Gasanalyselösungen für Metallurgie und Stahlindustrie
Konverterabgas aus BOF-Konvertern, Gichtgas, Kokereigas, Sinteranlagen-Abgas und Atmosphären in Wärmebehandlungs- und Glühöfen — CO / CO₂ / H₂ / O₂ / H₂S.
Primäre Ansprechpartner: Verfahrensingenieur (Konverter / Hochofen) + Sicherheitsingenieur + Umweltbeauftragter der Anlage
Wie Einkäufer in der Metallurgie und Stahlindustrie Gasanalytik bewerten
In der Stahl- und Nichteisenmetallurgie laufen Oxidations- und Reduktionsprozesse bei hohen Temperaturen ab. Die Gaszusammensetzung dient dabei sowohl als Eingangsgröße für die Prozessregelung als auch als sicherheitskritisches Signal. Konverterabgas aus BOF-Konvertern, Gichtgas und Kokereigas enthalten brennbares CO / H₂ in Vol.-%-Konzentrationen; für Abgase aus Sinteranlagen und Wiedererwärmungsöfen ist CEMS für NOₓ / SO₂ erforderlich. Hinzu kommen Versorgungsleitungen für Schweißgas (C₂H₂) sowie Wärmebehandlungsatmosphären mit H₂ und dem Risiko einer H₂S-Querkontamination. GESHINE bietet dafür NDIR-IR-Prozessgasanalysatoren, paramagnetische O₂-Messung, in-situ-TDLAS für H₂S sowie einen TDLAS-Acetylen-Gasanalysator als mögliche Produktvariante für Schweißgas- und Syntheseanwendungen.
Herausforderungen der Branche
- Erfassung der CO / CO₂ / H₂-Zusammensetzung im Konverterabgas eines BOF-Konverters während des Abblasens — Messgerät für den Vol.-%-Messbereich mit kurzer Ansprechzeit und Toleranz gegenüber Staub und Wasserdampf
- Erfassung der Zusammensetzung von Gichtgas und Kokereigas für die Steuerung von Gasspeichern und Brennstoffgemischen — Mehrgasplattformen werden üblicherweise bevorzugt
- CEMS für NOₓ / SO₂ im Abgas von Sinteranlagen, Wiedererwärmungsöfen und Walzwerken
- Reduzierende Atmosphären in Wärmebehandlungs- und Glühöfen (H₂ / N₂ / NH₃ aus Ammoniakspaltung) — TCD oder TDLAS, abhängig von der erforderlichen Empfindlichkeit
- Verifizierung der Acetylenreinheit in Flaschenbündeln und Schweißgasverteilern vor der Freigabe für Schneid- und Schweißstationen — UV- und GFC-Messverfahren sind hierfür ungeeignet; TDLAS ist das etablierte Messverfahren
- SO₂ / O₂ im Abgas von Schmelz- und Röstöfen der Nichteisenmetallurgie (Kupfer / Zink / Aluminium)
- Sicherheitsüberwachung: CO, H₂, H₂S an den Anlagenbegrenzungen von Kokereien und Sinteranlagen sowie bei Schlackenumschlagarbeiten
Wichtige Gase in der Metallurgie und Stahlindustrie
Wählen Sie ein Gas aus, um die passende Gasanalysatorfamilie, verfügbare Technologien und den Auswahlleitfaden für dieses Messziel anzuzeigen.
CO
Kohlenmonoxid
Hauptbestandteil des Konverterabgases aus BOF-Konvertern und Signal für die Verbrennungseffizienz des Ofens — NDIR im Vol.-%-Messbereich mit staubtoleranter Probenahme ist die Norm.
CO- / CO₂-Gasanalysatoren anzeigenCO₂
Kohlendioxid
Marker für die Oxidationsphase beim Abblasen des BOF-Konverters und zur Überwachung der Brenngaszusammensetzung — gemeinsam mit CO / H₂ am selben IR-Messkopf erfasst.
CO- / CO₂-Gasanalysatoren anzeigenH₂
Wasserstoff
Glühöfen mit reduzierender Atmosphäre, Wasserstoff im Gichtgas und Kokereigaszusammensetzung — TCD ist das etablierte Messverfahren für Vol.-%-Konzentrationen der Hauptkomponenten.
Wasserstoff-Gasanalysatoren anzeigenO₂
Sauerstoff
Verbrennungsstöchiometrie im Ofen, Verifizierung von Inertisierung und Spülung sowie sicherheitskritische Atmosphären.
