Stahlmarkt 07-08/2020

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Industrie & Technologie Deutschland Foto: Salzgitter Flachstahl GmbH Die rauen Umgebungsbedingungen in Warmwalzwerken stellen eine besondere Herausforderung für Messsysteme dar. Gemeinschaftsprojekt »ASRA« erschließt neue Messmöglichkeiten Kooperation entwickelt erstmals Radarverfahren zur Konturmessung der Walzgutkante innerhalb einer Warmwalzstraße Heiligenhaus/Hilchenbach. Um die Effizienz in der Produktion nachhaltig zu steigern, kooperieren die Unternehmen IMS Messsysteme GmbH, SMS group GmbH, IMST GmbH sowie der Lehrstuhl für Integrierte Systeme der Ruhr-Universität Bochum und das Fraunhofer-Institut für Hochfrequenzphysik und Radartechnik FHR im Projekt »ASRA (Adaptive Regelung von Stahlbändern in Warmwalzstraßen auf Basis hochpräziser Radarsignalverarbeitungsverfahren)«: Erstmals soll nach Informationen der IMS Messsysteme GmbH mittels Radarverfahren eine Konturmessung der Walzgutkante innerhalb einer Warmwalzstraße realisiert werden. Variable Kantenformen, Skibildung sowie die Erkennung des Walzgutkopfes und -fußes nebst Geschwindigkeitsmessung sollen dank Echtzeitregelung hohe Energie- und Kosteneinsparungen aufgrund signifikant reduzierten Ausschusses ermöglichen. 22 07-08 | 2020
Deutschland Industrie & Technologie Bei der Verarbeitung von Stahl- und Aluminiumband in Warmwalzwerken kann die Breite des Materials Angaben der SMS group GmbH zufolge lediglich in der Vorstraße gezielt beeinflusst werden. Das Erreichen der gewünschten Bandbreite mit hoher Genauigkeit erfordere neben der Beeinflussbarkeit der Breite über geeignete Stellglieder und einem geeigneten Regelsystem »auch ein ausreichend genaues, zuverlässiges und robustes Messsystem, welches auch unter den in einer Stahl-Vorstraße herrschenden rauen Umgebungsbedingungen (unter anderem Wasser, Dampf, große Hitze) dauerhaft funktioniert.« Die Radartechnik habe sich durch ihre Robustheit und Präzision als geeignete Technologie für solche Anwendungen erwiesen, wie IMS Messsysteme und das FHR mitteilten. Das zeigten die beiden Unternehmen bereits mit der Entwicklung einer radarbasierten Breitenmessung. Die sogenannte freie Endausbreitung am Vorgerüst stellt jedoch weiterhin eine große, noch ungelöste Herausforderung dar. »Die Ausformung der Breite im Bandfilet, aber insbesondere der Bandenden, ergibt sich aus dem Zusammenspiel von Stauch- und nachfolgendem Flachstich, Breitenreduktion und Rückbreitung«, erläutert Dr. Thomas Haschke von der SMS Group. Der Walzgutkopf ähnelt dabei typischerweise in seiner Form einer Zunge, das Walzgutende einem Fischschwanz. »Der Teil des Walzgutes, der aufgrund der Ausformungen der Bandenden von der Sollbreite abweicht und daher vor dem Einlaufen des Vorbandes in die Fertigstraße in der weiteren Bearbeitung abgeschnitten werden muss, kann einen Meter oder mehr betragen«, so Haschke. Um den Materialausschuss möglichst zu minimieren, wird die Anstellung der Stauchwalzen beim Durchlauf der Walzgutenden in Form kurzer Ausschläge, sogenannter »Short Strokes«, relativ zum Mittelteil weiter aufgefahren. Die optimale Fahrweise der Staucheranstellung hängt dabei von der aktuellen Form des Walzgutes und den gewählten Prozessparametern ab und muss daher für jeden Stich am Vorgerüst separat ermittelt werden. Da aufgrund fehlender Messdaten auf »Im Vorhaben ASRA soll zum ersten Mal eine präzise Abbildung der Kontur des Walzgutes und eine darauf basierende, schnelle und angepasste Regelung entwickelt werden.« Dr. Bettina Fischer, Abteilung Entwicklung bei IMS Messsysteme GmbH Modelle zurückgegriffen werden müsse, sei eine Optimierung und Anpassung der Fahrkurven an die tatsächlichen Gegebenheiten nur bedingt möglich, führt Haschke aus. »Als Konsequenz wird das Material heute üblicherweise mit einer gewissen Überbreite produziert, die in den nachfolgenden Kaltverarbeitungsprozessen besäumt werden muss. Der beim Schopfen der Bandenden und Besäumen der gewalzten Bänder anfallende Schrott wird zwar wieder eingeschmolzen, führt aber zu finanziellen Verlusten der Anlagenbetreiber. Damit hat die erzielbare Breitengenauigkeit einen erheblichen Einfluss auf Ausbringung, Ressourceneffizienz, CO 2 -Bilanz und Kosten des Herstellungsprozesses«, teilt der Maschinen- und Anlagenbauer SMS group mit. Genaue und stabile Breitenmessung über die gesamte Walzgutlänge »Im Vorhaben ASRA soll zum ersten Mal eine präzise Abbildung der Kontur des Walzgutes und eine darauf basierende, schnelle und angepasste Regelung entwickelt werden«, erklärt Dr. Bettina Fischer vom Unternehmen IMS Messsysteme. »Auf diese Weise soll eine genaue und stabile Breitenmessung über die gesamte Walzgutlänge auch bei Skibildung (Aufbiegung des Walzgutkopfes) und variablen Kantenformen erreicht werden. ln Kombination mit einer Geschwindigkeitsmessung sowie einer genauen Erkennung des Walzgutkopfes und -fußes wird so erstmals eine an die aktuellen Walzgutparameter angepasste Breitenregelung an den Walzgutenden (Short-Stroke-Regelung) ermöglicht«, konkretisiert Fischer. Der Walzgutbereich, der von der Sollbreite abweiche und entfernt werden müsse, werde so verringert und ermögliche aufgrund des deutlich geringeren Materialausschusses hohe Energie- und Kosteneinsparungen. Dieses Vorhaben mit einer Laufzeit vom 01.07.2019 bis 30.06.2022 wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert. www.ims-gmbh.de • 07-08 | 2020 23
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