OWL EYE® in the steel mill — scrap, slag and bunker volumeOWL EYE® im Stahlwerk — Schrott, Schlacke und Bunker-VolumenOWL EYE® en aciérie — ferraille, laitier et volume de trémie

Anyone who tries to drop a LiDAR volume measurement from the cement or mineral world straight into a steel mill usually fails in three places: heat, magnetic fields, and the fact that almost every scrap yard has a crane running over it. In Stahl Technik 1/2024 we wrote up what Sachtleben Technology actually does on those sites — this post sums up the three practical points.

1. Scrap piles — multi-material calibration. A scrap pile is not a homogeneous heap. Extrusion offcuts, turnings, baled scrap, body-panel bundles — every class has its own bulk density and its own optical reflectivity. A standard LiDAR calibration against a known clinker tonnage does not transfer. The steel variant of OWL EYE® STOCKPILE ships with a multi-material profile: the operator picks the current scrap class in the dashboard, the system applies the stored bulk density and correction curve. Class change, factor change — all logged, all traceable.

2. Bunkers for bulk additives — ATEX and inlet temperature. Steel mills feed lime, dolomite, coke breeze and alloys through bunkers. Two requirements meet here that the standard catalogue does not cover in parallel: ATEX zones above flammable or dust-laden bunkers, and inlet temperatures that under normal operation reach 60–70 °C at the bunker ceiling. The ATEX variant of OWL EYE® BUNKERS & FEEDERS uses certified sensor electronics, a flameproof enclosure and an inert-gas purge fitting for the optics. The specified temperature range of −40 °C to +80 °C covers most bunkers; on the tap-hole side of the blast furnace we run with active cooling.

3. Crane integration — sensor position and data synchronisation. A magnet or grab crane moves above a scrap yard in two axes. A LiDAR optic mounted fixed to the hall roof sees the crane as intermittent occlusion — it sits between the sensor and the material. We resolve that two ways in practice:

• Multi-sensor layout: two or three optics at offset positions, so the crane never blocks all of them at the same moment. The OWL EYE® software fuses the point clouds and masks the crane out automatically.
• Crane position input: the crane controller delivers its current axis positions over Modbus, and the OWL EYE® software ignores point-cloud regions geometrically covered by the crane. Clean data, no masking heuristic.

Both routes deliver the specified ±1 % accuracy; the choice depends on whether the crane offers an open interface.

What we learned from the steel world. Three things that went into our standard engineering checklist:

• Survey the magnetic field before mounting the optics. Magnet cranes generate stray fields that under unfavourable conditions can disturb the internal IMUs. A magnetometer pass before installation saves later re-engineering.
• Power supply is not trivial. Steel mills have hard load swings, arc-furnace voltage dips, EMC levels beyond what civilian wiring tolerates. For ATEX bunkers we always run separate power and data lines with surge protection at both ends.
• Maintenance has to be possible while the line runs. A steel mill does not stop because a sensor needs swapping. We design the brackets so an optic can be exchanged from a man-lift in under 15 minutes.

Steel is a demanding environment for any sensor. It is also an environment where continuous volume measurement per bunker and per pile quickly generates a six-figure yearly value — through reduced loading and unloading travel, through more accurate material allocation in the MES balance, through fewer empty crane runs.

More on volume measurement for steel plants at /stahl/, plus /stockpile/, /bunkers-feeders/ and /industries/.

Wer eine LiDAR-Volumenmessung aus der Zement- oder Mineralwelt eins zu eins in ein Stahlwerk verlegt, scheitert in der Regel an drei Stellen: Hitze, Magnetfeldern und der Tatsache, dass über fast jedem Schrottlager eine Krananlage steht. Im Stahl Technik 1/2024 haben wir aufgeschrieben, was Sachtleben Technology dort konkret macht — dieser Beitrag fasst die drei praktischen Punkte zusammen.

