Betriebskampagnen
Das BFI führt im Rahmen von Auftragsforschung und geförderter Forschung Messungen und Untersuchungen an betrieblichen Anlagen durch. Hierbei kommen Spezialmesstechnik sowie mobile Versuchsanlagen, die direkt an die Betriebsanlagen angeschlossen oder im Bypass dieser betrieben werden, zum Einsatz.
- Ermittlung Zusammensetzung und Volumenstromverteilung typischer flüssiger Medien wie Kühlwasser, Emulsionen, Säuren, Prozess- und Gaswaschwasser
- 1 MW Technikumsanlage mit Prozess- und Hüttengasen aus dem Werksnetz
- Abluft/Gas: Temperatur, Geschwindigkeit, Druck, Feuchte, Gaszusammensetzung mittels Prozessgasanalysatoren, Massenspektrometer und FTIR , Heizwert, Mindestluftbedarf, Dichte, Wobbezahl, Taupunkt
- Rauch und Staub: Staub/Feinstaubgehalt, Strömungssichtbarmachung durch künstlichen Rauch, Rauchausbreitung mit Ermittlung der Geschwindigkeit (Structural PIV)
- Schwingungsdiagnostische Beurteilung von Maschinen und Anlagen zur Beurteilung des Prozesszustands und Optimierung des Verschleißverhaltens
- Videoperiskopmessungen im Hochtemperaturbereich zur optischen Begutachtung von Bauteilen im Ofen
- Flächige Messung der Oberflächen-Temperatur mittels Thermografie, auch als Langzeit-kampagnen mit Bildauswertung
- Ermittlung des thermischen Zustands des Feuerfestsmaterials von Pfannen mittels Thermographie und Thermoelementinstrumentierung
- Messung der Schmelzentemperatur sowie Aufnahme der Abkühlkurven zur Ermittlung der Gefügeausbildung und chem. Zusammensetzung
- Kontinuierliche Messung der Flüssigstahltemperatur mit DynTemp® z.B. um die Homogenisierungsdauer und den Zeitpunkt der Thermoelementmessung zu optimieren
- Aufnahme betrieblicher Messwerte zur Erstellung von Energie- und Stoffbilanzen; Vergleich zwischen Normal- und durch BFI angepasster Betriebsweise
- Prozessbeobachtung und –bewertung der Pfannenbehandlung hinsichtlich Spüleffizienz um den Behandlungserfolg (Homogenisierung, Entgasung, Einschlussabscheidung) sicherzustellen
- Überwachung des Abschlackens bei der Flüssigstahlerzeugung mittels IR-Kamera und Bildverarbeitung um Restschlacke in der Pfanne und gleichzeitig Stahlverluste zu minimieren.
- Entwicklung kundenspezifischer Lösungen zur automatischen Prozesskontrolle mittels Bildverarbeitung, z.B. Füllstandserkennung
- Beobachtung der Gießpulverabdeckung in Stranggusskokillen zur dauerhaften Bedienerunterstützung sowie als Kampagne bei Gießpulverumstellung und -Tests
- Injektionsuntersuchungen in Schmelz- und Schachtöfen zum Test alternativer Brennstoffe, Reduktionsmittel sowie von Hilfsstoffen zur Prozesssteuerung und Einstellung geforderter Produktqualitäten
- Einsatztests von Agglomeraten (Pellets, Briketts) als alternative Einsatzstoffe für Schmelz- und Schachtöfen
- Untersuchung von Gasseparations- und Konversionsverfahren im Bypass von Prozessgasen (Membranen, Adsorptionsmittel, Katalysatoren)
Test- und Pilot-Anlagen: Ressourcentechnologie Flüssige Medien
Anlage | Aufgabe | Parameter |
|---|---|---|
Hoch- /Niederdruck Membranzellen | für alle Medien: z.B. HCl-, H2SO4- u. Mischsäuren | Lab: |
Cross-flow Mikro-/Ultrafiltrations-Anlage (MF/UF) | Säuren, Laugen, Abwasser | V = 5 – 8 l |
Keramische Ultrafiltrationsanlage | Abwasser, Kühl- und Prozesswasser, Emulsionen | Lab: |
NF/RO-Membran-Filtrations- | Säure- und Metall-Rückgewinnung (z.B. für Mischsäuren) | Pilot klein: |
Membran-Destillationsanlage | Kühl- und Abwasserbehandlung | Pilot: |
Membranunterstützende | Kühl- und Prozess- | Lab: VFeed = 60l/h |
Elektrolyseanlage zur Bioziderzeugung | Elektrolyseanlage zur Bioziderzeugung | Elektrolyseanlage zur Bioziderzeugung |