Sauerstoff-Gasanalysatoren anzeigenH₂S
Schwefelwasserstoff
Überwachung der H₂S-Entfernung aus Kokereigas und ppm-Sicherheitsalarme an den Anlagengrenzen — GESHINE bietet vor allem in-situ-TDLAS über den Abgaskanal; elektrochemische Messgeräte sind als kostengünstigere Lösung für Sicherheitsalarme vorgesehen.
H₂S-Gasanalysatoren anzeigenNH₃
Ammoniak
NH₃ als Bestandteil von Kokereigas — Teil der H₂S- / NH₃-Kombination, die vor der Entschwefelung und Entammoniakung im Rohkokereigas gemessen wird; TDLAS im nahen Infrarot deckt sowohl die Prozessüberwachung als auch die Verifizierung der Wäscherleistung ab.
Ammoniak-Gasanalysatoren anzeigenC₂H₂
Acetylen
Verifizierung der Acetylenreinheit in Schweißgas-Flaschenbündeln und Verteilern vor der Freigabe für Schneid- und Schweißstationen.
C₂H₂-Gasanalysatoren anzeigenProdukte für Anwendungen in der Metallurgie und Stahlindustrie
Häufig für Anwendungen in der Metallurgie und Stahlindustrie ausgewählte Gasanalysatoren — abgestimmt auf die Gase, Prozessbedingungen und Anforderungen an die Einhaltung von Vorschriften in dieser Branche.
ZS6200-CO/CO2ZS6200-CO/CO2 Prozessgasanalysator für CO / CO₂
Zweikanal-NDIR zur simultanen Messung von CO und CO₂.
NDIR-Prozessgasanalysator für CO / CO₂ im Konverterabgas von BOF-Konvertern und zur Überwachung der Ofeneffizienz.
ZS8100-O2ZS8100-O2 Prozessgasanalysator für Sauerstoff
Hochrichtigkeit der paramagnetischen O₂-Messung für die Prozessoptimierung.
Paramagnetische / zirkonoxidbasierte O₂-Prozessmessung für die Verbrennungsstöchiometrie und zur Verifizierung der Inertisierung.
ZS6300-H2ZS6300-H2 Prozessgasanalysator für Wasserstoff
TCD-Wärmeleitfähigkeits-Gasanalysator für Wasserstoff zur Reinheitsmessung von Prozessgasen im Vol.-%-Bereich — für Ammoniak- / Methanolreformer, Produktleitungen von Luftzerlegungsanlagen und Gas aus Chloralkali-Messzellen.
TCD-Wärmeleitfähigkeits-Gasanalysator für H₂ in Glühöfen mit reduzierender Atmosphäre und im Gichtgas.
ZS8300-H2SZS8300-H2S Prozessgasanalysator für H₂S
In-situ-TDLAS-Gasanalysator zur H₂S-Messung in Prozessgasen; der Messbereich wird anwendungsspezifisch konfiguriert.
In-situ-TDLAS-Gasanalysator für H₂S zur Prozessüberwachung von Kokereigas.
ZS8100-NH3Prozessgasanalysator für Ammoniak
TDLAS-Gasanalysator mit abstimmbarem Diodenlaser zur Messung von NH₃ im ppm-Bereich in Prozessgasen.
TDLAS-Gasanalysator für Ammoniak zur Überwachung von NH₃ in Kokereigas und zur Verifizierung der Leistung von Wäschern und Entammoniakungsanlagen.
ZS8100-C2H2ZS8100-C2H2 Prozessgasanalysator für Acetylen
TDLAS-Gasanalysator mit abstimmbarem Diodenlaser für Acetylen zur Messung der Schweißgasreinheit, zur Überwachung von Einsatzgasen für die chemische Synthese (VAM / 1,4-BDO) und für extraktive DGA-Abläufe an Transformatoren.
TDLAS-Gasanalysator für Acetylen zur Verifizierung der Reinheit in Schweißgas-Flaschenbündeln und Verteilern.
Regelwerk für Metallurgie und Stahlindustrie
Normen, die üblicherweise die Spezifikationen für die Überwachung in der Metallurgie und Stahlindustrie bestimmen. Angaben zur Zertifizierung einzelner Produkte finden Sie auf der jeweiligen Produktseite.
- China GB 28663 — Emissionsnorm für die Eisen- und Stahlindustrie
- EU IED BAT — BREF für die Eisen- und Stahlproduktion (2013)
- EU IED BAT — BREF für die Nichteisenmetallindustrie (2017)
- OSHA 29 CFR 1910.253 — Autogenes Schweißen und Schneiden mit Sauerstoff und Brenngas
- NFPA 51 / NFPA 55 — Autogene Schweiß- und Schneidanlagen; Druckgase und kryogene Flüssigkeiten
- US EPA 40 CFR Part 63 Subpart FFFFF — NESHAP für die integrierte Eisen- und Stahlherstellung
Praxiserfahrung in der Metallurgie und Stahlindustrie
Installationen und typische Profile aus der Metallurgie und Stahlindustrie.
