Echtzeit-Ausgasanalyse für die Stahlindustrie 1 Sekunde Reaktion für eine schnellere Entkohlenstoff-Endpunkt-Detektion

Echtzeit-Analyse von Stahlwerksabgasen

1-Sekunden-Reaktion für schnellere Erkennung des Entkohlungsendpunkts

Sehen Sie den Prozess. Erfassen Sie den Endpunkt. Kontrollieren Sie die Hitze.

In der modernen Stahlherstellung zählt jede Sekunde.

Die Zusammensetzung des Ofenabgases bietet ein direktes Fenster zum Fortschritt des Stahlherstellungsprozesses. Die kontinuierliche Messung von CO, CO₂, H₂, N₂, O₂ und CH₄ kann den Bedienern helfen, die Ofenbedingungen zu verstehen, den Entkohlungsendpunkt zu identifizieren, anormale Prozessbedingungen zu erkennen und die Energieauslastung zu optimieren.

Die Stahlherstellung ist jedoch eine der anspruchsvollsten Umgebungen für die Gasanalytik. Hohe Temperaturen, starker Staub, Vibrationen, elektromagnetische Störungen und schwierige Installationsorte stellen außergewöhnliche Anforderungen an analytische Systeme.

Der metallurgische Abgasanalysator der RS2600-Serie von JINSP kombiniert Raman-Spektroskopie mit einem speziellen Probenahme- und Gasaufbereitungssystem, um eine schnelle, Mehrkomponentenanalyse für die BOF- und EAF-Stahlherstellung zu liefern.

Warum ist eine schnelle Abgasanalyse wichtig?

Die Entkohlung geschieht schnell

Während der Stahlherstellung spiegeln Änderungen der CO- und CO₂-Konzentrationen den Fortschritt der Entkohlung wider.

Wenn der Endpunkt zu spät identifiziert wird, kann der Prozess über den optimalen Punkt hinaus fortgesetzt werden, was zu Folgendem führt:

• Übermäßiger Energieverbrauch
• Überoxidation von Flüssigstahl
• Erhöhtes Risiko von Überblasen

Wenn der Endpunkt zu früh identifiziert wird, kann eine unzureichende Entkohlung dazu führen, dass die Kohlenstoffgehalte über dem Zielbereich liegen.

Die Echtzeit-Abgasanalyse liefert die Prozesssichtbarkeit, die für fundiertere Betriebsentscheidungen erforderlich ist.

Herkömmliche Multisensor-Systeme können zu langsam sein

Die Bedingungen bei der Stahlherstellung können sich schnell ändern. Wenn analytische Systeme auf mehrere einzelne Sensoren angewiesen sind, können Reaktionszeit, Sensorabgleich, Wartungsanforderungen und Datenintegration zu limitierenden Faktoren werden.

Der Raman-basierte Ansatz von JINSP ermöglicht gleichzeitige Mehrkomponentenmessung mit einer Reaktionszeit von etwa einer Sekunde, wodurch analytische Daten schnell genug geliefert werden, um dynamische Ofenbedingungen zu verfolgen.

JINSP Raman-Lösung für die Stahlherstellung

Ein Analysator. N₂ · H₂ · O₂ · CO · CO₂ · CH₄ Sechs Gaskomponenten. Echtzeit-Prozessübersicht.

Ein typisches System besteht aus: Probenahmesystem → Gasvorbehandlung → RS2600MG Analysator → Datenkontrollsystem

Messdaten können über RS232/RS485 übertragen und in SPS- oder DCS-Systeme des Werks integriert werden.

Diese Architektur ermöglicht eine kontinuierliche Abgasüberwachung, ohne dass für jede Gaskomponente ein separater Analysator erforderlich ist.

Hauptvorteile:

1-Sekunden-Reaktion

Schnelle Messung hält mit der Dynamik der Stahlherstellung Schritt.

Die kontinuierliche Verfolgung der Ofengaszusammensetzung hilft, Veränderungen im Entkohlungsprozess zu erkennen und rechtzeitige Entscheidungen wie das Zurückziehen der BOF-Lanze oder das Ausschalten der EAF-Leistung zu unterstützen.

