Temperaturverteilung in der Kokillenbreitseite mittels FBG –Merkmalextrahierung und Korrelation mit Bandfehlern

Temperaturverteilung in der Kokillenbreitseite mittels FBG –Merkmalextrahierung und Korrelation mit Bandfehlern

Kurzbeschreibung der Problemstellung

Das zentrale Element einer Stranggießanlage ist die Kokille. Sie hat den größten Einfluss auf die Qualität der Bramme und die Anlagenverfügbarkeit. Um den Gießprozess verstehen und optimieren zu können, sind Temperaturdaten eine unabdingbare Voraussetzung.

Eine Alternative zu klassischen Thermoelementen sind Lichtwellenleiter. Vor dem Einsatz in der Kupferplatte wird in die Lichtwellenleiter mit einem Laser an definierten Positionen ein sogenanntes Faser-Bragg-Gitter eingebracht. Jede Position reflektiert nur das Licht einer bestimmten Farbe. Die Faser-Bragg-Gitter ändern zusätzlich die Art der Lichtreflexion in Abhängigkeit der Temperatur.

Durch die Verwendung von Licht in unterschiedlichen Farben entstehen so mehrere unterscheidbare Signale pro Lichtwellenleiter, die von einem Interrogator in Temperatursignale umgewandelt werden. Die speziell entwickelte Software analysiert diese Signale und kann den bekannten Stellen die exakte Temperatur zuordnen. Dadurch entsteht eine sehr präzise grafische Darstellung der Temperaturverteilung in der Kokille.

Die Temperaturverteilungen (stationäre oder transiente Zustände) in der Kokille können wichtige Informationen liefern in Bezug auf die Stahlströmung in der Kokille, die eine entscheidende Rolle für die Brammenqualität (slivers) hat. Diese Merkmale, wie z.B. asymmetrische Strömung verursacht durch clogging, stehende Welle, TVK (Temperaturvariationskoeffizient) sollen von gespeicherten Messdaten extrahiert werden. Diese Merkmale sollen auch mit Qualitätsdaten korreliert werden, um zu verstehen, ob Werkzeuge des „machine learning“ es in Zukunft erlauben könnten, Qualitätsprobleme vorherzusagen.

Projektinhalt

  • Literaturstudie (Faser-Bragg-Gitter Applikationen in der Stahlindustrie, …)
  • Mitarbeit in der Planung und Durchführung von Messungen im Stahlwerk der voestalpine Stahl Linz für ausgewählte Stahlgüten und Prozessparameter
  • Analyse und Auswertung der Daten aus durchgeführten Messungen
  • Vergleich der unterschiedlichen Gießsituationen (Wärmeabfuhr, TVK, …).
  • Diskussion und Zusammenfassung der Ergebnisse

Industry Partners

Advisors

Elmar Rückert

Univ.-Prof. Dr.
Chair of Cyber-Physical-Systems

Christian Bernhard

Ao.Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.mont.
Vice-Head of Institute - Secondary Metallurgy and Casting

Susanne Michelic

assoz.Prof. Dipl.-Ing. Dr.mont.Inclusion Metallurgy and Metallographic LabHead of Christian Doppler Laboratory for Inclusion Metallurgy in Advanced Steelmaking
2021-11-30T08:30:19+01:00
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