Металлообрабатывающая промышленность и производство стали

 Оптимизация технологических процессов в металлообрабатывающей промышленности 

мс1

Аналитическое и оптическое измерительное оборудование сопровождают производство, обработку, транспортировку и хранение стали и других металлов. Они обеспечивают высокое качество продукции и бесперебойную переработку.

Многолетний опыт работы с предприятиями металлообрабатывающей и стальной промышленностей помогает SICK расширять применение технических решений на основе пробоотборного и беспробоотборного измерений для металлопромышленности.

Черная металлургия 

мс2

 

 

 

 

 

Железо и сталь широко применяется в дорожном строительстве, для железных дорог, строительства зданий, изготовления оборудования, а также других отраслей хозяйства. Поэтому оба эти компонента имеют важное значение как технические материалы.

В черной металлургии зачастую необходимы оба типа измерений — беспробоотборный (измерение непосредственно в потоке газа) и пробоотборный (анализ пробы газа после пробоотбора). SICK предлагает обе технологии измерения.

Измерение печного газа на керамзитовых заводах

Агломерационная установка снабжает доменные печи керамзитом, комбинацией различных руд, плавеней и кокса, которые частично «готовятся» или спекаются. Материалы соединяются друг с другом в доменной печи, это способствует получению однородной и пластичной консистенции металла готовой для обработки.

Техническое решение: MKAS Systems, FLOWSIC100 Flare

Измерение отходящего воздуха в LD-конвертерах

Законодательство о защите окружающей среды требует улавливание пыли, чтобы предотвратить ее попадание в атмосферу. Согласно стандарту MACT (Maximum Achievable Control Technology) пылеуловители должны эксплуатироваться одновременно с доменной печью и LD-конвертером. Чтобы выполнять это требование, необходимо оборудование, которое не будет засоряться, будет устойчиво к высоким температурам в печи и защищено от стального осадка. Датчик объёмного расхода фирмы SICK идеальное решение для выполнения предписаний по защите окружающей среды. Другие классические методы измерения объёмного расхода, как например, трубка Пито, быстро забиваются пылью. Ультразвуковые расходомеры конкурирующих компании не всегда подходят из-за высоких температур или большой пылевой нагрузки. Чтобы работать с очень большими концентрациями пыли, техническое решение SICK предлагает с самого начала точное измерение объёмного расхода! Разработана специальная «защитная оболочка» из высококачественной стали, чтобы защитить электронику оборудования от горячего шлака, который часто разбрызгивается во время процесса литья металла. С датчиками расхода фирмы SICK клиент получает точные измерения объемного расхода при очень низких затратах на обслуживание. Это особенно важно, так как многие соединения недоступны во время эксплуатации LD-конвертера. Установка датчика очень проста. Заказчик может использовать для установки и обслуживания своих технических специалистов, не обязательно, привлекать дорогих специалистов. Таким образом, заказчик в состоянии, доказать местным органам власти по защите окружающей среды, что пылеуловитель работает надлежащим образом, так как улавливаются и фильтруются пыль и взвешенные вещества от доменной печи.

Техническое решение: FLOWSIC100 CEMS

Стальное производство

Из железа или губчатого железа сначала изготавливается сырая сталь в установках для кислородного дутья или на сталеплавильном заводе, которая затем перерабатывается в конечный тип стали. В настоящее время по всему миру таким образом производится 70% стали, обычно на одном комплексном сталеплавильном заводе, который объединяет все эти фазы от сырья до конечного продукта.Технологическое разработки в этой сфере до сих пор концентрировались прежде всего на снижении расхода сырого сырья, энергии и таким образом расходов и влияния на окружающую среду. Это охватывает в значительной степени оптимизацию существующих и развитие новых процессов, наример использование имеющихся дымовых газов (от коксовальной печи, доменной печи и конвертера) или сокращение на половину количества кокса, которое служит как восстановитель. Некоторые технологические операции требуют установку сложных аналитических приборов для управления технологическими процессами или контроля выбросов.

