Technologie de mesure pour l'industrie sidérurgique

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Usines sidérurgiques intégrées

L'acier est l'un des matériaux les plus importants pour presque tous les secteurs du génie civil, de la construction de machines et d'outils et de la mécanique de précision. L'optimisation des process de production est une priorité absolue à cause des conditions de process difficiles et de l'énorme demande en matières premières et en énergie. La qualité du produit et la reproductibilité des lots sont de la plus haute importance car elles réduisent le coût du process. Les procédés de production du fer et de l'acier exigent une technique de mesure robuste, capable de détecter les défauts de manière fiable tout en gardant la rentabilité du process à l'esprit.

Grâce à la technologie de mesure WIKA, vous trouverez toujours des solutions adaptées à vos process de production.

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Usine de frittage

Productivité et efficacité
Lors du process de frittage, un mélange de minerais fins, de coke, de matériaux recyclés et d'autres agrégats est préparé, par fusion, pour une utilisation ultérieure dans le haut fourneau afin de garantir la perméabilité aux gaz réducteurs.

Pour le process de frittage, le contrôle de la hotte de frittage et du brûleur associé ainsi que de la température dans le four sont essentiels. La perte d'un four peut entraîner l'arrêt complet du process et les fluctuations de température affectent la qualité du produit fabriqué.

WIKA dispose d'une gamme d'instruments de mesure performants et adaptés aux tâches de mesure des installations de frittage.

Usine de Coke

Rentabilité et qualité
Dans la cokerie, le charbon est transformé en coke en chauffant le lot de mélange de charbon préparé, en l'absence d'air, à une température de 1 000 à 1 300 °C pendant une période de 16 à 30 heures. Le coke, en tant qu'agent réducteur, a un impact majeur sur la rentabilité du process et sur la qualité du produit final.

Challenge : La qualité du coke est déterminée par le mélange de différents types de charbon. Afin d'obtenir des conditions de process optimales dans les cokeries, la pression du four et la température du four dans les différents fours sont contrôlées individuellement.

Dans la cokerie, des capteurs de pesage de haute précision assurent un mélange contrôlé des différents types de charbon pour obtenir la composition de recette souhaitée. Nos instruments de mesure, qui sont adaptés précisément à chaque exigence, garantissent un traitement sans faille des grandes quantités de matières premières.

Usine de granulés

Productivité et efficacité
Les granulés sont de petites boules de minerai de fer utilisées dans la production d'acier. Ils sont fabriqués avec une technologie qui utilise la poudre produite lors de l'extraction du minerai. Le procédé de granulation combine le mélange de la matière première et un traitement thermique qui brûle les granulés verts mous en billes dures. La matière première est roulée en boule puis cuite dans un four ou dans une grille mobile pour fritter les particules en boule dure.

WIKA offre une gamme d’instruments de process fiable et de grande qualité pour la production de granulés de la plus haute qualité.

Haut fourneau

Une grande fiabilité pour une haute disponibilité
Au cours du process de haut fourneau, le frittage ou les granulés, en plus du minerai, du coke et de la chaux, servent à lier les constituants indésirables du minerai dans le laitier et à réduire la température de fusion du fer. Ils sont introduits par le haut dans le haut fourneau, tandis que l'air chaud comprimé est introduit par les tuyères dans la partie inférieure. Des agents réducteurs auxiliaires ou des combustibles - tels que le charbon, le mazout, le gaz naturel ou d'autres sources - peuvent également être injectés à partir du fond du four.

La surveillance de la pression et de la température du combustible ainsi que la surveillance de la pression du gaz de haut fourneau sont d'une importance capitale pour fournir des données normalisées de consommation et de fonctionnement pour les commandes du process.

Une surveillance efficace de la température permet de détecter rapidement d'éventuelles pannes du système. Les thermocouples WIKA ont fait leurs preuves en matière de détection rapide et fiable de la température. La surveillance des fluides de refroidissement constitue un autre défi dans le fonctionnement des hauts fourneaux.

Usine de réduction directe du fer

Sécurité des process
La réduction directe du fer (DRI), une méthode alternative de production de fer, a été développée pour surmonter les difficultés des hauts fourneaux conventionnels. DRI est mis en œuvre avec succès dans diverses parties du monde en utilisant la technologie du gaz naturel ou du charbon. D'une part, le procédé DRI est très économe en énergie ; d'autre part, des gains d'énergie supplémentaires peuvent être réalisés si le matériau chaud est immédiatement transféré dans un four électrique à arc (EAF = four électrique à fusion). De cette façon, la chaleur provenant du process de réduction directe du fer réduit le coût de la fusion des ANREF dans le four électrique à arc, ce qui réduit considérablement les coûts énergétiques.

