STAHL + TECHNIK 01/2019

TECHNIK | 47
während des Transportes und im Brammenlager
bekannt, ohne diese messen zu
müssen [1].
Das Temperaturprofil aller Brammen
kann jederzeit für die weitere Planung des
Produktionsprozesses abgerufen werden.
Zusätzlich hinterlegt das STT die berechneten
Temperaturen zur durchgängigen
Qualitätskontrolle im Datenerfassungssystem
des Stahlwerks. Verletzungen von
vorgegebenen Grenzwerten werden gemeldet
und abgelegt. Zusätzlich werden
Meldungen für Brammen generiert, wenn
kritische Zeiten bzw. Temperaturen für die
Weiterleitung zum nächsten Prozessschritt
erreicht sind. So können Warmtransportwagen
mit Brammen, deren Temperaturen
schon weiter abgesunken sind, vorgezogen
und kann auf unvorhergesehene Ereignisse
reagiert werden. Durch den Einsatz des STT
wird die Prozesssicherheit des Warmtransportes
erhöht.
Das Prozessmodell STT hat drei
Einsatzvarianten
Das STT simuliert ein Temperaturfeld für
jede einzelne Bramme unter Berücksichtigung
der aktuellen Randbedingungen, d. h.
Stapelung, Warmtransport, Wasserkühlung
usw. Es ermöglicht die Temperaturverfolgung
von der Brammenadjustage über
das Brammenlager bis zum Einsatz in den
Wiedererwärmungsofen. Bei der Simulation
werden berücksichtigt:
• thermophysikalische Materialeigenschaften
basierend auf der chemischen
Zusammensetzung für niedrig- und hochlegierte
Stähle,
• Brammengeometrie,
• Anordnung der Brammenplätze und
Lage der Bramme im Stapel,
Tabelle 1. Modellvarianten des STT
Variante Aufgabenstellung Datenversorgung
Simulation
Process
Replay
Planung der Temperaturführung von
Brammen nach dem Brennschnitt bis
zur Wiedererwärmung
Darstellung des aktuellen Abkühlprozesses
während des Brammentransports
mit Unterstützung der Brammenlogistik
und Temperaturüberwachung
Nachträgliche Kontrolle des Abkühlprozesses
(z. B. bei Auffälligkeiten)
• Geometrie von Abdeckhauben, isolierten
Rollgängen oder Wasserbecken,
• Prozessdaten wie Transportgeschwindigkeit,
Tertiärkühlung (Sprühkühlung,
verzögerte Kühlung usw.) und andere,
die zur Beschreibung der Prozessroute
notwendig sind.
Für die einzelnen Schritte in der Prozesskette
[2], werden die sich zeitlich ändernden
Randbedingungen für die Berechnungen
festgelegt.
Das Simulationsmodell X-Pact ® Solid Control
der SMS group ermittelt das Starttemperaturprofil
für das STT (Bild 2). X-Pact ®
Solid Control ist eine Weiterentwicklung
des DSC-Modells [3] mit den Prozessparametern
aus dem Stranggießprozess. Die
Übergabe des Temperaturfeldes zwischen
den beiden Modellen erfolgt über eine
Schnittstelle zum Zeitpunkt des Brennschnitts.
Das STT kommt in drei Modellvarianten
zum Einsatz, die sich durch die Aufgabenstellung
und die Datenversorgung
unterscheiden (Tabelle 1). Das mathematisch-physikalische
Modell ist in allen drei
Varianten identisch.
Vorgaben durch den
Anwender
Daten vom aktuellen
Brammentransport
Gespeicherte
Prozessdaten
STT-Einsatzvariante „Simulation“
Diese Variante unterstützt den Qualitätsingenieur
bei der Planung und Festlegung
der Temperaturführung der Brammen durch
Temperatur- und Werkstoffsimulationen.
Die Variante „Simulation“ ist eine Weiterentwicklung
des früheren TMCP-Modells
(Temperature and Microstructure for Cast
Products) der SMS group.
Für eine Vielzahl von Brammen können
Temperatursimulation innerhalb der
Brammenadjustage oder Brammenlager
durchgeführt und gleichzeitig werkstoffspezifische
Aspekte wie Umwandlungen
und Ausscheidungen berücksichtigt werden.
Die Temperaturfeldberechnungen der
Brammen können je nach Aufgabenstellung
zwei- oder dreidimensional erfolgen. Sind
Warmhaltegruben oder -hauben involviert,
werden diese als Mehrkörpersystem simuliert.
Die Eingabe der Prozessdaten erfolgt
durch den Qualitätsingenieur mit Dateien
oder durch Logistikmodelle, mit denen der
Prozessablauf simuliert wird. Zudem besteht
die Möglichkeit, Brammenlager mit
Bild 2a. Temperaturverlauf für Kern, mittlere Temperatur und Oberfläche
des Stranges innerhalb der Stranggießanlage (Bild: SMS
group)
Bild 2b. Temperaturprofil in der Bramme am Ende der Gießmaschine
(Bild: SMS group)
STAHL + TECHNIK 1 (2019) Erstausgabe