In Lázaro Cárdenas – strategisch günstig am wichtigsten mexikanischen Rohstoffhafen gelegen – produziert der weltgrößte Stahlhersteller Arcelor Mittal Stahlbrammen im DRI-EAF-Verfahren. Dieses Herstellungsverfahren ermöglicht eine einheitliche Oberflächenstruktur und führt zu einer höheren Qualität der jährlich 3,8 Millionen Tonnen produzierten Brammen. Wichtiger Bestandteil der Brammenfertigung ist Koks. Sorgt er einerseits für die nötige Hitze im Hochofen, so muss er andererseits nach dem Fertigungsprozess wieder aufbereitet werden.
Als Bramme bezeichnet man einen Block aus gegossenem Stahl, Aluminium oder Kupfer, dessen Breite und Länge ein Mehrfaches seiner Dicke beträgt. Brammen werden durch Gießen und Walzen hergestellt und sind das Vormaterial für Bleche und Bänder. Die Dimensionen einer Bramme werden an die Abmessungen des gewünschten Produkts angepasst.
Bei der Herstellung von Brammen entstehen aus den Verbrennungsrückständen im Hochofen Abfälle wie beispielsweise der sogenannte Koksgrus und Ofenschlamm. Diese lassen sich aufbereiten und können später erneut dem Verbrennungsprozess zugeführt werden. Zu diesem Zweck steht auf dem Gelände des Stahlwerks eine Recyclinganlage von Diproinduca, die diese Abfälle wiederverwertet.
Das aus Kanada stammende Unternehmen hat sich in den vergangenen zwanzig Jahren einen Namen in der Verwertung von Abfallstoffen aus industriellen Prozessen des Bergbaus und der Stahlherstellung gemacht. Recyclinganlagen des Unternehmens stehen in Kanada, Mexiko, Venezuela und Trinidad. Der Recycling-Spezialist für Industrieabfälle wandelt die Abfälle aus dem Prozess der Stahlproduktion in Briketts um, die erneut im Hochofen des Stahlwerks verheizt werden können. Dabei kommt es auf das genaue Mischungsverhältnis der einzelnen Bestandteile für die Herstellung der Briketts an. Wasser, Zement und ausgewählte chemische Zusatzstoffe zum Verbinden der einzelnen Stoffe werden den Abfällen beigemischt.
Die präzise Dosierung der einzelnen Bestandteile übernimmt in Lázaro Cárdenas eine Automatisierungslösung von Festo. „Dies ist eine echte Komplettlösung, die die Systemtechnik-Ingenieure von Festo Mexiko auf die Beine gestellt haben – von der Entwicklung des technischen Konzepts bis hin zur Lieferung der Steuerungstechnik“, erklärt Alexander Vargas, Leiter Produktmanagement Process Automation bei Festo.
Das integrierte Automatisierungssystem verfügt über ein Wägesystem, ausgestattet mit Wägezellen an den Transportbändern und an dem speziell dafür entwickelten Zementtrichter. Hinzu kommen Vormischer und Mischertechnik inklusive Elektromotoren sowie die Dosiertechnik für Wasser und chemische Zusatzstoffe mit den dafür notwendigen pneumatischen Prozessventilen. Das Wägesystem bestimmt am Rohstofftrichter die exakte Dosierung der Abfallstoffe für die betreffende Charge. Diese wird zu einem Vormischer transportiert und homogenisiert. Im darauffolgenden Mischer werden Wasser, Zement und chemische Zusatzstoffe zugesetzt. Sobald die Mischung die richtige Zusammensetzung hat, wird der Mischer geöffnet und die gesamte Charge zur Brikettmaschine transportiert, die die Briketts formt.
“The Mexican engineers put all of their expertise in process automation, including all the different levels of the automation pyramid, into developing the complete solution”, explains Vargas, who supervised the project from the start from Festo headquarters, offering expert assistance when requested. At the sensor/actuator level, all the applicable liquid media flows in the plant are controlled by various automated process valves such as the quarter turn actuator DAPS for opening and closing the butterfly valves.
At the field level, three distributed CPX terminals connected via PROFIBUS DP collect the signals from the field instruments. Well-protected in stainless steel control cabinets delivered ready to install, they can even withstand the tropical climate of the Mexican Pacific Coast when installed outdoors.
A CECX-X-C1 used as a PLC at the control level acts as the “brain” of the plant. A SCADA system visualises the various areas and equipment in the plant for the operator. Communication with the PLC and the SCADA system takes place via an Ethernet network. The PLC program together with the SCADA system monitors the entire manufacturing process, which can either be fully automatically or manually controlled. The PLC master in the form of the controller CECX-X-C1 processes the information and passes it on to the SCADA software. Four screen views show the general layout of the plant, parameters, events and reports relating to the plant.
“The Mexican system solutions engineers employed all their automation knowledge throughout all the steps of this project, from technical development through delivery of the control technology to after sales service”, emphasises automation expert Vargas. The integration of automation components from all four levels of the automation pyramid results in highly efficient recycling of coke, which is valuable as a fuel, and in the process helps the environment and improves the productivity of slab production.
9140 Leslie Street, Suite 404
Richmond Hill, ON, L4B 0A9
Canada
Area of business: Plant construction for industrial recycling
Berkeley Square House, 7th Floor
Berkeley Square
London W1J 6DA
United Kingdom
Area of business: World’s biggest steel manufacturer with steelworks and iron ore mines around the world