01 Juni 2022
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Entstehungsprozess: ein Blick hinter die Kulissen - Software optimierte Kühlung zur Sicherung gleichbleibender AR-Stahlqualität
Valast wear steel

Valast 450: Software optimierte Kühlung zur Sicherung gleichbleibender AR-Stahlqualität

Die Entwicklung eines jeden Stahlprodukts stellt unser Ingenieurteam vor neue Herausforderungen. Ganz gleich, ob es sich um die Aktualisierung einer Lackfarbe, die chemische Zusammensetzung des Stahls oder die Einführung eines völlig neuen Produkts handelt. Bei der Entwicklung von Valast® 450 stellt sich die Frage, wie wir den Fertigungsprozess gestalten sollten, um die von uns angestrebten engen Toleranzen und die außergewöhnliche Härte und Oberflächenqualität erzielen können. Eine entscheidende Antwort:  Wir mussten den Erwärmungs- und Abkühlungsprozess gründlich überdenken. 
STORM software

Bei der Verarbeitung von Stahl in einer Warmbreitbandstraße wird der Stahl als Bramme mit einer Temperatur von etwa 1200 °C in die Walzstraße eingebracht. Nachdem der Stahl in fünf Vorwalzgerüsten und sieben Fertigwalzgerüsten auf das richtige Maß gewalzt wurde, wird er mit Wasserdüsen, welche sich über und unter dem Stahlband befinden, abgekühlt. Die Herausforderung besteht darin, dass die Kühlrate besonders hoch sein muss, um die optimalen Produkteigenschaften zu erreichen und den Stahl so schnell wie möglich abzukühlen. Das vorhandene Kühlsystem war dazu jedoch nicht in der Lage – schließlich wurde es installiert, lange bevor überhaupt die Idee für Valast® 450 entstand. Die naheliegendste Lösung wäre gewesen, das bestehende Kühlsystem aufzurüsten. Allerdings hätte dies viel Zeit in Anspruch genommen und zu ungewollten Ausfallzeiten für unsere im Dauereinsatz befindliche Warmbreitbandstraße geführt. Wir mussten eine andere Möglichkeit finden.

In unserem Entwicklungsteam gibt es hochqualifizierte Spezialisten für Prozesssteuerung und Verfahrenstechnik. Diese sind in der Lage, Prozesse an einem virtuellen Modell der Warmbreitbandstraße zu entwerfen und nachzubilden. Wir haben sie mit unserer Herausforderung konfrontiert, und was sie gefunden haben, war überraschend einfach: Sie erkannten, dass die bereits vorhandene Hardware durchaus in der Lage war, genügend Wasser durch die Düsen zu leiten, um den Stahl ausreichend zu kühlen. Die Beschränkung lag in der Software, die zur Steuerung des Prozesses bislang verwendet wurde. 

Nachdem wir ausführlich mit Anbietern dieser Art von Steuerungssoftware gesprochen hatten, wurde uns klar, dass sie uns nicht helfen konnten. Also wandten wir uns wieder an unser eigenes F&E-Team. Ihm gelang es schließlich, ein maßgeschneidertes Softwareprogramm für die Prozesskontrolle des Auslaufsystems (oder Run Out Table; kurz: ROT) zu entwickeln: das STORM-Programm von Tata Steel. Das Kürzel steht für das etwas sperrige “Smart Temperature Optimization on the Run Out Table for Mechanical properties control”, die Lösung dahinter zeigt aber unmittelbare Wirkung. STORM ermöglicht eine flexible Temperatur-Regelung zwischen oberer und unterer Kühlung zur Erzielung der gewünschten Mikrostruktur des Stahls. Die Kühlbalken auf dem ROT sind so konzipiert, dass der obere Abschnitt im Vergleich zum unteren Abschnitt die gleiche Wärmemenge abführt. Dies wurde durch einen ca. 20 % höheren Durchfluss der unteren Kühlung im Vergleich zur oberen erreicht. Aufgrund der verbesserten Prozesssteuerung konnte der Stahl ausreichend und mit dem von uns benötigten Maß an Kontrolle gekühlt werden und somit die engen Toleranzen und die Oberflächenqualität von Valast® 450 erzielt werden, die unsere Kunden erwarten.

Interessieren Sie sich für die Vorteile der Verwendung von AR-Bandstahl anstelle eines Blechs? Lesen Sie hier unseren vollständigen Artikel über Stahlband vs. Grobblech 

 

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