Online-Konzentrations-Messtechnik-Prototyp-Installation an Edelstahl-Bandbeizanlage

MACO Pilot – Optimierung der Online-Konzentrations-Überwachung und Regelung an Edelstahl-Mischsäurebeizanlagen

Ausgangssituation

  • Zunehmender wirtschaftliche Druck im europäischen Stahlsektor erfordert hochflexible und günstige Produktionsprozesse
  • Beizprozess ist von besonders hoher Bedeutung für die Edelstahl-Produktion
  • Hohe Prozessflexibilität erfordert eine schnelle Anpassung definierter Konzentrationen in industriellen Beizbädern zur Einhaltung konstant hoher Produktqualitäten und Anlagen-Produktivität
  • Im RFCS Projekt FLEXPROMUS wurde erfolgreich eine innovative Messtechnik zur kontinuierlichen online-Analyse von HF-HNO3-Säuregemischen entwickelt
  • Erste Prototypentests an Edelstahl-Bandbeizanlagen zeigten sehr erfolgsversprechende Ergebnisse

Projektziele

  • Optimierung der Online-Messtechnik zur kontinuierlichen Konzentrationsüberwachung in HNO3-HF-Beizsäuregemischen
  • Optimierung der Konzentrations-Überwachung und Regelung in Edelstahl-Beizanlagen
  • Online-Messtechnik-Prototyp-Testinstallationen an Edelstahlbandbeize, Edelstahl- Drahtbeizanlage und Mischsäure-Regenerationsanlage
  • Optimierung Beizprozess-Führung in Mischsäure-Drahtbeizanlage mittels Beizprogramm-Management-Modell

Innovative Verfahrensansätze

  • Kontinuierliche Online-Konzentrationsüberwachung in HF-HNO3-Beizsäuregemischen auf Basis eines modellgestützten Messverfahrens
  • Entwicklung eines „closed-loop“-Konzentrationsregelungsmodells für Edelstahl-Bandbeizanlagen auf Basis von Online-Konzentrationsdaten
  • Entwicklung eines Beizprogramm-Management-Modells für Edelstahl-Draht-Beizanlagen
  • Konzeptentwicklung für die Optimierung existierender europäischer Mischsäurebeizanlagen mittels innovativer Online-Konzentrations-Überwachung und Regelung

Aktuelle Ergebnisse (Stand: 12/2019)

  • Optimierter Online-Messtechnik-Prototyp-Aufbau (Erhöhung von TRL5 zu TRL7)
  • Erfolgreiche Installation und Betrieb der Online-Messtechnik an Edelstahl-Bandbeizanlage inklusive Regenerat-Tank und Edelstahl-Drahtbeizanlage in Kombination mit Probenstrom-Vorfiltrationstechnik
  • Konzentrationsberechnungsmodelle für verschiedene HNO3-HF-Mischsäure-Applikationen, Abweichungen zwischen Online-Messung und BFI-Labor-Referenzanalytik überwiegend
    < ± 5 g/L für freie HF + Gesamtmetalle und < ± 8 g/L für freie HNO3 Konzentrationen unter optimalen Messbedingungen
  • Fortschrittliche “closed-loop” und “open-loop” Konzentrationsregelungsmodelle basierend auf Konzentrationsdaten hoher Messwertdichte ermöglichen verbesserte Stabilisierung der Beizbad-Prozessbedingungen, Reduzierung des Säureverbrauchs und Emissionen sowie Kosteneinsparungen
  • Eine Reduzierung der manuellen Probennahmen für Referenzanalysen ermöglicht eine Verbesserung der Arbeitsbedingungen und Sicherheit
  • Ein innovatives Beizprogramm-Management-Modell ermöglicht einen optimaleren und sichereren Betrieb von Edelstahl-Drahtbeizanlagen

Ausblick

  • Weitere Optimierung der Konzentrationsberechnungsmodelle (Soft- und Hardware Modifikationen)
  • Finalisierung der Online-Messtechnik von Prototypversion zum kommerziell verfügbaren System 

 

Präsentationen vom internationalen Workshop am 13.11.2019

BFI-Workshop-Pickling-Solutions-Technology-2019-Information-Flyer

1-BFI Workshop-Presentation- Surface_treatment_by_pickling_(M_ Kozariszczuk)
2-BFI-Workshop-Presentation-Mechanical_Descaling_(M_Pohanka)
3-BFI-Workshop-Presentation_Pickling_bath_online_concentration_analysis_(M_Werner)
4-BFI-Workshop-Presentation-Operational_expierence_online_pickling_bath_analysis_(F_Kolinke)
5-BFI-Workshop-Presentation-Optimisation_of_pickling_process_by_model-based_simulation_(I_Gonzales)
6-BFI-Workshop-Presentation-Polymeric_Sensor_Coatings_(J_Engblom)
7-BFI-Workshop-Presentation-Operational_experience_for_the_recycling _of_process water_and_acids_(Steuler)
8-BFI-Workshop-Presentation-Pickling bath particle separation and atline analysis_(Scanacon)
9-BFI-Workshop-Presentation-Recovery_of_Acids_and_Metals_from_Pickling_Solution_(J_Koschikowski)
10-BFI-Workshop-Presentation-Recycling_valuable_components_(R_Wolters)

Galerie

Siehe auch

InnoGuss – Entwicklung von innovativen Transformationspfaden zur Dekarbonisierung der Gießerei-Industrie in NRW

Ausgangssituation THG-Emissionen sollen in Deutschland bis 2030 um mindestens 55 % reduziert und bis zum Jahr 2050 eine weitestgehende Treibhausgas-Neutralität […]

iSLAG – Optimiertes Schlackenrecycling durch on-line Charakterisierung und intelligente Entscheidungsunterstützung

Dieses Projekt zielt darauf ab, die Schlackenverwertung aus dem Elektrostahlherstellungsprozess durch eine verbesserte Schlackenaufbereitung und die Erforschung neuer Recyclingwege zu […]

Nanocarbide II – Einfluss einer Cryobehandlung auf Verzug, Korrosion und Bruchzähigkeit

Ausgangslage / Arbeitspunkte: In einem vorherigen Projekt wurden hochlegierte Stähle aus den Bereichen Warmarbeit, Kaltarbeit und Kunststoffformung einer angepassten Wärmebehandlung […]

AeroRef – Verringerung des Energiebedarfs in Wärmeöfen durch neuartige Kombination von Aerogel und Feuerfestmaterial

Ausgangssituation Trotz stetiger Verbesserungen der Wärmedämmung an Industrieöfen sind Wärmeverluste durch die Ofenwände unvermeidbar Verringerung der Wärmeverluste bewirkt unmittelbar ökonomische […]