1. Schrott-Halden — Multi-Material-Kalibrierung. Eine Schrott-Halde ist kein homogener Haufen. Strangpressreste, Späne, Bündelschrott, Karosserie- Pakete — jede Klasse hat ihre eigene Schüttdichte und ihren eigenen optischen Reflexionsgrad. Eine Standard-LiDAR-Kalibrierung gegen eine bekannte Klinker-Tonnage funktioniert hier nicht. OWL EYE® STOCKPILE wird in der Stahl-Variante mit einem Multi-Material-Profil ausgeliefert: Der Bediener wählt die aktuelle Schrottklasse im Dashboard, das System rechnet mit der hinterlegten Schüttdichte und Korrekturkurve. Wechselt die Klasse, wechselt der Faktor — alles dokumentiert, alles rückverfolgbar.

2. Bunker für Schüttgut-Zusätze — ATEX und Eintrittstemperatur. In Stahlwerken werden Kalk, Dolomit, Koksgrus und Legierungen über Bunker zugegeben. Hier kommen zwei Anforderungen zusammen, die im Standard- Sortiment nicht parallel auftreten: ATEX-Zonen über brennbaren oder staubbelasteten Bunkern, und Eintrittstemperaturen, die im Normalbetrieb auch mal 60–70 °C an der Bunkerdecke erreichen. Die ATEX-Variante von OWL EYE® BUNKERS & FEEDERS nutzt zertifizierte Sensorik, ein druckfest gekapseltes Gehäuse und einen Inertgas-Spülanschluss für die Optik. Der spezifizierte Temperaturbereich von −40 °C bis +80 °C reicht für die meisten Bunker; an der Hochofen-Stichlöcher-Seite arbeiten wir mit aktiver Kühlung.

3. Krananlagen-Integration — Sensor-Position und Daten-Synchronisation. Über einem Schrottlager bewegt sich der Magnet- oder Greiferkran in zwei Achsen. Eine fest am Hallendach montierte LiDAR-Optik sieht den Kran als intermittierende Verdeckung — er steht zwischen Sensor und Material. Praktisch lösen wir das auf zwei Wegen:

• Multi-Sensor-Aufstellung: zwei oder drei Optiken an versetzten Positionen, sodass der Kran nie alle gleichzeitig verdeckt. Die OWL EYE®-Software fusioniert die Punktwolken und maskiert den Kran automatisch heraus.
• Kran-Position-Eingang: die Steuerung des Krans liefert per Modbus die aktuellen Achsen-Positionen, die OWL EYE®-Software ignoriert Punktwolken-Bereiche, die geometrisch durch den Kran abgedeckt sind. Saubere Daten, ohne Maskierungs-Heuristik.

Beide Wege liefern dieselbe spezifizierte Genauigkeit von ±1 %; die Wahl hängt davon ab, ob die Krananlage eine offene Schnittstelle bietet.

Was wir von der Stahlwelt gelernt haben. Drei Dinge, die wir in unsere Standard-Engineering-Checkliste übernommen haben:

• Magnetfelder ausmessen, bevor die Optik montiert ist. Magnetkrane erzeugen Streufelder, die unter ungünstigen Bedingungen die internen IMUs beeinflussen können. Ein Magnetometer-Gang vor der Montage erspart späteres Re-Engineering.
• Die Stromversorgung ist nicht trivial. Stahlwerke haben harte Lastwechsel, Lichtbogen-Spannungseinbrüche, EMV-Niveau jenseits dessen, was eine zivile Verkabelung verträgt. Wir verlegen für ATEX-Bunker grundsätzlich getrennte Versorgungs- und Datenleitungen mit Überspannungs­schutz an beiden Enden.
• Wartung muss bei laufender Anlage möglich sein. Ein Stahlwerk steht nicht still, weil ein Sensor gewechselt wird. Wir konstruieren die Halterungen so, dass eine Optik in unter 15 Minuten von einer Hubsteigerbühne aus austauschbar ist.

Stahl ist ein anspruchsvolles Umfeld für jede Sensorik. Es ist auch ein Umfeld, in dem eine kontinuierliche Volumenmessung pro Bunker und pro Halde schnell sechsstelligen Wert pro Jahr generiert — durch reduzierte Auf- und Entladewege, durch genauere Material-Zuordnung in der MES-Bilanz, durch weniger Krananlagen-Leerfahrten.

Mehr zur Volumenmessung im Stahlwerk unter /stahl/, dazu /stockpile/, /bunkers-feeders/ und /industries/.

