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Widerstandsfähige Inhaltsmessung für die Stahlproduktion
Im metallverarbeitenden Sektor sind die Bedingungen oft rau, laut und staubig. Die Füllstandmessgeräte müssen standardmäßig robust und absolut zuverlässig sein um einen kontinuierlichen, stressfreien Produktionsprozess zu gewährleisten. Nahe Santo Domingo wurde für einen globalen Stahlproduzenten eine moderne Lösung zur kontinuierlichen Füllstandsmessung mit geführten Radarsensoren konfiguriert. Die Füllstandmesstechnik musste für präzise Ergebnisse unbeeinflusst von Staub und Abrasion arbeiten.

Staub & Korrosion mit stahlharter Messtechnik überwinden

Ein weltweit agierender Stahlproduzent war im Zuge der Modernisierung seiner Niederlassung in der Dominikanischen Republik auf der Suche nach einer robusten und zugleich sehr präzisen Messtechnik für die Ausstattung seiner Eisenerz-Silos. Das Unternehmen beschäftigt sich mit der Exploration, Förderung, Weiterverarbeitung und Vermarktung von Metallen und mineralischen Produkten, wobei die Hauptprodukte Nickel, Kupfer, Kobalt und Platin global vermarktet werden.

Für mehrere 8 bis 30 Meter hohe Eisenerz-Silos entschied man sich aufgrund der starken Staubentwicklung, anstatt des beliebten freistrahlenden Radarsensors, die innovative Radartechnologie mit geführter Welle zu installieren. Gemeinsam mit dem lokalen Partner Naniki Automation Solutions SRL wurden entsprechende Tests in der Produktionsanlage unter mehreren signifikanten Prozessbedingungen in Bezug auf Temperatur, Druck und Korrosion durchgeführt.

Die geführten Radarsensoren der Reihe NivoGuide® werden zur kontinuierlichen Füllstandmessung in Flüssigkeits- und Schüttgutanwendungen eingesetzt. Der Messbereich von bis zu 75m (246ft) und ihre hohe Empfindlichkeit ab einem DK Wert von 1,5 ermöglichen die vielseitige Installation in Silos, Tanks und Rohrleitungen. Das geführte Radar enthält keine bewegten Teile im Prozessbehälter. Die Mikrowellen werden mit niedrigen Frequenzen abgestrahlt, so dass auch bei hoher Staubintensität keine Störreflexionen entstehen. Dadurch kann der Energiegehalt der Mikrowelle ausschließlich zur Bestimmung des spezifischen Füllstandes innerhalb der zu bestimmenden Prozesse genutzt werden. Die Geräteversionen sind jeweils mit Auslegern ausgestattet, die mit Stab- und Kabelverlängerungen individuell an die Anwendung angepasst werden können. Für die Prozesse des Stahlwerkes war das geführte Radar der Serie NG 3100 als Seilversion die perfekte Lösung. Mit einer verstärkten Kopplung für hohe Abzugskräfte und einer zuverlässigen Konstruktion, die nicht durch starken Staub beeinträchtigt wird, sind diese TDRs speziell für die Detektion von Feststoffmessungen konzipiert. Darüber hinaus ist der Sensor sehr flexibel und braucht bei Materialwechsel keine Neukalibrierung. Das Messsignal wird auf dem Seil entlang „geführt“ und wird vom Medium reflektiert, am Sensor wieder empfangen und in ein Füllstandsignal umgewandelt. Dadurch ist es möglich, auch in engen und hohen Behältern zuverlässig zu messen, unabhängig von Staubbildung oder Anhaftungen. Außerdem wurde das Seil des Radargerätes mit einer speziellen PA-Beschichtung versehen, was zusätzlich dessen Abriebfestigkeit verbesserte und es widerstandsfähig, selbst bei abrasiven Materialien macht. Feinkörnige Schüttgüter können sich nicht in den Maschen des installierten Seils absetzen. Es hat einen Außendurchmesser von 11 mm und kann am Boden befestigt werden, so dass es während des Befüll- und Entleerungsvorgangs die Silowände nicht berührt. Das für den Feststoffbereich optimierte Design der Einkopplung ermöglicht eine Zugbelastung des Seils von bis zu 30 kN, was vor allem bei schweren Feststoffen wie Eisenerz für die Langlebigkeit des Sensors von besonderer Bedeutung ist. Die verwendeten Werkstoffe (FKM-Dichtungen, PPS-Isolation) im Inneren der Einkopplung ermöglichen den Einsatz des Sensores bei Prozesstemperaturen bis zu 80°C.

Zur Effizienzsteigerung trugen die kurze Übertragungszeit der 2-Leiter HART-Elektronik und die hohe Messgenauigkeit (+/- 2 mm) bei. Insgesamt wurden in diesem Projekt 15 Messstellen mit den TDR-Sensoren ausgestattet, die ohne jegliche Probleme funktionieren.

Die nutzerfreundliche Implementierung des Sensors glich einer smarten Plug-and-Play-Installation und eine konsistente Füllstandbestimmun konnte von Beginn an gewährleistet werden. NivoGuide® NG 3000 Baureihen sind außerdem nach den normativen Anforderungen der funktionalen Sicherheit ausgelegt, um Sicherheitsfunktionen in einer Risikominderung nach SIL2 zu gewährleisten.

Ein menügesteuerter Schnellstart-Assistent machte die Inbetriebnahme einfach, sicher und effizient. Das integrierte Display ermöglicht ab sofort die praktische Überprüfung von Messungen und Echokurven in Echtzeit. Weiter ist der TDR Sensor „lernfähig“ und erkennt welche Signale verändert werden. Die Prozessabläufe der Stahlproduktion in der Dominikanischen Republik werden somit stets optimiert.