Modernisierung eines Kaltbandwalzgerüstes

• Förderung: Förderung in 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 508163483

Umformtechnische Prozesse beinhalten komplexe Zusammenhänge von Anlagentechnik, Material- und Bedienverhalten über zahlreiche Prozessstufen hinweg. Der Bereich metallischer Halbzeuge zählt mit zu den energieintensivsten Bereichen und kann damit durch Digitalisierung und Optimierung einen wesentlichen Beitrag zur Energiewende leisten. Dem bereits laufenden industriellen Umbruch hin zu vollständig digitalisierten Prozessen mit selbstlernenden Anlagen bzw. Fabriken wurde am IMF bereits durch die vorangegangenen Modernisierungen und die Digitalisierung der Warmwalzanlagen Rechnung getragen (gegenwärtig Gießwalzanlagen, Warmwalzgerüste und Halbkontiwalzstraße des IMF). Um die Komplexität von ganzen integrierten Walzwerken und die Entwicklungsstrategien moderner Werkstoffkonzepte durch Kopplung von Warm- und Kaltwalzlinien inklusive der notwendigen Wärmebehandlungsstrategien abbilden und untersuchen zu können, bedarf es eines vollständig digitalisierten und anlagentechnisch modernisierten Kaltwalzgerüstes mit seinen Hilfsaggregaten. Ziel des Gesamtkonzeptes ist es, eine geschlossene Datenbasis für das Flach- und Profilwalzen zu erarbeiten und auch für andere Forschergruppen zur Verfügung zu stellen. Diese soll sowohl als Referenz- sowie als Trainingsbasis für modellbasierte Ansätze bzw. Deep Learning Algorithmen dienen. Da hierdurch keine Produktionsprozesse gestört werden, besteht am IMF die Möglichkeit, neue Einflussparameter zu erarbeiten (steigende Modellierungstiefe) und es können einzelne Aspekte für Prozessketten rund um das Warm- und Kaltwalzen einschließlich zugehöriger Wärmebehandlungen separat und vollständig untersucht und modelliert werden. Der vorliegende Antrag betrifft die notwendige Modernisierung und Erweiterung eines am Institut für Metallformung (IMF) der TU Bergakademie vorhandenen Kaltwalzgerüstes. Die Maßnahme soll unter Eigenregie des IMF erfolgen und beinhaltet auch Anlagenkomponenten, die am IMF in Eigenleistung entwickelt und hergestellt werden. Die apparateseitige Modernisierung der Anlage zielt in erster Linie auf die Erweiterung des Dickenspektrums auf den Bereich zwischen 15 und 0.05 mm Dicke (dünne Folien) und des Walztemperaturbereichs für das Kaltwalzplattieren und (Zieh-)Walzen von hochfesten oder schwer umformbaren Werkstoffen bis 400 °C Einsatztemperatur für Bleche, Streifen, Bänder und Profile hin. Neben der Modernisierung des Antriebskonzeptes von einem Kammwalzantrieb hin zu einem Mehrwalzenantrieb in Duo-, Trio- und Mehrwalzen-Anordnung soll eine Erneuerung der Steuer- und Regelungstechnik erfolgen und die Datenerfassung mittels des am Institut vorhandenen IBA-Systems auf den Stand der Technik gebracht werden. Damit soll das Kaltwalzgerüst in das digitale Konzept der Walzanlagen des IMF eingebunden werden. Für die neuen Steuerungs- und Regeleinheiten sind neue Schnittstellen zu schaffen, die es gestatten, die Walzanlage in dieses Konzept einzubinden.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: Modernisierung eines Kaltbandwalzgerüstes
• Gerätegruppe: 2120 Walzmaschinen, Hammerwerke und Schmiedepressen
• Antragstellende Institution: Technische Universität Bergakademie Freiberg
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Ulrich Prahl