Schnelle Daten. Schnellere Entscheidungen. Bessere Prozesskontrolle.

Direkte H₂-Messung zur Sicherheitsüberwachung

Die Wasserstoffkonzentration ist ein wichtiger Prozesssicherheitsindikator.

Ein unerwarteter Anstieg von H₂ kann auf eine Kühlwassereinsickerung in den Ofen hinweisen und eine frühzeitige Warnung vor einer potenziell schwerwiegenden Prozessanomalie geben.

Die Raman-Spektroskopie liefert eine charakteristische Reaktion für H₂, die eine direkte quantitative Messung ermöglicht und eine zuverlässigere Sicherheitsüberwachung unterstützt.

Sechs-Komponenten-Analyse in einem einzigen System

Dies kann den Bedarf an mehreren Einzelgas- oder Multisensorgeräten eliminieren, die Systemarchitektur vereinfachen und gleichzeitig die Geräte- und Wartungskosten senken.

Ein Analysator. Sechs kritische Gase. Ein integrierter Datenstrom.

Kein Verbrauch von Trägergas oder Kalibriergas im Routinebetrieb

Im Gegensatz zu herkömmlichen Analysesystemen, die kontinuierlich Trägergas benötigen oder häufig Verbrauchsmaterialien austauschen müssen, arbeitet das Raman-basierte System ohne regelmäßigen Trägergasverbrauch.

Dies kann die laufenden Betriebskosten erheblich senken und die langfristige Wartung vereinfachen.

Großer Messbereich

Die RS2600MG-Serie bietet einen quantitativen Messbereich von: 0,1%–100%

Der weite Bereich deckt sowohl die relativ hohen Gaskonzentrationen während des aktiven Blasens als auch die niedrigeren Konzentrationen gegen Ende des Stahlherstellungszyklus ab.

Von Abgasdaten zu Prozessentscheidungen

Die kontinuierliche Abgasanalyse kann Stahlproduzenten helfen:

• Entkohlung optimieren: Den Entkohlungsendpunkt genauer identifizieren und das Risiko von Über- oder Unterblasen reduzieren.
• Stahlqualität verbessern: Eine bessere Endpunktkontrolle unterstützt eine konsistentere Zusammensetzung des Flüssigstahls und Prozessstabilität.
• Prozesssicherheit erhöhen: H₂ kontinuierlich überwachen und potenzielle Kühlwassereinsickerungen frühzeitig erkennen.
• Instrumentierungskosten senken: Mehrere Gassensoren durch einen einzigen Mehrkomponenten-Raman-Analysator ersetzen, wodurch die Gerätekonfiguration und die Wartungskosten potenziell um mehr als 50 % reduziert werden.
• Betriebskosten senken: Regelmäßigen Trägergasverbrauch eliminieren und den Bedarf an verbrauchsabhängiger Gasanalytik reduzieren.
• Smartere Stahlherstellung ermöglichen: Echtzeit-Gaszusammensetzungsdaten direkt in SPS/DCS-Systeme einspeisen, um zunehmend automatisierte und datengesteuerte Stahlherstellungsbetriebe zu unterstützen.

Ofenabgase in verwertbare Prozessdaten umwandeln

Stahlwerksabgase enthalten wertvolle Informationen darüber, was im Ofen vor sich geht.

Die Herausforderung besteht darin, diese Informationen schnell, genau und zuverlässig zu erfassen, um Echtzeitentscheidungen zu unterstützen.

Mit der Raman-basierten Mehrkomponentenanalyse bietet JINSP einen neuen Ansatz zur Überwachung von Stahlwerksabgasen – der schnelle Reaktion, gleichzeitige Mehrgas-Messung, direkte H₂-Erkennung, geringen Verbrauchsmaterialbedarf und Integration in industrielle Systeme kombiniert.

Schneller überwachen. Intelligenter steuern. Konsistenter produzieren.