Gorący recykling na chłodno obliczony

Przemysł stalowy: zautomatyzowany recykling odpadów z wielkich pieców

Koszty utylizacji i paliwa są ważnym czynnikiem konkurencyjności w przemyśle stalowym. Firma Diproinduca zajmująca się gospodarką odpadami przemysłowymi prowadzi wysoce wydajny zakład recyklingu odpadów z wielkich pieców na terenie huty ArcelorMittal w Meksyku. Festo zautomatyzowało zakład na kilku poziomach piramidy automatyzacji za pomocą kompletnego rozwiązania.

W Lázaro Cárdenas - w pobliżu najważniejszego portu surowcowego Meksyku - ArcelorMittal, największy na świecie producent stali, wytwarza kęsiska metodą DRI-EAF. Ta metoda produkcji zapewnia jednolitą fakturę powierzchni i poprawia jakość 3,8 mln ton kęsisk produkowanych każdego roku. Ważnym składnikiem produkcji kęsisk jest koks. Zapewnia on wymagane ciepło w wielkim piecu podczas procesu produkcyjnego, jednak po jego zakończeniu musi zostać poddany recyklingowi.

Produkcja kęsisk

Kęsisko to blok odlewu stalowego, aluminiowego lub miedzianego, którego szerokość i długość jest kilka razy większa od jego grubości. Kęsiska produkowane są metodą odlewania i walcowania i stanowią materiał wyjściowy do produkcji blach i taśm. Wymiary kęsiska są dostosowane do wymiarów pożądanego produktu.

Jednym z produktów ubocznych produkcji kęsisk są pozostałości po spalaniu w wielkim piecu, takie jak bryza koksowa i szlam piecowy. Mogą one zostać przetworzone i później ponownie wprowadzone do procesu spalania. Dlatego na terenie huty stali znajduje się również zakład recyklingu, prowadzony przez firmę Diproinduca, w którym odpady te są poddawane recyklingowi.


Sekret skutecznego recyklingu

Pochodząca z Kanady firma w ciągu ostatnich dwudziestu lat wyrobiła sobie markę w dziedzinie recyklingu odpadów pochodzących z procesów przemysłowych w górnictwie i produkcji stali. Zakłady recyklingu firmy znajdują się w Kanadzie, Meksyku, Wenezueli i Trynidadzie. Specjaliści od recyklingu odpadów przemysłowych przetwarzają odpady z procesu produkcji stali na brykiety, które mogą być ponownie wykorzystane w wielkim piecu huty. Ważna jest dokładna proporcja mieszania poszczególnych składników do produkcji brykietów. Do odpadów dodawana jest woda, cement oraz wybrane dodatki chemiczne wiążące poszczególne materiały.

W Lázaro Cárdenas precyzyjne dozowanie poszczególnych składników jest realizowane przez rozwiązanie automatyzacji Festo. "Inżynierowie z Festo Mexico stworzyli naprawdę kompletne rozwiązanie - od opracowania koncepcji technicznej po dostarczenie technologii sterowania" - wyjaśnia Alexander Vargas, Head of Process Automation Product Management w Festo.

Idealnie wymieszane, a następnie uformowane

Zintegrowany system automatyzacji posiada system ważenia wyposażony w czujniki wagowe na przenośnikach taśmowych oraz na specjalnie zaprojektowanym zbiorniku na cement. Do tego dochodzą mieszalniki wstępne i technologia mieszania wraz z silnikami elektrycznymi oraz technologia dozowania wody i dodatków chemicznych wraz z niezbędnymi pneumatycznymi zaworami procesowymi. System wagowy odmierza w leju surowcowym dokładną ilość odpadów dla danej partii. Następnie są one transportowane do mieszalnika wstępnego, gdzie następuje ich homogenizacja. W kolejnym mieszalniku dodawana jest woda, cement i dodatki chemiczne. Po uzyskaniu odpowiedniego składu mieszanki, mieszalnik jest otwierany i cała partia transportowana jest do brykieciarki, która formuje brykiety.

Sukces na wszystkich poziomach

"Opracowując kompletne rozwiązanie, meksykańscy inżynierowie z powodzeniem wykorzystali swoją wiedzę z zakresu automatyzacji procesów na różnych poziomach piramidy automatyzacji" - wyjaśnia Vargas, który od samego początku towarzyszył projektowi z Centrali Festo, służąc swoją wiedzą ekspercką. Na poziomie czujnik-napęd wszystkie przepływy mediów płynnych w instalacji są sterowane przez różne zautomatyzowane zawory procesowe, wykorzystujące napędy wahadłowe DAPS do otwierania i zamykania przepustnic.

Na poziomie obiektowym, trzy rozproszone terminale CPX połączone poprzez PROFIBUS DP zbierają sygnały z urządzeń polowych. Dobrze zabezpieczone w szafach sterowniczych ze stali nierdzewnej dostarczonych w stanie gotowym do instalacji, mogą nawet wytrzymać tropikalny klimat meksykańskiego wybrzeża Pacyfiku, gdy są zainstalowane na zewnątrz.

CECX-X-C1 używany jako PLC na poziomie sterowania działa jako "mózg" instalacji. System SCADA wizualizuje operatorowi różne obszary i urządzenia w zakładzie. Komunikacja z PLC i SCADA odbywa się poprzez sieć Ethernet. Program PLC wraz z systemem SCADA monitoruje cały proces produkcyjny, który może być sterowany w pełni automatycznie lub ręcznie. Master PLC w postaci sterownika CECX-X-C1 przetwarza te informacje i przekazuje je do oprogramowania SCADA. Cztery widoki ekranu pokazują ogólny układ zakładu, parametry, zdarzenia i raporty dotyczące zakładu.

Trwały wzrost produktywności

"W tym projekcie meksykańscy inżynierowie ds. technologii systemowej wykorzystali swoją wiedzę z zakresu automatyki na wszystkich etapach projektu - od opracowania technicznego, przez dostawę techniki sterowania, po serwis posprzedażowy" - podkreśla ekspert ds. automatyki Vargas. Integracja komponentów automatyki ze wszystkich czterech poziomów piramidy automatyzacji skutkuje wysoce wydajnym recyklingiem koksu, który jest cenny jako paliwo, a przy okazji pomaga środowisku i poprawia wydajność produkcji kęsisk.

Diproinduca Canada Limited

9140 Leslie Street, Suite 404
Richmond Hill, ON, L4B 0A9
Kanada

www.diproinduca.com

Zakres działalności: budowa zakładów do recyklingu przemysłowego

Arcelor Mittal

Berkeley Square House, 7 piętro
Plac Berkeley
Londyn W1J 6DA
Anglia

www.arcelormittal.com

Zakres działalności: największy na świecie producent stali, posiadający huty i kopalnie rudy żelaza na całym świecie

  1. Ten artykuł ukazał się w czasopiśmie technicznym dla klientów Festo trends in automation 2.2014

września 2014

Przegląd