Konverter im Stahlwerk — Gasanalysatorsystem zur CO- / O₂-Gasrückgewinnung
Ein typisches Prozessgasanalysatorsystem für eine Gasrückgewinnungsleitung am BOF-Konverter — die kontinuierliche Erfassung der CO- und O₂-Zusammensetzung schließt das Explosionsfenster im Gasspeicher, das durch unzureichend erfassten O₂-Eintritt entsteht, und gewinnt Konvertergas zurück, das sonst abgefackelt würde.
Herausforderung
Während des Abblasens enthält das Konverterabgas hohe CO-Konzentrationen, und die Anlage gewinnt das Gas als Brenngas zurück. Wenn die Überwachung der Gaszusammensetzung verzögert ist, lässt sich der O₂-Eintritt nicht präzise genug erfassen, um das Explosionsfenster im Gasspeicher auszuschließen. Als Sicherheitsmaßnahme senken die Bediener den Rückgewinnungsdurchfluss frühzeitig — dadurch bleibt die CO-Rückgewinnung deutlich unter ihrem Potenzial und ein erheblicher Teil der Brenngasenergie geht verloren.
Lösung
- Prozessgasanalysatoren an wichtigen Punkten der Konvertergas-Rückgewinnungsleitung — paramagnetische / zirkonoxidbasierte O₂-Messung (0–5 %) in Kombination mit NDIR für CO (0–100 %) — zur schnellen simultanen Erfassung der Zusammensetzung während des Abblaszyklus
- Hochtemperatur-Gasentnahmesonde für Konverterabgas aus BOF-Konvertern, kombiniert mit einer automatischen Rückspülung zur Bewältigung der für dieses Abgas typischen hohen Staubbelastung
- Direkte Verriegelung mit dem Gasrückgewinnungs-Regelsystem — nähert sich der O₂-Wert dem Sicherheitsgrenzwert von 2 %, wird der Rückgewinnungsweg automatisch zum Abgasfackelkamin umgeleitet
- Kombiniert mit der Messgasaufbereitung ZS-SCS an den extraktiven Entnahmestellen für den Labor-Referenzkanal, der die primären Gasanalysatoren verifiziert
Ergebnis
- Eine präzisere O₂-Regelung hält das Rückgewinnungsfenster sicher außerhalb der Explosionsgrenzen
- Deutlich höhere CO-Rückgewinnungseffizienz durch kontinuierliche Erfassung der Zusammensetzung während des Abblaszyklus
- Zurückgewonnenes Konvertergas ersetzt zugekauftes Brenngas und senkt den Verbrauch der Anlage, umgerechnet auf Steinkohle
- Längere Wartungsintervalle und geringerer Wartungs- und Betriebsaufwand dank spülgeschützter Probenahme
- Die Investition in Gasanalysatoren amortisiert sich in der Regel schnell durch den Wert des zurückgewonnenen Gases
Querverweise zum Hauptkatalog
Entdecken Sie den GESHINE-Gesamtkatalog nach Gasart oder Messtechnik.
Gaskategorien
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Über die Auswahl von Gasanalysatoren hinaus unterstützt GESHINE Sie bei der Systemauslegung, der Umsetzung vor Ort und dem Service über den gesamten Lebenszyklus solcher Installationen.
FAQ zur Gasanalytik in Metallurgie und Stahlindustrie
Häufige Fragen bei Beschaffung und Spezifikation für diese Branche.
Warum ist NDIR die Standardtechnologie für Konverterabgas aus BOF-Konvertern?
Konverterabgas enthält CO / CO₂ / H₂ im Vol.-%-Messbereich, bei Flammentemperaturen von bis zu 1700 °C und hoher Staubbelastung. NDIR bietet den passenden dynamischen Messbereich mit einem robusten optischen Messkopf; staubtolerante Messgassysteme sind bewährt, und Mehrkanalfilter ermöglichen die simultane Messung von CO / CO₂ mit einem Messgerät. TDLAS und FTIR sind für diese Anwendung überdimensioniert; einfaches NDIR ist die richtige Wahl.
Wie lässt sich H₂S in Kokereigas ohne Querstörungen durch schwerere Schwefelverbindungen überwachen?
