TSD

Thermographische Schlackeerkennung

Clean Steel mit thermographischer Schlackeerkennung
TSD 2.0

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 mehreren peripheren Monitoren am Kippstand ausgegeben.

Ihre Ansprechpartner

Dipl.-Ing. Wolfgang Bender-Bergold
Manager Engineering & Service

+49 2405 4080820

Dipl.-Ing. Paul Massmann
Technischer Vertrieb

+49 2405 4080815

Die Vorteile

Gegenüber anderen Methoden der Schlackedetektion am Konverter- und Elektroofenabstich hat dieses Verfahren folgende Vorteile:

Effizient

Bei der thermographischen Schlackeerkennung mit dem AMEPA TSD 2.0 wird keinerlei Sensorik o. ä. im Gefäß verbaut. Dies bedeutet einen geringen Wartungs-und Instandhaltungsaufwand für den Anwender. Bei nötigen Systemeingriffen oder Reparaturen ist durch die räumliche Entfernung der Installationen zum Gießstrahl bzw. Gefahrenbereich ein Eingriff sogar während eines laufenden Prozesses möglich.

Zuverlässig

Da im AMEPA TSD 2.0 verschiedene Algorithmen und Kompensationen integriert sind, sind diese Systeme unabhängig gegenüber verschiedenster Prozesseinflüsse. z. B. Verbärungen, Änderungen in der Gießstrahlgeometrie, verschiedene Temperaturen oder Turbulenzen des Gießstrahles, sowie Einflüsse die durch Zugabe von Zuschlagsstoffen entstehen wie z.B. Flammenbildung etc.

Kompatibel

Die AMEPA TSD 2.0 Systeme sind voll kompatibel mit allen gängigen Schlackerückhaltesystemen wie z. B. Dart, Ball usw. Die bestehenden Systeme im Markt werden von unseren Kunden dazu verwendet um nach einem Alarm, vollautomatisiert ein Verschlusssystem anzusteuern, z. B. Hammer- oder Schiebersysteme.

Informativ

Die Prozessdaten aus der Schlackeerkennung werden, zusammen mit den relevanten Produktionsinformationen wie Winkel, Gewicht, Schmelzennummern etc. auf einem Datenbanksystem abgelegt. Zusätzlich bietet das System anhand einer kalkulierten Kennzahl (Index) die Möglichkeit, Rückschlüsse auf die übertragenen Schlackemengen zu ziehen. Neben den Prozessdaten und Systeminformationen werden auch Videos der Prozesse angelegt, welche eine genaue Prozessanalyse auch zu einem späteren Zeitpunkt möglich machen.

Eigenschaften

Ein Schlackedetektionssystem muss zuverlässig das Mitfließen von Schlacke auch unter schwierigen Betriebsbedingungen sicher und reproduzierbar detektieren, um den Automatisierungsgrad wesentlich zu erhöhen.
Unterschiedliche Betriebsbedingungen sind z. B.:

  • Sich ändernde Abstichtemperaturen und Gießstrahldurchmesser
  • Sich ändernde Verbärungen
  • Thermische Hintergrundstrahlungen durch Blick in die Pfanne
  • Wechselnde Staub- und Feuchtigkeitsanteile in der Umgebung

Die Zuverlässigkeit eines Systems hängt stark davon ab, wie zuverlässig diese Besonderheiten im Prozess erkannt und somit kompensiert/ausgeblendet werden können.

Die TSD 2.0 Anwendung ist in der Lage, unterschiedliche Abstrahlcharakteristiken des Gießstrahles, ebenso wie Änderungen in den Transmissionsverhältnissen zwischen Strahl und Kamera zu erkennen und in die Auswertung korrigierend einfließen zu lassen. Das System passt sich adaptiv an die jeweils vorliegenden sich ändernden Bedingungen an. Um eine optimale Schlackeerkennung bei Lageänderungen des Abstichstrahles oder mit hoher Hintergrundemission zu gewährleisten, verfügt das System über eine aufwendige Strahlerkennung mit entsprechenden Algorithmen.

Messprinzip

Der genutzte Intensitätsunterschied der thermischen Emission von Stahl/Schlacke hängt zum einen von der unterschiedlichen Zusammensetzung der beiden Stoffe ab, zum anderen von der jeweiligen Emission im genutzten 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 langwelligen Infrarotbereich arbeiten. Dieser Wellenlängenbereich hat darüber hinaus den Vorteil, dass die Strahlung von Rauch- und Staubpartikeln weniger stark beeinflusst wird als im kurzwelligen Infrarotbereich.

Mit dem AMEPA TSD 2.0 wird das Rohbild der Ir-Kamera mit Umgebungsparametern verknüpft und in einem hochwertigen Industrie-PC ausgewertet.

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