ThyssenKrupp Nirosta GmbH à Krefeld : un acier de grande qualité et une disponibilité accrue de l’installation grâce à la modernisation de l’installation de coulée continue et des convertisseurs à DAO

Presse – Commerce
Erlangen, 12.05.2010

Avec un rendement de production total de plus d’un million de tonnes, ThyssenKrupp Nirosta est un des leaders du marché de produits plats en acier inoxydable. Afin de répondre aux grandes exigences de qualité d’acier et de disponibilité de l’installation, la société a chargé Siemens VAI de moderniser son installation de coulée continue et de remplacer deux convertisseurs à DAO d’acier inoxydable.

ThyssenKrupp Nirosta GmbH fait partie de ThyssenKrupp Stainless AG. Avec ses sociétés sœurs ThyssenKrupp Acciai Speciali Terni (Italie), ThyssenKrupp Mexinox (Mexique) et Shanghai Krupp Stainless (Chine), elle est un des plus grands producteurs au monde de produits plats en acier inoxydable et propose un large portefeuille de qualités, de tailles et de finitions.

Remplacement de deux convertisseurs à DAO stationnaires
Lors de la modernisation de l’installation de l’usine Krefeld en 2009, Siemens Metals Technologies a remplacé deux convertisseurs à DAO (Décarburation à l'Argon-Oxygène) stationnaires par deux convertisseurs interchangeables. Ces convertisseurs spéciaux sont utilisés pour fabriquer de l’acier inoxydable à partir de métal à haute teneur en carbone préalablement fondu dans un four à arc électrique. Le métal fondu est versé dans le convertisseur, dans lequel on ajoute ensuite de l’oxygène ou un mélange d’oxygène et de nitrogène ou d’argon. Le carbone indésirable dans l’acier est brûlé et évacué dans les gaz de combustion, tandis que le chrome – l’élément qui rend l’acier inoxydable – subsiste dans le mélange. Les gaz de combustion sont extraits et filtrés par un système d’extraction.

Depuis que les convertisseurs à DAO ont été remplacés, les types d’acier produits à Krefeld comprennent des aciers austénitiques chrome-nickel de grande qualité, proposés sous la forme de produits plats et utilisés dans une vaste plage d’applications.

Siemens a géré tout le démantèlement des convertisseurs existants jusqu’à leurs fondations et installé deux nouveaux anneaux de retenue en forme de fer à cheval avec des entraînements basculants pour le système d’échange de vaisseaux. Le projet comprenait aussi l’ingénierie, la fourniture et l’installation de nouveaux convertisseurs et des équipements auxiliaires. Siemens était également responsable des travaux de construction, de la charpente métallique en acier, des accumulateurs de chargement et des modifications du système d’alimentation existant d’alliage et de fondant. De plus, Siemens a installé de nouvelles stations de contrôle des gaz de processus, de nouveaux chapeaux de gaz de fumées, un chariot d’échange de convertisseur, le poste de dégagement et de regarnissage avec mécanisme basculant, deux chariots de transfert, deux préchauffeurs de convertisseur et une grue. Une partie de l’équipement existant et des interfaces vers le nouvel équipement a dû être adaptée.

Siemens a aussi modifié le centre de contrôle principal et le système d’automatisation de base pour rencontrer les exigences des nouveaux convertisseurs. L’équipement électrique a été rénové ou modernisé là où cela s’avérait nécessaire. Dans le cadre de ce projet, Siemens VAI a formé le personnel chargé de l’exploitation de l’installation, du regarnissage réfractaire et de la maintenance des nouvelles parties de l’installation.

Le remplacement des convertisseurs devant interrompre le moins possible les opérations en cours et être assuré dans un minimum de temps, l’installation et la mise en service ont été réalisées simultanément, en donnant la priorité à la sécurité du personnel. Tous les travaux de conversion des convertisseurs ont été réalisés durant une période d’arrêt de seulement trois semaines. Après la mise en service, les deux convertisseurs ont atteint leur pleine capacité de production en respectivement trois et six jours. Siemens a reçu le certificat d’acceptation de ThyssenKrupp Nirosta en mai 2009.