Konzentrationsüberwachung: mobile Messstation (DynAcid®) | HCl-, H2SO4-, HNO3-Beizsäuren ohne HF | Pilot: |
Versuchsstand zur Online-Messung der Feststoffkonzentration | Online-Messung | 0,001g/l bis 50g/l |
Membrankammerfilterpresse (Technikumsanlage) | Schlammentwässerung | 13 Platten (300 x 300 mm) p < 7/15 bar |
Anlage zur Schwermetall-Adsorption | Schwermetallentfernung aus Kühl-/Spülwässern im µg-Bereich | Pilot: |
Bioreaktoren (Laboranlagen) | Abwasserbehandlung | Variierende Volumen |
Magnetabscheider 1 Magnetabscheider 2 Magnetabscheider 3 | Kühlwasser-/Emulsionsbehandlung | Lab: Pilot klein: Pilot groß: |
Mobile Abschreckbecken- Überwachungsanlage “SmartQuench” | Abschreckkurven | universell einsetzbar |
Messsystem für Polymerkonzentration (Technikumsanlage) | Online-Überwachung des Abschreckbeckens | universell einsetzbar |
Test- und Pilot-Anlagen:
Ressourcentechnologie feste und gasförmige Medien
Anlage | Einsatzbereich | Technische Daten |
|---|---|---|
Thermogravimetrie | Charakterisierung thermischer Feststoffreaktionen unter variabel einstellbaren thermischen Bedingungen und Gasmischungen | Schachtofen mit Waage und online Gasanalytik |
Sticking/Clustering/RUL | Untersuchung größerer Probemengen (bis 2 kg) unter variabel einstellbaren thermischen Bedingungen und Gasmischungen sowie ggf. unter Lastaufgabe | Schachtofen mit online Gasanalytik und Lastaufgabe |
Pelletierteller (Labor) | Aufbauagglomeration von Einsatzstoffen oder Reststoffen; Auswahl geeigneter Bindemittel; Anschließende Charakterisierung der erzeugten Pellets | Durchmesser: 400 mm |
Strangpresse und Stempelpresse (Technikum); Tablettenpresse (Labor) | Pressagglomeration; u.a. Brikettierung von Legierungsmitteln, kohlenstoffhaltigen und metallhaltigen Stäuben und Schlämmen | Verschiedene Brikettformen, z.B. hexagonale Grundfläche, Schlüsselweite: 100 mm; Materiallänge: bis 120 mm; bzw. 60x40x40 mm |
Kugelmühle, Scheibenschwingmühle (Labor), | Mahlbarkeit mit Bestimmung des Blaine-Wertes | Mahltrommel: bis 43 l; Aufgabemenge max. 20 l pro Charge |
Intensivmischer (Technikum) | Mischung oder Granulation von Einsatz- und Reststoffen | Mischgefäß: 5 l bzw. 10 l |
Trommel-Magnetscheider mit Permanentmagnet-system (Technikum) | Magnetscheidung | Nass und trocken; Aufgabekörnung bis 20 mm; Durchsatz max. 1000 kg/h; Drehzahl Trommel: 10-150/min; magnetische Flussdichte: 0,45 T |
Davis Tube (Labor) | Magnetscheidung | magnetische Flussdichte bis 1,5 T |
Pneumatische Förder- und Dosiereinrichtungen (Betriebsmaßstab) | Injektion pulverförmiger Stoffe in ein Schmelzbad, Schachtofen oder andere thermische Prozesse | Druckbehälter-Förderanlage 0,5 m³ und Rotor-Förderanlagen: Massenstrom je nach Fördergut 10-150 kg/min |
Hoch- und Mittelfrequenzgeneratoren zur induktiven Beheizung | Technikumsversuche zum Schmelzen von Metall oder gezielten Beheizung von Quarzglas-Rohrreaktoren | 1 x 10 kW; 2x 25 kW; bis 1 MHz; Quarzglas-Reaktorrohr ca. 80 mm Durchmesser, bis 1200°C |
Hochtemperatur-Schmelzöfen (widerstandsbeheizt) | Technikumsversuche zum Schmelzen von Schlacken oder Metall | Max. 1700 °C; Tiegeldurchmesser bis ca. 100 mm bzw. 250 mm |
Muffelofen (Labor) | Glühverlust | Temperatur max. 1300°C |
Staubmessung (in Industrieanlagen) | Gravimetrische und isokinetische Bestimmung der Staubkonzentration in Abgas- oder Abluftströmen | Umfangreiches Sortiment an Messonden, Filtern und Zubehör für verschiedene Betriebsbedingungen |
Labor- und Technikumsanlagen: Oberflächentechnikum
Anlage | Aufgabe | Parameter |
|---|---|---|
Vorbehandlungsanlage | Flexible Einheit zur Simulation industrieller Reinigungs- und Vorbehandlungssequenzen | Alkalische Entfettung, Beizen, Spülen, Elektrolytisch Beizen/Entfetten |
