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

Galerie

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

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