stahlmarkt 01.2017 (Januar)

38 K Messen, Prüfen, Inspizieren – Qualität
Laser als wirtschaftliche Alternative
Dickenmessung beim Kaltwalzen von Band unter extremen Bedingungen
Hagen/Iserlohn. Das neue Dicken-Messsystem »VTLG« von Vollmer
hat die Feuerprobe bestanden: An einem 20-Rollen Kaltwalzgerüst der
Philipp Boecker + Wender Stahl GmbH & Co. KG (BWS) misst es die
Banddicke in unmittelbarer Nähe des Walzspaltes unter extremen
Bedingungen. Trotz hoher Bandtemperaturen und dichten Ölnebels
erzielt es eine Messgenauigkeit von ± 1 μm.
BWS stellt in seinem Präzis-Walzwerk
am Standort Hagen-Hohenlimburg Band
aus Edelstahl und Sonderwerkstoffen mit
einer Breite von bis zu 400 mm her. Das Produktspektrum
umfasst unter anderem Band
mit einer Dicke von 4 mm bis herunter zu
50 μm, auf Anfrage bis 20 μm. Für das Kaltwalzen
verwendet BWS ein 20-Rollengerüst
(Bild 1).
Das Unternehmen produziert Produkte,
die auch in Bezug auf die Banddicke höchste
Präzision erfordern. Für Berstscheiben
oder Rollfedern zum Beispiel fordern die
Kunden das Einhalten einer Dickentoleranz
im Bereich weniger Mikrometer. Auch für
Band, das für Produkte der Medizintechnik
verwendet wird, sind bei einer Dicke von
50 μm Toleranzen im Bereich von ± 2 μm
einzuhalten. Die Genauigkeit der Dickenmessung
muss also ± 1 μm betragen.
Das Ziel: Präzise, wirtschaftliche
Dickenmessung
BWS hat seit Jahrzehnten an allen Walz- und
Streckbiege-Richtanlagen taktile Dickenmesssysteme
von Vollmer im Einsatz, die die
geforderte Genauigkeit zuverlässig erreichen.
Die mechanischen Geräte am Kaltwalzgerüst
hatten jedoch das Ende ihrer
wirtschaftlichen Lebensdauer erreicht und
erforderten hohen Wartungsaufwand.
Außerdem konnten die Systeme nicht über
die Breite des Bandes traversiert werden, so
war die Messung der Form der Vorprodukte,
zum Beispiel der Keiligkeit, nicht möglich.
Nach jahrzehntelangem Betrieb war also
der Zeitpunkt gekommen, konkret über
die Weitentwicklung der Dickenmessung
nachzudenken. Eine Komplettmodernisierung
wäre möglich gewesen, BWS suchte
jedoch nach einer zukunftsweisenden
Alternative.
Von vornherein war klar, dass nur eine
berührungslose Technik infrage kam. Beim
Abwägen zwischen Isotopen-, Röntgenund
Lasertechnik fiel die Entscheidung
schnell zugunsten des optischen Verfahrens,
denn es arbeitet unabhängig von der Legierung
des Materials. Auch die Kosten für die
Beschaffung, den Betrieb und den Aufwand
für den Arbeitsschutz sprachen für die optischen
Systeme.
Herausfordernde Bedingungen
Dem Einsatz von Lasern standen jedoch die
Bedingungen im Walzgerüst entgegen – der
Einbauraum war sehr eingeschränkt. Auf
jeder Seite des Walzspaltes war der einzige
mögliche Einbauort jeweils zwischen den
Ölabstreifern und den Planheitsmessrollen
– also dort, wo sich die taktilen Dickenmesssysteme
befanden. Für den Einbau standen
an dieser Stelle lediglich 200 mm in Walzrichtung
zur Verfügung.
Außerdem entsteht bei Bandtemperaturen
bis zu 80 °C und Bandgeschwindigkeiten
bis zu 650 m/min ein dichter Ölnebel,
der die freie Sicht auf die Bandoberfläche
erheblich einschränkt. Darüber hinaus ist die
Umgebungstemperatur in der Nähe des
Walzspaltes hoch und aufgrund der räumlichen
Enge ist es schwierig, Messsysteme
ausreichend von außen zu kühlen.
Mit dem neuen optischen Dickenmesssystem
»VTLG« hat Vollmer den Nachweis
erbracht, dass das System auch unter extremen
Bedingungen präzise und zuverlässig
arbeitet. Seit Juni 2016 sind zwei Systeme
in die hochdynamische Dickenregelung des
Gerüstes integriert.
Erste Erfahrungen
Die Ergebnisse zeigen, dass die Systeme
auch unter den extremen Bedingungen in
unmittelbarer Nähe der Ölabstreifer die ge -
Die Technik im Detail
Das neue Banddickenmessgerät VTLG arbeitet
nach dem Prinzip der Lasertriangulation. Es zeichnet
sich besonders durch seine robuste Konstruktion
aus: Obwohl es optische Komponenten enthält,
kann es in unmittelbarer Nähe des Walzspaltes
in das Walzgerüst eingebaut werden. Auch
unter derart widrigen Umständen erzielt es eine
Qualitätssicherung. Mit einer internen Messrate
ein Signal im Millisekundenbereich, das die hoch-
Scherenlinien. Vollmer bietet unterschiedliche
Messbereiche von 0,015 bis 12,0 mm Dicke. Mit
Maulweiten des C-Rahmens von 125 oder 285 mm
typ
zwischen 400 und 1.200 mm. Je nach Mess-
schen
160 und 200 mm.
stahlmarkt 1.2017