Техническое решение: 

  • В бункере с сырым сырьём для защиты от возгорания: DUSTHUNTER T или DUSTHUNTER SB, GMS800 
  • В напорной трубе доменной печи для состава доменного газа и контрольного значения режима работы печи: MAC800
  • На или перед шахтой доменной печи для контрольных значений для мониторинга выбросов: FLOWSIC100 CEMS 
  • При спуске бункера для сгорания доменного газа: MAC800 
  • На шахте доменной печи для контроля выбросов: MCS100E, ZIRKOR302, GM32. 

Цветные металлы

мс3

Процесс добычи и переработки цветных металлов губительно сказывается на окружающей среде и должен контролироваться, согласно нормативным требованиям.

Требования к измерениям включают в себя контроль концентраций определенных газовых компонентов и пыли, а также количества выбрасываемых в атмосферу дымовых газов. Для оптимизации процесса производства необходим контроль показаний потребляемых ресурсов – особенно в отношении потребления топлива и сырья. Измерения состава уходящих дымовых газов позволяет оптимизировать как работу печи, так и процесс вторичного использования отходящих газов. Полученные показатели позволяют контролировать предельно допустимые выбросы газа и пыли, согласно действующему законодательству. Требования техники безопасности направлены на защиту персонала и оборудования, например, при токсичных или взрывоопасных концентрациях CO.

Алюминий: измерение выбросов HF

Алюминий получают с помощью электролиза постоянным током расплава оксида алюминия (AI2O3), криолита (Na3AlF6) и трифторида алюминия (AIF3) при температуре 960 ºC. При электролизе этого сплава освобождается втористоводородная кислота (HF). Как и другие загрязняющие атмосферу компоненты, фтористоводородная кислота должна быть удалена из уходящих дымовых газов и воздуха рабочей зоны. Это осуществляется через реакцию с твердым оксидом алюминия. Отфильтрованный трифторид алюминия снова направляется в процесс. Лазарный газоанализатор SICK контролирует концентрацию фтористоводородной кислоты. Использование прямой лазерной спектроскопии с точно подогнанной спектральной линией проводит измерение с высоким разрешением без перекрестной чувствительности к другим компонентам. Решения SICK обеспечивают точное измерение фтористоводородной кислоты. Это прежде всего имеет значение при измерении очищенного газа, так как здесь требуется надежное измерение низких концентраций (0 до 5 мг/м³). Малое время отклика анализатора позволяет немедленно отслеживать резкие пиковые колебания. Кроме того анализатор оснащен сравнительной кюветой для проведения автоматической калибровки по длине волны, не создающей помех в процессе измерения.

Техническое решение: GM700

Медь: Контроль выхлопных газов на медном конвертере

На первом этапе производства меди, медная руда (CuFeS2) смешивается с песком и плавится на металлургическом заводе при температуре 1300 ºC, окисляясь за счет взаимодействия с воздухом. Воздух нагнетается в конвертере в расплавленный медный штейн, вследствие чего сульфид меди преобразовывается в медь и диоксид серы. В процессе нагнетания воздуха происходит увеличение концентрации O2, необходимого для окисления сульфидов, при этом концентрация O2 и SO2 снижается, что позволяет контролировать истощение сульфида меди в процессе плавки. Наряду с высокой концентрацией SO2 отходящие газы обладают высоким содержанием пыли. Из-за высоких концентраций пыли используются зонды отбора проб с функцией обратной продувки сжатым воздухом. Модульная газоаналитическая система является идеальным решением для данного применения. В данном применении используется анализатор, работающий на принципе недисперсной абсорбционной спектроскопии в ИК области, в сочетании с высокоточным детектором, основанном на пневматической ячейки Голея для измерения SO2, а также парамагнитная ячейка измерения O2. Парамагнитный модуль оборудован устойчивой к хлору кюветой, т.к. измеряемый газ обладает высокой коррозионной активностью. Система так же включает 2-х ступенчатый охладитель и сепаратор кислоты для эффективного удаления аэрозоля серной кислоты. Кроме того, имеется отдельный насос измеряемого газа и сенсор влажности с предупреждающим сигналом.

