Modernisierung der Blockstraße in Freital Inbetriebnahme einer iba-breitenmessung und eines dynamischen Stichplanrechners ibaneuronet

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1 Modernisierung der Blockstraße in Freital Inbetriebnahme einer iba-breitenmessung und eines dynamischen Stichplanrechners ibaneuronet Dr.-Ing. Robert Krumbach Leiter Walzwerk Dipl.-Ing. Karsten Ruby Leiter Elektrische Instandhaltung/Prozessautomation Walzwerk Dipl.-Ing. Hansgeorg Schoß Betriebsingenieur Walzwerk Iba-Tag 2010, , Dr. Krumbach, 1

2 Inhalt: Was ist seit Beginn der Modernisierung 2008 passiert? Vorstellung der iba-breitenmessung Herr Spreitzhofer, iba AG Iba-Tag 2010, , Dr. Krumbach, 2

3 Produktionsstandorte BGH Feindraht GmbH Nettetal-Leuth Feindrahtfertigung BGH Edelstahl Siegen GmbH Schmelzen, Gießen, Schmieden, Bearbeiten Lager RPS Siegen GmbH Rohstoffhandel BGH Edelstahl Polska Sp.z o.o. Profilwalzen Lager SRG Schrott und Recycling GmbH Schrotthandel BGH Edelstahl Lippendorf GmbH Schmelzen, Gießen, Schmieden, Bearbeiten Flanschenfertigung BGH Edelstahl Lugau GmbH Draht- und Stabfertigung, Kaltwalzenproduktion BGH Edelstahl Freital GmbH Schmelzen, Gießen, Walzen, Schmieden, Bearbeiten Lager Iba-Tag 2010, , Dr. Krumbach, 3

4 Produktportfolio BGH Gruppe Anbieter für Spezial- und Sonderwerkstoffe natürlich auch in kleinen Losgrößen rost- und säurebeständige Stähle hitze- und zunderbeständige Stähle Werkzeugstähle Ferrite Austenite Martensite Duplexstähle Warm- und Kaltarbeitsstähle Schnellarbeitsstähle Sonderwerkstoffe Edelbaustähle Ni-Basis-Legierungen Einsatz- u. Vergütungsstähle Nitrierstähle verschleißfeste Stähle warmfeste Stähle Iba-Tag 2010, , Dr. Krumbach, 4

5 Inhalt: Was ist seit Beginn der Modernisierung 2008 passiert? Vorstellung der iba-breitenmessung Herr Spreitzhofer, iba AG Iba-Tag 2010, , Dr. Krumbach, 5

6 Modernisierung Blockstraße Freital Anlass und Zielstellung: Aufrechterhaltung und Sicherstellung der Betriebssicherheit/ Anlagenverfügbarkeit (letzte Modernisierung 1980) Deutliche Verbesserung der erforderlichen Prozesssicherheit, - stabilität und transparenz Verbesserung von Qualität, Toleranzen und Ausbringen deutliche Verbesserung der Arbeitsbedingungen Leistungs- und Anlagenoptimierung Iba-Tag 2010, , Dr. Krumbach, 6

7 Modernisierung Blockstraße Freital Maßnahmen in 2008: Erneuerung der Antriebe (Motore) von Anstellung, Schere, Linealen - Ablösung der Gleichstrom- durch Drehstromantriebe (deutlich geringerer Wartungsaufwand, keine Wasserkühlung) Erneuerung der Antriebsleistungselektronik - Frequenzumrichter (SINAMICS), Erneuerung Spannungsversor- gung Antriebe, neuer Einspeise-Trafo (2.000 kva) 15 kv / 0,4 kv Antriebs- und Ablaufsteuerung über SPS (ibalogic-v4 + Simatic S7) Erneuerung Ölschmierung elektrisch/mechanisch/hydraulisch Erneuerung Niederspannungsversorgung Neubau eines Zufuhr- und Reversierrollganges Neubau Hauptsteuerbühne Iba-Tag 2010, , Dr. Krumbach, 7

8 Modernisierung Blockstraße Freital Ist Zustand Prozesssteuerung Ende 2008: Gerüststeuerung über ibalogic-v4 (Beta-Version) automatischer Walzablauf auf Basis datenbankbasierter Stichplanvorgabe Berücksichtigung WIG/WAG durch Erfassung der Walzkraft über DMS und 4 Fotozellen automatische Positionierung der Anstellung, Reproduzierbare Anstellungskorrekturen Kaliberabhängige Sollwertvorgabe Hauptantrieb (parametrierbare Einzugs- und Auswurfgeschwindigkeit) Messdatenerfassung mittels iba-pda Statische Stichplandatenbank (ca Stichpläne), die bezogen auf Ausgangs- und Fertigabmessungen Stichfolgen enthält Iba-Tag 2010, , Dr. Krumbach, 8

9 Modernisierung Blockstraße Freital Layout Automatisierung Ende 2008: Iba-Tag 2010, , Dr. Krumbach, 9

10 Modernisierung Blockstraße Freital Realisierung 2008: Vergabe: Anfang Februar 2008 Realisierung: Inbetriebnahme: Partner: Betriebsruhe Juli/August 2008, 3 Wochen 1 Woche Siemens AG, NL Leipzig Konsortialführer iba AG, Fürth Iba-Tag 2010, , Dr. Krumbach, 10

