Von der Messung zur Rendite: Wie EMG IMPOC den ROI in der Stahlproduktion steigert

EMG IMPOC deckt ein breites Materialspektrum von IF-Stählen, Dualphasenstählen, TRIP-Stählen und AHSS-Sorten der 3. Generation mit Zugfestigkeitswerten bis zu 1600 MPa ab. Das System kann bei Produktionsgeschwindigkeiten von bis zu 900 m/min für Materialstärken bis zu 3 mm und bei Produktionsgeschwindigkeiten von bis zu 600 m/min für dickeres Material bis zu 6 mm eingesetzt werden.

Anwendungsbereiche
Betrachtet man die Art der Produktionslinien für den Einsatz von EMG IMPOC, so zeigt sich, dass es sich in gut 60 % der Fälle um Feuerverzinkungslinien handelt, ca. 20 % sind Glühlinien, knapp 10 % sind Beizlinien und die restlichen 10 % sind Weiterverarbeitungslinien.

Analysiert man den Einsatz in Feuerverzinkungsanlagen und anderen Anlagen genauer, so zeigt sich eine ganze Reihe unterschiedlicher wertschöpfender Faktoren. Die wichtigsten sind:

• Reduzierung der zerstörenden Prüfung
• Reduzierung von Materialverlusten und Abwertungen sowie Minimierung von Ausschuss
• Reduzierung der Kosten für den Einsatz von Inspektionslinien
• Verringerung unnötiger Verpackungsprozesse (je nachdem, wie lange es dauert, bis die Ergebnisse der zerstörenden Prüfung vorliegen) 
• höhere Ausbeute und enorme Kostensenkung in der Entwicklungsphase neuer Stahlsorten
• Reduzierung von unnötiger Weiterverarbeitung in nachgelagerten Prozessen aufgrund ungeeigneter Materialeigenschaften
• und nicht zuletzt eine deutlich geringere Zahl von Qualitätsbeanstandungen und Endkundenreklamationen.

Heute sind rund 80 EMG IMPOC-Anlagen in HDG-, CAL-, Beiz- und Verzinnungslinien sowie Presslinien in der Automobilindustrie im Einsatz. In dieser Hinsicht hat sich EMG IMPOC in den letzten 2 Jahrzehnten zu einem Quasi-Standard für die ferromagnetische Flachstahlproduktion entwickelt.

Aber warum ist der EMG IMPOC ein so leistungsfähiges Instrument zur Generierung von ROI?
Wie der Leser vielleicht bereits weiß, erlaubt EMG IMPOC keine direkte Messung von Materialeigenschaften (d.h. Zugfestigkeit und Streckgrenze). Der eigentliche EMG IMPOC-Messwert ist der Gradient der magnetischen Restfeldstärke in A/m² auf der Ober- und Unterseite des Stahlbandes (der sogenannte IMPOC-Rohwert). Ausgehend von diesem Rohwert können dann die mechanischen Parameter des Stahlbandes (d. h. Zugfestigkeit und Streckgrenze) durch Korrelationen mit den Ergebnissen der zerstörenden Prüfung und mathematische Modellierung diesem Gradienten zugeordnet werden, wobei die Stahlgruppe, die Banddicke, der Dressiergrad und der Streckgrad entweder in Kombination oder einzeln berücksichtigt werden.

Auch ohne mathematische Modellierung liefert EMG IMPOC wertvolle Daten – Blinde werden sozusagend sehend!
Der IMPOC-Rohwert kann unmittelbar nach dem Einbau über die gesamte Bandlänge gemessen werden und ermöglicht so eine relative Aussage über das Festigkeitsverhalten über die gesamte Bandlänge.
Das Bild zeigt eine typische Kurve für den Rohwert der IMPOC-Messung über die Bandlänge.

In diesem Diagramm zeigt die typische Badewannenform den Einfluss des unterschiedlichen Kühlschemas am Anfang und Ende des Bandes aufgrund des Aufhaspelns am Ende des Warmwalzprozesses. Der Grad des Streckgrads im Streckbiegerichter ist in diesem Zeitraum unverändert. Die Schwankungen des IMPOC-Rohwerts über die Bandlänge liegen in diesem speziellen Fall in der Größenordnung von 10 %. Dadurch werden Prozessabweichungen und selbst kleine Differenzen sichtbar und ermöglichen angemessene und sofortige Reaktionen. Die Hersteller müssen nicht auf die Ergebnisse zerstörender Prüfungen warten, die erst Stunden später vorliegen, und intensive zerstörende Prüfungen können reduziert werden; ein unschätzbarer Vorteil bei der Entwicklung neuer Werkstoffe, insbesondere bei AHSS (Advanced High Strength Steels). Die Ergebnisse liegen sofort vor, oder anders ausgedrückt, "bisher Blinde werden sehend!".

Prozessoptimierung auf der Grundlage von EMG IMPOC-Messungen in der Beizlinie 
Beizanlagen sind das erste Element in der Prozesskette, um Abweichungen von den gewünschten Materialeigenschaften festzustellen. Eine große Anzahl von Anwendern in Beizanlagen kommt mit der oben beschriebenen Beobachtung relativer Veränderungen des IMPOC-Rohwertes aus, da zerstörende Prüfergebnisse in Beizanlagen nicht (oder in geringerer Menge) zur Verfügung stehen. Für diejenigen, die einen Schritt weiter gehen wollen, hat EMG "Standardkoeffizienten" für Regressionsmodelle generiert, die in Beizanlagen angewendet werden können. Langzeitanalysen haben gezeigt, dass diese "Standardkoeffizienten (EMG IMPOC​​​​​​​​​​​​​​ express)" absolute Werte für die Zugfestigkeit liefern, die sich von den relativen Veränderungen in vollwertigen Modellen nur im Bereich von +-5 % unterscheiden. Am Ende erhält der Anwender einen perfekten Überblick über die relativen Veränderungen der Zugfestigkeit über die Bandlänge und eine gute Indikation der absoluten Werte. Sofortige Reaktionen auf Bandfreigabe oder Bandblockade oder Alarme bei Abkühlungsproblemen im Warmwalzwerk sind daher eine direkte Folge der Anwendung von EMG IMPOC​​​​​​​ in Beizlinien. Auch für diese Anwendung ist keine weitere Modellentwicklung erforderlich, und der Anwender erhält die Ergebnisse sofort nach Inbetriebnahme des Systems.

Zum Schluss
Der genaue monetäre Wert der EMG IMPOC​​​​​​​​​​​​​​-Anwendung hängt natürlich stark vom spezifischen Anwendungsszenario für die gewählte Produktionslinie ab. EMG bietet mehrere Möglichkeiten, Sie bei der Berechnung des eigenen möglichen ROI durch den Einsatz von EMG IMPOC​​​​​​​​​​​​​​ zu unterstützen: EMG bietet dazu direkte Beratung und EMG IMPOC​​​​​​​​​​​​​​-Workshops mit einem standardisierten ROI-Berechnungsschema gerne an. Wenn Sie an letzterem interessiert sind, senden Sie bitte eine kurze, formlose E-Mail an franziska.kneisel@emg-automation.com​​​​​​​. Wir unterstützen Sie gerne, wann und wo immer Sie wollen, digital oder in Vor-Ort-Terminen.