Modernisation d’une installation de coulée continue datant de 1981
Siemens a déjà effectué des travaux de conversion dans un projet préalable, réalisé durant des arrêts de production très courts. En 2002, Siemens a modernisé l’installation de coulée continue d’acier inoxydable de l’usine de ThyssenKrupp Nirosta à Krefeld en seulement 9 jours. Pour accroître la disponibilité de l’installation en activité depuis 1981, il était nécessaire de moderniser sensiblement le système d’automatisation. Des sous-systèmes existants – tels que le système de détection de déblocage, la machine de coupe au chalumeau, l’installation de traitement des eaux et l’automatisation du processus – ont également été intégrés. La conversion a été réalisée dans les délais les plus courts car l’installation de coulée continue forme une seule unité de production avec l’aciérie annexe et les laminoirs à chaud et à froid situés en aval.

Siemens a remplacé le système d’automatisation existant de l’installation complète de coulée continue – de la tourelle de poche de coulée à la table de sortie – par une solution basée sur le système de contrôle de processus Simatic PCS7. Celle-ci assure désormais une automatisation à l’échelle du système qui permet, par exemple, un accès direct à tous les paramètres pertinents du processus, ainsi qu’un archivage des données et une évaluation. Les événements de la coulée qui ne peuvent être enregistrés immédiatement, même électroniquement, sont stockés et reliés par la suite aux caractéristiques de qualité du produit final. Le système de visualisation WinCC est utilisé pour le contrôle et la surveillance opérateur. De nouvelles consoles ont été installées dans l’installation de coulée et les stations de contrôle de chalumeau. L’instrumentation de terrain est maintenant largement reliée en Profibus PA. Ceci a permis de réduire le nombre de signaux d’entrée/sortie de 6.000 à 3.200. Des convertisseurs Simoreg DC Master ont été installés en réseau pour alimenter les entraînements.

L’installation de coulée continue peut couler une grande palette de qualités d’acier dans plusieurs dimensions. Un contrôle précis du niveau du ménisque dans la lingotière est crucial pour garantir la constance d’un produit fini de grande qualité. Siemens a installé à cet effet un nouveau système de contrôle du niveau du ménisque dans la lingotière basé sur une logique floue. Cette solution assure un contrôle hautement dynamique du niveau optimal du ménisque dans la lingotière, quel que soit le type d’acier.

Vous trouverez plus d’informations sur les solutions pour les aciéries, les laminoirs et lignes de traitement sur: http://www.siemens.com/metals

Le secteur Industrie de Siemens (Erlangen, Allemagne) est le plus grand fournisseur au monde de technologies respectueuses de l’environnement dans les domaines de la production, des transports, des bâtiments et de l’éclairage. Siemens propose des technologies d’automatisation intégrées et des solutions sur mesure pour l'industrie qui lui permettent d'améliorer la productivité, l'efficacité et la flexibilité de ses clients dans l'industrie et les infrastructures. Le secteur comprend six divisions : Building Technologies, Drive Technologies, Industry Automation, Industry Solutions, Mobility et Osram. Au cours de l'exercice 2009 (clôturé le 30 septembre), le secteur Industrie de Siemens a généré un chiffre d'affaires de près de 35 milliards d’euros. Il emploie quelque 207 000 collaborateurs dans le monde. www.siemens.com/industry

La division Industry Solutions de Siemens (Erlangen, Allemagne) est l’un des plus grands fournisseurs mondiaux de solutions et de services pour établissements industriels et infrastructures. Regroupant les activités de Siemens VAI Metals Technologies, Water Technologies et Industrial Technologies, elle prend en charge l’ingénierie, l’installation, l’exploitation et les services pour tout le cycle de vie. Son portefeuille étendu de solutions environnementales aide les entreprises industrielles à utiliser efficacement l’énergie, l’eau et les équipements, à réduire les émissions polluantes et à respecter les directives en matière de protection de l’environnement. Durant l’exercice fiscal 2009 (clôturé le 30 septembre), la division a employé 31 000 personnes dans le monde et réalisé un chiffre d’affaires total de 6,8 milliards d’euros. Informations et téléchargements sur: http://www.siemens.com/industry-solutions en http://www.siemens.com/metals