11 Modernisierung Blockstraße Freital Weiteres Vorgehen ab 2009: x ±ν 0 Optimales Form des Endproduktes Optimale Kaliberreihenfolge, ggf. Einsparung von Stichen Berücksichtigung von Werkstoff (Analyse, Eigenschaften), Walzparametern, Anlagenparametern (-grenzen), Walzenverschleiß, Iba-Tag 2010, , Dr. Krumbach, 11

12 Modernisierung Blockstraße Freital Weiteres Vorgehen ab 2009: Level 2 System. Sollwertkorrektur Walzstrategie Stichplanvorausberechnung Stichplanwiederberechung Stichplanneuberechnung Ablaufsteuerung Messwerterfassung Iba-Tag 2010, , Dr. Krumbach, 12

13 Modernisierung Blockstraße Freital Weiteres Vorgehen ab 2009: Messwerterfassung: Erfassung der Walzkraft je Seite Erfassung aller erforderlichen Temperaturen Ist-Blockabbildung Dimensionsmessung des Walzgutes (insbesondere Breite) Walzstrategie: Bestimmen der Dicken - und Breitensequenzen Auswahl der Kaliber Festlegung der Kaliberreihenfolge Iba-Tag 2010, , Dr. Krumbach, 13

14 Modernisierung Blockstraße Freital Walzkraftmessung (Inbetriebnahme August 2009): Keine herkömmlichen Kraftmessdosen sondern induktive Kraftaufnehmer (Ausnutzung des Prinzips, dass sich die Permeabilität von magnetischem Material mechanischer Belastung ändert Iba-Tag 2010, , Dr. Krumbach, 14

15 Iba-Breitenmessung (Inbetriebnahme Oktober 2009) Messaufgabe Im oben beschriebenen Prozess soll die Materialbreite mit einer Genauigkeit von +/- 0,5mm oder besser gemessen werden. Die Messung muss den gesamten Arbeitsbereich von ca. 2m (X-Achse) abdecken. Je nach Stichabnahme, Kaliberfüllgrad und Material entsteht eine, über die Materialdicke ungleichmäßige Breitung. Abbildung 2: Materialquerschnitte bei unterschiedlicher Breitung B B B Kaliberfüllung <= 100% Kaliberfüllung <= 100% Kaliberfüllung > 100% Als Minimalanforderung muss die maximale Breite zuverlässig erfasst werden. Dabei ist zu beachten, dass die Lage der maximalen Breite von der Materialdicke abhängt, welche sich in jedem Stich ändert. Ideal wäre eine Erfassung der Breitenkontur durch mehrere Messpunkte über die Materialdicke. Während des Walzprozesses ist das Material laufend in Bewegung. In Walzrichtung (Y-Achse) erfolgt die Bewegung mit der Walzgeschwindigkeit, in X-Achse über die Lineale mit einer Geschwindigkeit von 1-2 m/s. Das Messsystem muss das bewegte Material mit der oben genannten Genauigkeit vermessen. Iba-Tag 2010, , Dr. Krumbach

16 Iba-Breitenmessung, Sensorik Ultraschall Laser Lichtschnittverfahren Betriebstastweite mm Ultraschallfrequenz 120 khz Auflösung 1 mm Reproduzierbarkeit ± 0,15 % von Endwert (entspricht ± 5mm) Genauigkeit 2 % von Endwert (entspricht 68mm) Messbereich / Genauigkeit grenzwertig, Höhenverstellung erforderlich Von UNI Mainz / FH Wiesbaden empfohlen Genauigkeit ± 0,5mm Keine Höhenverstellung 3D-Vermessung Laserlinie am glühenden Block? Zu ungenau, scheidet aus Iba-Tag 2010, , Dr. Krumbach

17 Iba-Breitenmessung, Auslegung Iba-Tag 2010, , Dr. Krumbach

18 Iba-Breitenmessung, Implementierung Iba-Tag 2010, , Dr. Krumbach

19 Iba-Breitenmessung, Ergebnisse: +/-0,3mm über gesamte Rollgangsbreite Iba-Tag 2010, , Dr. Krumbach

20 Modernisierung Blockstraße Freital IbaNeuroNet (Inbetriebnahme August 2010): Level 2 System. Sollwertkorrektur Walzstrategie Stichplanvorausberechnung Stichplanwiederberechung Stichplanneuberechnung Ablaufsteuerung Messwerterfassung Iba-Tag 2010, , Dr. Krumbach, 16

21 Modernisierung Blockstraße Freital Inbetriebnahme neues Materialverfolgungs- und Level 2-Systems sowie Ofenoptimierungsprogramm: -> systemübergreifende Prozess- und Qualitätskontrolle realisiert durch Mea Engineering GmbH, Leipzig Iba-Tag 2010, , Dr. Krumbach, 17

22 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit Iba-Tag 2010, , Dr. Krumbach, 18