoff, der durch Pyrolyse von Steinkohle (bei 1100°C) in einem Koksofen unter Luftabschluss für mehrere Stunden gewonnen wird. Um diesen Prozess zuoptimieren, sind die Kontrolle der Verbrennung und die Überwachung der Abgase von entscheidender Bedeutung.
Im Löschturm (oder Kokstrockenkühlsystem CDQ) wird der glühende Koks auf eine für den Transport geeignete Temperatur abgekühlt. Es handelt sich um ein System zur Energierückgewinnung. Während des Wassersprühvorgangs wird die vom glühenden Koks abgegebene Wärme zurückgewonnen und zur Erzeugung von Strom oder Dampf genutzt. Die Gase CO und H2 müssen überwacht werden, um eine Explosion beim Härten zu vermeiden.
Im Hochofen wird das agglomerierte Eisenerz zu flüssigem Roheisen verarbeitet. Das Eisenerz und der Koks werden von oben in den Ofen gefüllt. Die heiße Luft (1250 °C), die in die Basis des Hochofens geblasen wird, reagiert mit dem Koks und der pulverisierten Kohle und bildet ein Reduktionsgas, das den Sauerstoff aus dem Eisenerz absorbiert. Gleichzeitig wird Wärme erzeugt, die für das Schmelzen des reduzierten Erzes benötigt wird. Während dieses Prozesses werden große Mengen an Gasen erzeugt (CO undCO2). Um den besten Wirkungsgrad des Hochofens zu erreichen, müssen die Qualität des Roheisens kontrolliert, die Verbrennung des Ofens gesteuert und die Gasemissionen überwacht werden.
Das Roheisen wird in den Konverter geschüttet, in dem sich Schrott befindet. Reiner Sauerstoff wird auf das Metallbad geblasen, um den überschüssigen Kohlenstoff und die Verunreinigungen zu verbrennen. Es entsteht flüssiger Stahl, der als "wilder" Stahl bezeichnet wird. Es muss keine zusätzliche Wärme erzeugt werden, da die bei der Oxidation entstehende Wärme in den Konverter geblasen wird. Die im Konverter erzeugten Verbrennungsgase werden zur Stromerzeugung oder zum Heizen im Walzprozess wiederverwendet. Um eine optimale Umwandlung von Roheisen in Flüssigstahl zu erreichen, müssen der Entkohlungsprozess und die Menge des eingeblasenen Sauerstoffs überwacht werden.
Vakuumentgaser werden in vielen Hochöfen und Stahlwerken installiert, um die Reinheit des Stahls zu verbessern. Das Entgasen ist ein metallurgisches Verfahren, bei dem vor dem Stahl eine Menge Aluminium hinzugefügt wird und dann Argon auf den geschmolzenen Stahl geblasen wird, um den Gehalt an H2,02 und N2 zu verringern und bestimmte nichtmetallische Einschlüsse zu entfernen.
Der im Konverter entkohlte geschmolzene Stahl wird in eine Gießpfanne gegossen und zu einer Stranggießanlage transportiert, wo er gegossen wird (zu Brammen, Knüppeln oder Bloom). Argon-Gas wird in die Gießpfanne geleitet, um die Oxidation des geschmolzenen Stahls zu verhindern. Sauerstoffüberwachung ist notwendig, um sicherzustellen, dass sich kein Sauerstoff in der Gießpfanne befindet.
Die Stahlbrammen werden im Wiedererwärmungsofen (800°C bis 1000°C) erhitzt, damit sie weich genug zum Walzen sind. Eine kontrollierte Verbrennung ist notwendig, um das Metall auf eine Temperatur zu bringen, die seine Verarbeitung unter optimalen Bedingungen hinsichtlich Qualität, Produktivität und Energieeffizienz ermöglicht, während gleichzeitig die Schadstoffemissionen reduziert werden.
Die Bramme wird in einem Ofen auf 1200 °C erhitzt, um das Metall schmiedbarer zu machen. Anschließend wird sie durch allmähliches Quetschen zwischen den Walzen des Walzwerks dünner gemacht und gestreckt. Das Stahlband wird zu Spulen oder Platten mit einer Dicke von 1,2 bis 20 Millimetern verarbeitet. Die Coils werden dann einer zweiten Kaltverformung unterzogen, um ein Produkt zu erhalten, das so dünn wie ein Blatt Papier ist (bis zu 0,1 Millimeter dick).
Während dieser Prozesse müssen die mit dem Kohlendioxidpotenzial verbundenen Gaskomponenten (CO2, CO, CH4, NH3, H2oder O2) überwacht und gesteuert werden.
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09. Juni 2024
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