Konvektionszelle | Beschichtungszelle für Dispersionsbeschichtungen zum Test unterschiedlicher Konvektionsformen | mögliche Konvektionsformen: Rühren, unterschiedliche Begasungsarten, Jets, Umwälzen |
Behandlungs-Roboter | Wiederholgenaue Bewegung von Substraten, z.B. ätzen, beschichten, reinigen | Traglast 500 g, Bewegungsradius 300 mm, Hub 200 mm |
Elektrochemische Messzelle | Elektrochemisches Screening in wässrigen Lösungen, ionischen Flüssigkeiten und Slurrys | Rotierende Elektrode, Potentiostat/Galvanostat, Rührer, Heizung, Spülung |
Membranelektrolyseanlage | Geteilte Versuchszelle für das Metall-Recycling und die Aufbereitung von Prozesslösungen und Abwässern | Ausstattung mit Anionen- oder Kationenaustauschermembran, Elektrodenfläche 300 – 600 cm² |
Galvanische Beschichtungsanlage | Galvanische Beschichtungsversuche von Gestellproben | z.B. Verzinkung, Vernickelung, Pulse-Plating |
Galvanische Hochleistungs-Beschichtunganlage | Simulation der galvanischen Bandverzinkung | Strömungsgeschwindigkeit bis ca. 5 m/s, Substratfläche 50 cm² |
Elektrochemische Messzelle | Elektrochemische Untersuchungen in wässrigen Lösungen, ionischen Flüssigkeiten und Slurrys | Rotierende Elektrode, Potentiostat/Galvanostat, Rührer, Heizung, Spülung |
Messtechnik
Name | Bild | Anwendung | technische Details |
|---|---|---|---|
Thermokamera |
| Ermittlung des thermischen Zustands und Prozessoptimierung, z.B. von Pfannen, Prozessen etc. | T bis 2000°C |
DynTemp |
| Kontinuierliche Schmelzentemperaturmessung zur Prozessoptimierung | T 1500 - 1700°C, 2K Messgenauigkeit |
Öfen, Hochtemperaturöfen |
| Temperaturbehandlung und Kalibrierung bis 1600 °C | T bis 1600°C |
Faseroptische Sensorik |
| verteilte Temperaturmessung an Produktionsaggregaten (Kokille, Feuerfest, …) | T bis 600°C, bis 20 Sensoren pro Faser, 4 Fasern pro Interrogator |
RFID (Hochtemperatur) |
| verteilte Temperaturmessung an Produktionsaggregaten (Kokille, Feuerfest, …) | T bis 600°C, bis 20 Sensoren pro Faser, 4 Fasern pro Interrogator |
Datenlogger | Aufzeichnung von Prozessdaten wie Temperaturwerte von Thermoelementen zur Kenntnis und Optimierung des thermischen Zustands, z.B. von Pfannenwand und –boden | 10 Kanäle, 130.000 Messdaten, max. Betriebstemperatur 110 °C | |
FEM Software |
| Berechnung von Temperaturen, Spannungen und Strömungen mittels Finite-Element-Methode | kundenspezifisch |
Bildverarbeitung |
| Entwicklung kundenspezifischer Lösungen zur automatischen Prozesskontrolle, Kombination von Kamerasystemen (VIS und IR) mit online oder offline Bildverarbeitung | kundenspezifisch |
Laservibrometer | Untersuchung des Prozessverhaltens und der Belastung von Anlagen und Anlagenteilen | Frequenz bis 25 MHz, Max. Arbeitsabstand bis 250m | |
mechanische Werkstatt |
| Konstruktion und Fertigung von individuellen Lösungen, z.B. Schutzgehäuse für Messtechnik, Adaptionen an bestehende Anlagen | drehen, fräsen, bohren, sägen, schweißen, Blechbearbeitung |
Perthometer | Rauheitsmessung | Mobiles, tastend, 2D | |
Nanofocus | Topographiemessung | Mobiles, optisch, konfokal, | |
WaveScan | Lack-/oberflächen-Bewertung | verschiedene Wellenlängenbereiche | |
Roboterarm | Wiederholgenaue Topographiemessung | Lasertriangulation | |
Auflichtmikroskop | Metallographie | Bis 50- bis 1000-fach Vergrößerung | |
Kontaktwinkelmessung | Ermittlung der Kontaktwinkel (Benetzbarkeit) und der Oberflächenenergie | Flüssigkeiten: Wasser & Diiodmethan; Raumtemperatur; Luft | |
MountainsMap (Software) | Auswertung gemessener Profile, Profilserien und Topographien | Nahezu alle Dateiformate lesbar, mit Matlab kompatibel |
