

Das thermographische Schlackedetektionsverfahren TSD wird seit 1999 erfolgreich an Konvertern eingesetzt. Dabei wird die unterschiedliche Emissivität von Stahl und Schlacke im Infrarotbereich ausgewertet. Das System benötigt keine Sensoren am oder im Konvertergefäß.
Die steigenden Anforderungen an den Reinheitsgrad von Stählen verlangen ein schlackenfreies Umfüllen von flüssigem Stahl vom Oxygenstahlkonverter oder Elektroofen in die Pfanne. Eine Voraussetzung dafür ist, dass Beimengungen von Schlacke zum flüssigen Stahl rechtzeitig detektiert werden können. AMEPA’s neuestes Schlackeerkennungssystem detektiert das Mitfließen von Schlacke im Stahl auf thermografischer Basis.
Die thermografische Schlackeerkennung nutzt den Umstand, dass die thermischen Abstrahlcharakteristiken von Stahl und Schlacke im fernen Infrarotbereich bei gleicher Temperatur deutlich unterschiedlich sind.
Ein thermografisches Schlackeerkennungssystem besteht im Wesentlichen aus einer den Abstichstrahl beobachtenden Infrarotkamera, einem Auswerterechner und einem Anzeigegerät. Die Infrarotkamera ist zum Schutz vor Beschädigungen in einem gekühlten Stahlgehäuse untergebracht.
Das Kamerabild wird in einer Falschfarbendarstellung sowohl auf einem Monitor an dem System, als auch auf einem peripheren Monitor am Kippstand ausgegeben.
Die Daten aus der Überwachung eines Abstiches werden, zusammen mit dem Konverterwinkel und weiteren Stahlwerkssignalen zu charakteristischen Kenngrößen verarbeitet. So wird z. B. die Menge der mitfließenden Schlacke durch einen Index dargestellt.
Zur Überprüfung des Abstichs zu einem späteren Zeitpunkt wird dieser als Videosequenz digital archiviert.
Ein zuverlässiges Schlackedetektionssystem muss das Mitfließen von Schlacke auch unter verschiedenen Betriebsbedingungen sicher und reproduzierbar detektieren.
Unterschiedliche Betriebsbedingungen sind z. B.:
Ein zuverlässiges System muss so intelligent sein, dass es diese Einflüsse entweder ausblenden oder kompensieren kann.
Die unterschiedliche Intensität der thermischen Strahlung von Stahl und Schlacke hängt zum einen von der chemischen Zusammensetzung der beiden Stoffe ab, zum anderen von dem für die Messung herangezogenen Wellenlängenbereich. Während im sichtbaren Wellenlängenbereich die Unterschiede in der Strahlung minimal sind, steigen sie mit wachsender Wellenlänge an. Daher benutzt AMEPA als Detektor Infrarotkameras, die im fernen Infrarotbereich arbeiten. Dieser Wellenlängenbereich hat darüber hinaus den Vorteil, dass die Strahlung von Rauch- und Staubpartikeln weniger stark beeinflusst wird als in niedrigeren Wellenlängenbereichen.
Bei dem AMEPA TSD System werden die Bildinformationen von einem Industrie-PC ausgewertet.
Die Bildverarbeitungssoftware ist in der Lage unterschiedliche Abstrahlcharakteristiken des flüssigen Stahlstromes automatisch zu berücksichtigen ebenso wie Änderungen in den Transmissionsverhältnissen zwischen Stahl und Kamera. Das System passt sich adaptiv an die jeweils vorliegenden Bedingungen an. Damit auch bei Lageänderungen des Abstichsstrahles eine optimale Auswertung stattfinden kann, folgt ein Auswertefenster der Abstichstrahlabbildung automatisch.