Техническое решение: GMS800

Обработка металла

мс4

В целях предотвращения взрыва в процессе нанесения защитного покрытия при производстве упаковочных материалов, осуществляется  контроль газовой смеси, содержащей растворители. Правила эксплуатации осушительных систем при производстве данных материалов обязывают постоянно контролировать нижний предел взрываемости и сохранять его в заданных предельных значениях. Оборудование SICK надежно и непрерывно измеряет значение НПВ.

Контроль осушительных систем согласно EN 1539 для установок для нанесения покрытий на полосу

В процессе нанесения защитного покрытия при производстве упаковочных материалов для предотвращения опасности взрыва должны контролироваться газовые смеси, содержащие растворители (согласно европейским нормам EN 1539). Для предотвращения образования взрывных концентраций осуществляется контроль НПВ. Принцип измерения на основе пламенно-ионизационного детектора (FID) оказывается наиболее подходящим для определения нижнего предела взрываемости (НПВ). Главное преимущество этого метода быстрое время отклика (T90), его применимость к различным растворителям и смесям содержащим растворители, а также его надежная технология в сочетании с высокой чувствительностью. В соответствии с действующими правилами эксплуатации, поточные анализаторы SICK устанавливаются непосредственно в печах. Техническое решение: EuroFID

Очистка отработанного воздуха согласно EN 12753 в установках койл-коатинга

В процессе окрашивания металлопрокатного листа применяются растворители, которые должны удаляться из проходной печи в процессе сушки. Содержащие растворители, отработанные газы вытягиваются на различных участках печи, и смешивается в сборном резервуаре. Затем они используются повторно, чтобы использовать растворитель снова, или направляются в камеру сгорания. Из соображений безопасности европейские нормы EN 12753 предусматривают ограничение концентраций топливных газов на выходе термической очистительной установки. Согласно нормам требуется непрерывно контролировать концентрации углеводородов измерительными системами. Пламенно-ионизационный газоанализатор(FID) котролирует значения предела взрываемости согласно EN 12753. Он устанавливается перед пламенным нейтрализатором камеры сгорания и определяет общее содержание органических веществ в газе. Беспробоотборная версия анализатора, которая устанавливается на стенке, делает возможным быстрое измерение за менее чем 1,5 секунды. Измерительные сигналы анализатора FID передаются в систему управления установки. В целях обеспечения безопасности, в системе управления используются два свободно настраиваемых предельных значения. При превышении установленного нормой EN 12753 порогового значения, подача растворителя автоматически прекращается. Благодаря малому времени отклика FID надежно контролирует работу технологической установки и обеспечивает непрерывный контроля НПВ в реальном времени. Это является важным условием для экономичной работы термической очистки отходящего воздуха.

Техническое решение: EuroFID

Контроль инертизации ударных мельниц

Контроль концентрации кислорода в ударных мельницах необходим из-за большого количества металлопигмента и необходимости инертизации мельницы азотом, в зависимости от перерабатываемого металла. Отбор пробы газа напрямую из трубопровода невозможен из-за абразивных металлических частиц и пигментов. Поэтому впускной фильтр от газопровода переносится на фланец. Кроме того пыль некоторых металлов (например, магний) может воспламеняться на воздухе. По этой причине в установке должна обеспечиваться инертная среда, например, с помощью азота. Модульный, пробоотборный газоанализатор SICK, основанный на парамагнитном принципе измерения, в сочетании с встроенным насосом является идеальным решением для данной области применения. График эксплуатации мельницы позволяет провести автоматическую калибровку в начале рабочего. Анализатор имеет пылевлагозащитный корпус и не требует дополнительной системы пробоподготовки измеряемого газа.

Техническое решение: GMS800