Quiconque tente de transposer telle quelle une mesure volumétrique LiDAR depuis le monde du ciment ou des minéraux vers une aciérie échoue généralement sur trois plans : la chaleur, les champs magnétiques, et le fait que presque tout parc à ferraille a un pont roulant qui le surplombe. Dans Stahl Technik 1/2024, nous avons décrit ce que Sachtleben Technology fait effectivement sur ces sites — ce billet en résume les trois points pratiques.

1. Haldes de ferraille — calibrage multi-matières. Une halde de ferraille n'est pas un tas homogène. Chutes d'extrusion, copeaux, ferraille en balles, paquets de tôles de carrosserie — chaque classe a sa propre densité en vrac et sa propre réflectivité optique. Un calibrage LiDAR standard contre un tonnage de clinker connu ne se transfère pas. La variante acier de OWL EYE® STOCKPILE est livrée avec un profil multi-matières : l'opérateur sélectionne la classe de ferraille en cours sur le tableau de bord, le système applique la densité en vrac stockée et la courbe de correction. Changement de classe, changement de facteur — tout est journalisé, tout est traçable.

2. Trémies pour additifs en vrac — ATEX et température d'entrée. Les aciéries alimentent chaux, dolomite, coke et alliages via des trémies. Deux exigences se rencontrent ici, que le catalogue standard ne traite pas en parallèle : les zones ATEX au-dessus des trémies inflammables ou chargées en poussières, et des températures d'entrée qui en fonctionnement normal atteignent 60-70 °C au plafond de la trémie. La variante ATEX de OWL EYE® BUNKERS & FEEDERS utilise une électronique de capteur certifiée, une enveloppe antidéflagrante et un raccord de purge à gaz inerte pour les optiques. La plage de température spécifiée −40 °C à +80 °C couvre la plupart des trémies ; côté trou de coulée du haut fourneau, nous fonctionnons avec refroidissement actif.

3. Intégration pont roulant — position des capteurs et synchronisation de données. Un pont roulant à aimant ou à grappin se déplace au-dessus d'un parc à ferraille selon deux axes. Une optique LiDAR fixée à la toiture du hall voit le pont comme une occlusion intermittente — il s'intercale entre le capteur et la matière. Nous résolvons cela de deux manières en pratique :

• Disposition multi-capteurs : deux ou trois optiques à positions décalées, de sorte que le pont ne bloque jamais toutes au même moment. Le logiciel OWL EYE® fusionne les nuages de points et masque automatiquement le pont.
• Entrée de position du pont : le contrôleur du pont délivre ses positions axiales courantes via Modbus, et le logiciel OWL EYE® ignore les régions du nuage de points géométriquement couvertes par le pont. Donnée propre, sans heuristique de masquage.

Les deux approches délivrent la précision spécifiée de ±1 % ; le choix dépend de l'ouverture d'interface du pont.

Ce que nous avons appris du monde de l'acier. Trois éléments versés à notre check-list standard d'ingénierie :

• Mesurer le champ magnétique avant de monter les optiques. Les ponts à aimant génèrent des champs résiduels qui, dans des conditions défavorables, peuvent perturber les IMU internes. Une passe magnétomètre avant installation évite un re-engineering ultérieur.
• L'alimentation électrique n'est pas triviale. Les aciéries ont des appels de charge violents, des chutes de tension de four à arc, des niveaux CEM au-delà de ce que tolèrent les câblages civils. Pour les trémies ATEX, nous tirons toujours des lignes d'alimentation et de données séparées avec protection contre les surtensions aux deux extrémités.
• La maintenance doit être possible en marche. Une aciérie ne s'arrête pas parce qu'un capteur doit être changé. Nous dimensionnons les supports pour permettre l'échange d'une optique depuis une nacelle en moins de 15 min.

L'acier est un environnement exigeant pour tout capteur. C'est aussi un environnement où la mesure volumétrique continue par trémie et par halde génère rapidement une valeur annuelle à six chiffres — via la réduction des allers- retours de chargement-déchargement, une meilleure allocation matière dans le bilan MES, moins de mouvements à vide du pont.

Plus d'informations sur la mesure volumétrique pour les aciéries : /stahl/, plus /stockpile/, /bunkers-feeders/ et /industries/.