L'hydrogène représente un défi particulier du procédé des ANREF. WIKA propose des capteurs de pression et de température spéciaux pour les applications hydrogène afin d'assurer le bon fonctionnement du procédé DRI.

Four à oxygène basique

Assurer la qualité de l'acier
La fonte brute produite dans le haut fourneau est utilisée à l'état liquide dans l'aciérie où elle est transformée en acier brut dans les convertisseurs. Le carbone alors contenu dans la fonte brute est brûlé par soufflage en oxygène pur. Une tendance importante dans la métallurgie de l'acier est l'augmentation des nuances d'acier avec la flexibilité croissante des usines métallurgiques, en plus de l'amélioration continue de la logistique dans les aciéries qui reste un défi permanent. Dans les convertisseurs d'acier, les éléments de trampage gênants contenus dans la fonte brute, tels que le carbone, le silicium, le soufre et le phosphore, sont éliminés dans le convertisseur à oxygène de base (BOF) en soufflant de l'oxygène. Ce faisant, des températures jusqu'à 1700 °C sont générées dans le convertisseur.

Un refroidissement efficace et sûr du système de convertisseur est indispensable. Des éléments de mesure de débit WIKA combinés à des transmetteurs de pression différentielle sont utilisés, les températures d'entrée et de sortie étant enregistrées à l'aide de capteurs de température.

Four à arc électrique

Efficacité énergétique et efficacité des matières premières
Les aciers à base de ferraille sont récupérés dans le four à arc électrique.

Après le chargement du four, le procédé de fusion commence par l'allumage de l'arc. A l'aide de lances et/ou de brûleurs et d'injecteurs dans la paroi du four, l'introduction de l'oxygène et des mélanges combustibles/gaz a lieu afin d'accélérer la fusion et de réduire le besoin en énergie électrique.

Grâce à la surveillance de la pression, de la température et du débit du carburant, des données normalisées de consommation et de fonctionnement sont fournies pour les commandes de process. Les appareils de mesure de débit et les capteurs de pression et de température WIKA effectuent cette tâche de régulation de manière fiable et précise.

Four à poche

Amélioration du degré de pureté
Les fours à poches dans les aciéries sont utilisés dans la métallurgie secondaire pour le traitement de l'acier liquide. La masse fondue est ensuite désulfurée et ajustée pour produire la nuance d'acier souhaitée par le client.

Le couvercle du four à poche est généralement revêtu de matériaux réfractaires et refroidi à l'eau. Afin d'assurer un fonctionnement optimal du four à poches, le conduit d'évacuation, les bras d'électrode et le câblage sont également refroidis. Pour cela, une pression d'eau suffisante et une température d'entrée d'eau correcte sont cruciales.

Grâce à leur technique de mesure robuste, nos sondes à résistance et nos capteurs de pression sont idéaux pour la surveillance de l'eau de refroidissement. Les capteurs de pression peuvent être installés rapidement et facilement grâce à leurs dimensions compactes.

Installation de coulée continue

Pour les plus hautes exigences
Dans la coulée continue, l'acier liquide s'écoule de la poche de coulée à travers le distributeur dans les moules. La louche en acier est suspendue dans une tour rotative qui peut contenir deux louches. Dans l'opération de coulée, les méthodes de surveillance thermique et de surveillance de la pression sont utilisées pour détecter les fuites locales d'acier liquide ou pour détecter les pénétrations.

Afin d'éviter la pénétration, il est essentiel de détecter le profil de température dans le moule de coulée afin de pouvoir déterminer l'apparition de fissures. Pour ce faire, des thermocouples sont intégrés dans les côtés étroits et larges du moule, de sorte qu'ils présentent un profil de température bidimensionnel de tous les côtés du moule. Pour déterminer la dissipation de chaleur dans le moule, on mesure la température de l'eau de refroidissement à l'entrée et à la sortie de l'eau de refroidissement ainsi que la quantité de liquide de refroidissement.

WIKA tient compte des conditions d'utilisation difficiles des fonderies d'acier avec des produits extrêmement robustes. Ils se distinguent par une grande résistance aux chocs, aux vibrations et aux variations de température, une protection IP élevée et des caractéristiques CEM exceptionnelles.

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