Flachstahl während der Produktion mikrometergenau vermessen

Wasserdampf, aufgewirbelter Staub und thermische Strahlung verhindern in der warmwalzenden Stahlproduktion bislang, dass die glühenden Stahlbänder während des Produktionsprozesses präzise vermessen werden können. Ein Team der TH Köln gründet jetzt das Unternehmen mecorad, das mittels Radarsensorik eine mikrometergenaue Messung an jeder Stelle des Prozesses in Echtzeit ermöglicht. Zudem möchte es die Digitalisierung der gesamten Produktion unterstützen.

„Mit unser Technologie gehen wir zwei Grundprobleme der Stahlproduktion an: zu hohe Produktionswertverluste durch ungenaue Messungen und fehlende Regelungsprozesse sowie einen großen Aufholbedarf bei der Digitalisierung“, sagt der mecorad-Geschäftsführer Dr. Marc Banaszak. Das Unternehmen wird er mit Cagdas Ünlüer und Andreas Heutz gründen, mit denen er am Institut für Produktentwicklung und Konstruktionstechnik der TH Köln die Grundlagen für die neue Technik gelegt hat. Das Vorhaben wird gefördert über das Programm Exist-Forschungstransfer, mit dem das Bundeswirtschaftsministerium Unternehmensgründungen unterstützt, die auf Forschungsergebnissen der Hochschulen basieren.

Rendering der Messtechnik von mecorad: An einem Bügel sind rund um die Walzstraße Radarsensoren angebracht, die das noch glühende Metall mikrometergenau vermessen. (Bild: mecorad)

Neue Messtechnik für das Walzwerk

Basis des neuen Systems sind Radarsensoren, die an einem Bügel rund um die Walzstraße montiert werden und das noch glühende Metall multidimensional – also in Dicke, Breite und Länge – vermessen. Die Ergebnisse sind trotz der schwierigen Bedingungen für präzise Messungen, wie sie im Stahlwerk herrschen, momentan bereits bis auf den zwanzigstel Millimeter genau und stehen in Echtzeit zur Verfügung. Anders als die bislang verwendeten Verfahren mittels Laser oder Kamera ist Radar in der Lage, die durch Dampf und dichten Staub verunreinigte Umgebungsluft zu durchdringen. Interferenzen und Störungen etwa durch die starken Vibrationen werden durch die von mecorad entwickelten Algorithmen beseitigt.

„Durch die Messungen unmittelbar in der Produktion können automatische Korrekturmechanismen bei Abweichungen vom Soll sofort eingreifen. Dies war bislang nicht möglich. So werden der Schrott vermindert, die Produktqualität erhöht und Produktionswertverluste minimiert. Letztere belaufen sich bei einem durchschnittlichen deutschen Bandwalzwerk auf mehrere Millionen Euro jährlich“, sagt Banaszak.

Industrie 4.0 für die Stahlproduktion

Aufbauend auf diesen Messungen bietet das Unternehmen weitere Dienstleistungen entlang der Wertschöpfungskette an. Dazu gehören Software für spezialisierte Messungen, Prozessanalysen und Regelungsalgorithmen, wie etwa die Steuerung des Walzspalts oder der Walzkaliber. Auch die Abstimmung mit externen Akteuren wie dem Schrottverarbeiter kann über mecorad-Applikationen gemanagt werden. „Unser System ist darauf ausgelegt, Services bis hin zum Endkunden zu ermöglichen und diesen in die Produktion einzubinden, etwa durch eine Automatisierung der Auftragsbearbeitung“, so Banaszak.

Die von dem Team entwickelte Technik kann in Alt- und Neuanlagen eingebaut werden. Zurzeit besteht eine Pilotanlage in der Prozesslinie eines deutschen Herstellers und wurde dort erfolgreich getestet.