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OPTIMISER L’USAGE DES RIGOLES DE HAUTS-FOURNEAUX EN SURVEILLANT L'USURE DES RÉFRACTAIRES AU MOYEN DE SCANNERS LASER 3D

Fruit de nombreuses années de mise au point, le matériau réfractaire essentiel à la fabrication de la fonte, a atteint un niveau de performances élevé. En quête d’amélioration permanente, nous avons intégré à nos développements des outils numériques, afin de relever un double défi : accroître la sécurité et optimiser la consommation de réfractaire. 

Le scanner laser 3D apporte la première réponse à ces défis. En effet, grâce à ses mesures précises, il est plus facile de suivre la consommation de réfractaires et de l'optimiser, contribuant ainsi à augmenter la  durée de vie utile des rigoles principales  des hauts-fourneaux. Ces nouveaux services techniques devraient permettre un nouveau saut technologique, après le seuil atteint par les solutions réfractaires actuelles (maturité technologique). Ces outils et services numériques  participent à la diminution continue de la consommation mondiale de réfractaires.

 

Les scanners laser 3D, un outil permettant de bâtir une base de données sur une longue durée.

Grâce à l’usage de plus en plus courant  des scanners laser 3D de haute précision, il est devenu possible de numériser de gros objets, voire des bâtiments. Les scannages permettent de mesurer précisément l'étendue des détériorations  thermochimiques et thermomécaniques au cours d'une campagne de fabrication de la fonte.

De plus en plus de responsables de hauts-fourneaux manifestent un intérêt pour ces nouvelles technologies afin d'améliorer globalement la gestion de leurs outils de production. L'objectif est alors d’optimiser la durée des campagnes de production, grâce à une plus grande fiabilité des données, tout en renforçant le niveau de sécurité  (à savoir à optimiser le calendrier des interventions de maintenance d'après la durée de vie ciblée). Ce dispositif nous permet de comparer le profil du revêtement avant et après campagne en mesurant précisément l’épaisseur du revêtement réfractaire après décapage mais également après démolition.  Il est ainsi possible de suivre précisément la consommation de réfractaires. 

Outre la mesure, le recours au scanner laser 3D présente trois avantages :

  1.  un niveau de sécurité plus élevé pour les opérateurs  (aucune mesure manuelle dans la rigole  permet de diminuer les risques de blessures  telles que foulures de la cheville)
  2. un gain de temps
  3. la mise en place d'une base de données exacte et fiable

 

L'analyse de ces mesures aide à repérer  les zones  de faiblesse du revêtement réfractaire r et s'avère donc  utile pour optimiser la conception du revêtement de la rigole  et le choix des matériau réfractaires 

 

Réétalonner les processus industriels pour améliorer l'efficacité matérielle.

Pendant une campagne, plusieurs facteurs peuvent impacter l’usure du revêtement réfractaires,  tels que :  

 

  • la production poussée du haut-fourneau peut déplacer  la zone d'impact 
  • Un jet mal étalonné peut accentuer l’usure d'un seul côté de l'installation
  • Un changement de la composition chimique peut augmenter l’épaisseur de l’interface entre métal, laitiers et réfractaires. 

 

L'analyse des différents profils par le protocole AMCR (Acquisition, Modélisation, Calcul et Rapport) nous aide à identifier l'origine de la modification et la qualité du rendu au moyen de la cartographie 3D, des projections 2D et de la cinétique de consommation. Les quelques exemples ci-dessous illustrent ce que nos scanners laser 3D nous permettent de faire: 

Figure 1: Case 1 - shows a non-calibrated jetstream ; Case 2 - Analysis campaign after campaign allows to refine the iron trough design and the material choice
Figure 1 : cas 1 ; montre un flux non étalonné ; cas 2 ; l'analyse post-campagne nous permet d'affiner la conception de la rigole  et le choix des matériaux
Figure 2: Post-mortem analysis allows to improve the ratio lifetime/operating conditions
Figure 2 : l'analyse rétrospective nous permet d'améliorer le rapport durée de vie/conditions d'exploitation
Figure 3: Influence of the higher pig iron temperature between casthouse A (left graphic) in comparison with B (right graphic)

​​​​Figure 3 : influence de la température de la fonte, plus élevée entre la halle de coulée A (graphique de gauche) par comparaison à la B (graphique de droite)

De telles analyses des données permettent d’améliorer la sécurité des opérateurs, en réduisant les risques de blessures. Elles peuvent également permettre d’améliorer la solution réfractaire mise en œuvre en réduisant les zones de fragilité du revêtement.. Au quotidien, le scanner laser 3D s'impose comme outil indispensable pour démontrer la fiabilité entre les campagnes, accroître les performances en ciblant des zones et en diminuant la quantité de béton réfractaire installée.

Par Mathieu Dombrowski, assistance technique à la métallurgie du fer, EMEA 

 

Intéressé par nos produits réfractaires et nos solutions numériques pour vos installations ? Contactez Mathieu ! 

 

 

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