Kokereigas enthält H₂S sowie COS, CS₂, organische Schwefelverbindungen und aromatische Kohlenwasserstoffe. In-situ-TDLAS über den Abgaskanal (Klasse ZS8300-H2S) misst H₂S direkt im Prozesskanal und weist eine hohe Selektivität gegenüber schwereren Schwefelverbindungen und Kohlenwasserstoffen auf — ohne extraktive Messgasleitung oder Verbrauchsmaterialien. Elektrochemische H₂S-Sensoren übernehmen kostengünstiger die Sicherheitsalarmfunktion bei %-LEL, ihre Lebensdauer ist jedoch durch die Verbrauchszelle begrenzt. Für eine prozessgerechte Analyse einzelner Schwefelverbindungen ist zusätzlich eine separate Gesamt-Schwefelanalyse erforderlich.
Ist die Acetylenanalyse in Stahlwerken eine häufige Anwendung?
Ja, zur Verifizierung der Reinheit von Schweißgasen aus Flaschenbündeln und Verteilern vor Schneid- und Schweißstationen. ZS8100-C2H2 ist der TDLAS-Gasanalysator für Acetylen; er nutzt dieselbe Messgasaufbereitungsarchitektur wie die HF- / HCl-Produktfamilie und kann auf demselben Skid spezifiziert werden.
Welche Richtigkeit ist bei der O₂-Messung für die Verbrennungsregelung von Öfen üblich?
Paramagnetische O₂-Messung (Klasse ZS8100-O2) bietet ±0.05 Vol.-% bei einem Messbereich von 0–25 Vol.-% und einer T90-Ansprechzeit von 5 s; das ist für die geschlossene Brennerregelung ausreichend. Zirkonoxidbasierte O₂-Messung bietet eine kürzere T90-Ansprechzeit und funktioniert direkt in heißem, feuchtem Rauchgas ohne Trockner, ist jedoch absolut weniger richtig. Die passende Wahl hängt davon ab, ob im Regelkreis die Richtigkeit (paramagnetisch) oder die Ansprechgeschwindigkeit (Zirkonoxid) Vorrang hat.
Welche Gasanalytik benötigt ein Stahlwerk oder ein metallurgischer Betrieb zusätzlich zum CEMS im Abgas?
Zusätzlich zum vorgeschriebenen CEMS im Abgas sind in einem integrierten Stahl- oder metallurgischen Betrieb mehrere an die Öfen gebundene Prozessgasmessungen erforderlich: Gichtgas (CO / CO₂ / H₂ zur Ermittlung der Reduktionseffizienz), Konverterabgas aus BOF-Konvertern (CO zur Energierückgewinnung und Explosionssicherheit), Kokereigas (H₂S, NH₃ und Heizwertkomponenten) sowie die Regelung reduzierender Atmosphären in Glühöfen. Gießereien und Schmelzbetriebe überwachen zusätzlich O₂ und CO in der Ofenatmosphäre, um die Schmelzqualität und die Arbeitssicherheit sicherzustellen. Für jede Gasmatrix wird eine geeignete Technologie eingesetzt — NDIR für CO / CO₂, TCD für H₂, paramagnetische oder zirkonoxidbasierte Messung für O₂ und in-situ-TDLAS für H₂S. Für Vergasungs- oder Kohlegaszusammensetzungen im Werk übernimmt die Synthesegas-Analysenleitung diese Messung.
Sie finden Ihr Anwendungsszenario nicht? Teilen Sie uns die Anlage, die Anwendung und das Regelwerk mit. Unsere Anwendungstechnik antwortet innerhalb von 48 Stunden.
Projekt zur Gasanalytik in der Metallurgie planen
Nennen Sie die Prozessstufe (BOF-Konverter, Hochofen, Koksofen, Sinteranlage, Wiedererwärmungsofen, Glühlinie), den gewünschten Umfang der Messungen zur Zusammensetzung, Sicherheit und CEMS sowie die Bedingungen für die Messgasaufbereitung (Temperatur, Staub, Wasserdampf, korrosive Komponenten). Die Anwendungstechniker von GESHINE legen die Gasanalysator-Konfiguration und das Probenahme-Skid innerhalb von 48 Stunden aus.
- Anlagentyp und Prozesseinheit (Metallurgie und Stahlindustrie)
- Zielkomponenten und Konzentrationsmessbereich
- Regelwerk (siehe Normenliste oben)
- CEMS oder Prozessanwendung / Sicherheitsmessung
- Bedingungen für die Messgasaufbereitung (Temperatur, Staub, Taupunkt, korrosive Komponenten)
- Menge, Projektzeitplan und Integrationspartner
Beratung zu Anwendungen in Metallurgie und Stahlindustrie
Unsere Anwendungstechniker legen die Gasanalysator-Konfiguration, das Probenahme-Skid und den Zertifizierungsweg für Ihre Anwendung in Metallurgie und Stahlindustrie aus.
