STAHL + TECHNIK 01/2019

TECHNIK | 49
Bild 4a. Warmhaltegrube ohne Abdeckung (Bild: SMS group)
Bild 4b. Simulation des 3D-Temperaturfelds (in °C) von
60 Brammen in einer Grube mit Abdeckung (Bild: SMS group)
oder Simulation der Brammentemperaturen
nach einer definierten Verweilzeit.
• Ermittlung der minimal notwendigen
Verweilzeit, bis die γ → α-Umwandlung
abgeschlossen ist. Ziel: Maximierung
der Lagerkapazität des vorhandenen
Brammenlagers mit einer beschleunigten
Kühlung der Brammen nach der
Umwandlung.
• Aufdecken von Fehlerursachen bei
Beschädigungen der Bramme in der
Adjustage oder dem anschließenden
Abkühlprozess.
Werkstoffmodell. Voraussetzung für die
Temperaturfeldberechnungen sind die
thermophysikalischen Eigenschaften der
Stähle. Zur Bereitstellung der thermophysikalischen
Eigenschaften ist im STT ein
Werkstoffmodell integriert, dass für kohlenstoff-,
niedrig- und hochlegierte Stähle
die Enthalpie, die Wärmeleitfähigkeit und
die Dichte, entsprechend der chemischen
Zusammensetzung der Stahlsorte, berechnet.
Zur Bewertung der Rissgefährdung steht
zusätzlich ein Werkstoffmodell zur Darstellung
des ZTU-Schaubilds zur Verfügung. Alle
Werkstoffmodelle berücksichtigen dabei die
chemische Zusammensetzung des Stahles.
Darüber hinaus sind auch Duktilitätskurven
für die Bewertung der Temperaturverläufe
enthalten.
STT-Einsatzvariante „Process“
Die Überwachung des Prozesses mittels des
STT erfolgt durch:
• gleichzeitige Temperatursimulation aller im
Brammenlager befindlichen Brammen,
• 2D-Temperaturfeldberechnung im Querschnitt
der Bramme bei halber Brammenlänge,
• grafische Darstellung der Positionsänderungen
der Brammen im Verlauf eines
Transportes,
• grafische Darstellung des Temperaturverlaufs
der Brammen,
• Speicherung der Prozessroute und der
berechneten Temperaturen in einer Datenbank
für jede Bramme,
• Ausgabe von Warnmeldungen bei Erreichen
von kritischen Zieltemperaturen oder
kritischen Verweilzeiten für den weiteren
Brammentransport.
Die grafische Benutzeroberfläche (HMI)
zeigt die Brammen unter einer Haube
im Warmtransportwagen während des
Warmtransportes. Zu jedem Zeitpunkt
sind die Temperaturen bekannt. Der Einfluss
unplanmäßiger Verzögerungen auf
die Temperaturentwicklung der Brammen
ist sofort zu erkennen. Diese berechneten
Temperaturen können in Verbindung mit
einem Lagerverwaltungssystem für eine
optimierte Prozesssteuerung verwendet
werden (zum Beispiel zur Definition von
Abgabezeiten für das Warmschleifen und
den Warmeinsatz). Zur Dokumentation
und für die Qualitätskontrolle werden die
simulierten sowie die an definierten Stellen
gemessenen Brammentemperaturen mit
Zeitstempel in einem Datenerfassungssystem
gespeichert.
Mit der gemessenen Brammentemperatur
erfolgt ein Abgleich des Start-Temperaturprofils
der Bramme für die nachfolgende
Simulation mit dem STT-„Process“.
STT-Einsatzvariante „Replay“
Mit dieser Variante lassen sich abgeschlossene
Prozessabläufe nachvollziehen. Das
Ziel ist es, mit Hilfe des Replay den Qualitätsingenieur
bei der Suche nach möglichen
Ursachen auftretender Unregelmäßigkeiten
an Brammen zu unterstützen.
Mit dem Replay werden bereits abgeschlossene
Prozessabläufe nachträglich simuliert,
um Auffälligkeiten zu untersuchen.
Das Ziel dieser Variante ist die Online-Überwachung
der Temperaturführung der Brammen
nach dem Verlassen der Gießmaschine
in der Brammenadjustage, im Brammenlager
und beim Warmtransport oder bei einer
forcierten Kühlung. Unter Einbeziehung der
im Prozesstracking hinterlegten Informationen
zu den Ablageplätzen der Brammen und
den jeweiligen Verweilzeiten werden die
Temperaturverläufe in Echtzeit berechnet.
Bild 5. Temperatursimulation der Bramme vom Brennschnitt bis zum Einsatz in den
Wiedererwärmungsofen verglichen mit gemessenen Temperaturen. Grün: Oberfläche,
rot: Kern (Bild: SMS group)
STAHL + TECHNIK 1 (2019) Erstausgabe