In der Woche vom 12.–16.02.2024 besuchten unsere Kollegen Elsa Busson und Johannes Losacker den Wiedererwärmungsofen im Stahlwerk Celsa 3, um Messungen im Rahmen des Projektes TWINGHY – Digital TWINs for Green HYdrogen transition in steel industry – durchzuführen.
Bereits im November 2023 trafen sich Kollegen der Projektpartner Celsa, Fives, dem Barcelona Supercomputing Center (BSC) und dem Institut für Industrieofenbau (IOB) im katalanischen Castellbisbal bei Barcelona, um das Werk zu besichtigen und die Messkampagne vorzubereiten (zum News-Beitrag). Im Rahmen des von der EU geförderten Forschungsprojektes wird der Hubbalkenofen für Stahlknüppel mit neuer Brennertechnologie für den Einsatz von Wasserstoff und sauerstoffangereicherter Verbrennung ausgerüstet. Zudem wird die Messtechnik des Ofens erweitert, um einen digitalen Zwilling mit Daten zu versorgen. Für eine umfassende Charakterisierung des Referenzzustandes führte das IOB eine Woche lang Messungen durch, um zusätzlich zur permanent installierten Sensorik Daten zu erfassen.
Die ungewöhnlich weite Anreise stellte zusätzliche Anforderungen an die Planung der Messkampagne. In enger Abstimmung mit Celsa wurden in den Wochen zuvor Anschlüsse für die Sensoren gefertigt und das erforderliche Equipment per Spedition nach Spanien transportiert. Vor Ort wurde der Ofen zunächst mit der zusätzlichen Messtechnik ausgerüstet. Ein Highlight war hierbei die Messstelle auf dem Kamin des Ofens: Gesichert im Klettergeschirr installierten unsere Kollegen in 40 Metern Höhe die Anschlüsse zur Gasanalyse und wurden dafür neben einem beeindruckenden Ausblick mit gleichmäßig ausgebildeten Geschwindigkeitsprofilen im Abgasstrom belohnt.
Im Anschluss wurden über mehrere Tage hinweg Temperaturen an repräsentativen Stellen der Ofenwände aufgenommen und die Ofenatmosphäre hinsichtlich der Temperaturen, Volumenströme und Gaszusammensetzungen analysiert. Die am Ofen gewonnenen Daten werden durch einen sogenannten „Instrumented Billet Trial“ ergänzt. Hierzu wurde ein Stahlknüppel mit Thermoelementen bestückt und eine transiente Temperaturverteilung über den Prozess hinweg aufgezeichnet. Die generierten Daten werden im weiteren Projektverlauf dazu dienen, Energiebilanzen und CFD-Simulationen des Systems zu erstellen und einen aussagekräftigen digitalen Zwilling des Ofens zu entwickeln.
Wir bedanken uns bei den Partnern von Celsa für die Gastfreundschaft und die sehr gute Zusammenarbeit. Wir freuen uns darauf die Ergebnisse im Projekt zu verwerten und die nächste Messkampagne nach der Umrüstung des Ofens durchzuführen.