Der Stahl Die Stahlindustrie ist ein Eckpfeiler moderner Infrastruktur und beeinflusst alle Bereiche des Bauwesens, des Transports, der Energieversorgung und der Fertigung. Sie zählt zu den größten und wichtigsten Sektoren weltweit und ist auf Technologie angewiesen, um auch unter extremen Bedingungen reibungslos zu funktionieren. Jeder Schritt der Stahlherstellung erfordert Sicherheit und Leistung auf präzise, langlebige und effiziente Weise. Prozesse, die bei hohen Temperaturen ablaufen, wie Schmelzen, Gießen und Walzen, benötigen thermische Überwachungstechnologien, die dazu beitragen, Sicherheit, Produktqualität und Betriebskontinuität in Einklang zu bringen.
HERAUSFORDERUNGEN
Ein großes Stahlwerk sah sich aufgrund vorzeitigen Ausfalls von Thermoelementen in den Heißwindleitungen, der Brennkammer und dem Hochofendom häufig mit Betriebsstörungen konfrontiert. Diese Bereiche zählen zu den thermisch anspruchsvollsten der Stahlherstellung, da sie Temperaturen von über 1200 °C erreichen und hohen Temperaturänderungsraten unterliegen.
Trotz des Einsatzes von Edelmetall-Thermoelementen (Typen R, S und B) erlitt das Kraftwerk folgende Schäden:
- Hohe Sensorausfallraten vor der Wartung
- Unzuverlässige Messungen führen zu unzuverlässiger Prozesssteuerung
- Störungen durch Notfallaustausch bei der Hochofenproduktivität
Das technische Team stellte fest, dass die Thermoelemente ihre erwartete Lebensdauer nicht erreichten, was eine genauere Untersuchung von Konstruktion und Standort erforderlich machte.
UNSERE LÖSUNG
Tempsens Wir haben einen praxisorientierten Diagnoseansatz eingeführt. Unsere Ingenieure besuchten die Anlage, untersuchten die Installationsbedingungen, die Prozessbereiche und überprüften die Konstruktionspläne der Feuerfestauskleidungen und Montagevorrichtungen.
Beobachtungen:
Der Thermoelemente wurden außerdem zu tief in das Feuerfestmaterial eingebaut, wodurch sie Zonen erosiver thermischer Spannungen ausgesetzt waren.
Die außerhalb des feuerfesten Materials freiliegende Länge war kürzer als die empfohlenen 100 mm, was die Messgenauigkeit und den Schutz der Sensoren beeinträchtigte.
Die Gesamtlänge der Thermoelemente war größer als nötig, was zu mechanischen Belastungen und Problemen bei der Handhabung führte.
Neugestaltungsprozess
Tempsens schlug eine Neugestaltung der Thermoelementbaugruppen sowohl hinsichtlich der Gesamtlänge als auch der für bestimmte Ofenzonen optimierten Einstecklänge vor.
| Anwendungsbereich | Altes Design (Gesamt/Einfügung) | Neu gestaltet (Gesamt/Einfügung) |
| Ofenkuppel / Verbrennungszone | 1600 mm / 1370 mm | 1420 mm / 1220 mm |
| Heißstrahlleitung | 1070 mm / 850 mm | 975 mm / 750 mm |
Durch diese Modifikation wurde die heiße Stelle an die thermisch stabilste Messposition mit der geringsten Belastung durch nicht unbedingt notwendige, hochbeanspruchte Bereiche verlegt.
Geeignete Auswahl von Thermoelementtypen
Wir verwendeten weiterhin hochpräzise Edelmetall-Thermoelemente, stimmten diese aber exakt auf die jeweilige Prozessspezifikation ab:
- Typ R (Pt-Rh 13%) – Geeignet für Verbrennungszonen mit stabilen oxidierenden Umgebungen
- Typ S (Pt-Rh 10%) – Ideal für längere Lebensdauer und bessere Prozesskompatibilität
- Typ B (Pt-Rh 30% / 6%) – Ideal für höchste Temperaturen über 1500 °C
Alle Materialien waren von der Klasse 1 und wurden im NABL-akkreditierten Labor von Tempsens hinsichtlich Rückverfolgbarkeit und internationaler Standards zertifiziert.
Mechanische Verstärkung
Wir ersetzten die Montagesysteme und Halterohre durch Legierungen wie SS310 und Inconel 600, wodurch Folgendes gewährleistet wurde:
- Verbesserte Korrosions- und Oxidationsbeständigkeit
- Mechanische Stabilität bei thermischer Ausdehnung
- Reibungsloser Übergang zu den feuerfesten Steinen der Anlage
Wir stellten außerdem sicher, dass genügend Abstand zur feuerfesten Wand eingehalten wurde, wodurch das thermische Ansprechverhalten verbessert und die Verzögerung bei den Messwerten verringert wurde.
ERGEBNISSE
Das Stahlwerk verzeichnete nach der Installation eine sofortige Verbesserung der Sensorlebensdauer und der Messzuverlässigkeit. Die überarbeiteten Sensoren boten eine Reihe von betrieblichen und wirtschaftlichen Vorteilen.
Quantifizierbare Ergebnisse:
- 2- bis 3-fache Verlängerung der Lebensdauer von Thermoelementen, abhängig vom Standort
- Deutliche Reduzierung ungeplanter Ausfälle
- Verbesserte Prozessgenauigkeit durch optimierte Steuerung des Hochofenbetriebs
- Verringerte Wartungshäufigkeit, Einsparung von Arbeitskräften und Ersatzkosten
Zweitens gewann das Wartungspersonal mehr Vertrauen in die vorausschauende Wartung, anstatt auf unerwartete Ausfälle reagieren zu müssen.
ABSCHLUSS
Bei Hochtemperaturanwendungen wie in Stahlhochöfen geht es nicht um die Verwendung teurer Materialien, sondern um die Herangehensweise an die Lösung.
Dies ist ein detailliertes Beispiel für die Stärke von Teamentwicklung und prozessorientierter Anpassung. Tempsens' Neugestaltung des Thermoelements war keine Produktaktualisierung, sondern ein Ansatz zur Prozessoptimierung, der sich unmittelbar in erhöhter Betriebszeit, höherer Messgenauigkeit und Kosteneinsparungen niederschlug.
Durch die Integration von Felddaten und fortschrittlichem thermischem Design ermöglichte Tempsens dem Kunden eine stabile, genaue und dauerhafte Temperaturmessung – der Schlüssel zu einer gleichmäßigen Produktion von flüssigem Metall und zur Steuerung des Hochofens.
Tempsens liefert weiterhin intelligente Wärmelösungen, die der Hitze nicht nur standhalten – sie beherrschen sie.
Über Tempsens
Tempsens Instruments ist ein führender Anbieter von Temperaturmesstechnik und Kabellösungen für Branchen wie Stahl, Zement, Energie, Petrochemie und Glas. Das Unternehmen ist in über 70 Ländern tätig und spezialisiert auf die Entwicklung von Hochleistungsthermoelementen, Widerstandsthermometern (RTDs), Kabeln, Heizelementen und Kalibriersystemen.
Als integraler Bestandteil unserer Philosophie produzieren wir nicht einfach nur Sensoren, sondern entwickeln maßgeschneiderte Lösungen für die thermische Messung, die auf die tatsächlichen Prozessbedingungen abgestimmt sind und so eine höhere Verfügbarkeit, Genauigkeit und Betriebsstabilität gewährleisten.
