Fast drei Jahrzente lang verrichtete bei der Aluminium Norf GmbH ein Isotopen-Dickenprofilmesssystem von IMS zuverlässig seine Dienste, bis es gegen ein Röntgen-Multikanalmesssystem – ebenfalls aus dem Hause IMS – ausgetauscht wurde. Ein anspruchsvolles Unterfangen, das sich auf vielen Ebenen gelohnt hat.
Qualitätssicherung im Aluminiumwalzwerk
Das Werkstoffverhalten sowie die mechanischen Abmessungen von gewalztem Aluminium müssen bis auf kleinste Toleranzen konstant sein. Nur so sind die steigenden Qualitätsansprüche der weiterverarbeitenden Kunden zu erfüllen. Notwendige Unterstützung bieten Messsysteme, die online – also im laufenden Prozess – detektieren und mit einem intelligenten Qualitätsmanagement- und Auswertsystem für eine exakte Anlagensteuerung ausgestattet sind. Bereits seit den 1980er Jahren bietet die IMS Messsysteme GmbH auch für Aluminiumwalzwerke eine Vielzahl berührungslos detektierender Messsysteme für unterschiedlichste Messaufgaben an.
Entwicklung vom Isotopen- zum Röntgenstrahl
Eines der populärsten Messsysteme ist sicher die Banddickenprofilmessung. In der Anfangszeit auf Americium-Isotopenmesssysteme beschränkt, befindet sich heute bereits die 4. Generation von Röntgen-Multikanalprofilmesssystemen im Einsatz. Der Vorteil von Röntgenstrahlung liegt dabei auf der Hand: Im Gegensatz zu Isotopenstrahlern, die lediglich abgeschirmt werden können, können Röntgenröhren komplett abgeschaltet werden. Nicht nur die erhöhten Sicherheitsmaßnahmen zu Wartungszwecken im Werk der Kunden entfallen somit, auch eine spätere Entsorgung der Messsysteme ist deutlich einfacher.
Ein Dinosaurier unter den Messsystemen
Dank hoher Lebensdauer und gleichbleibender Performance auch unter widrigsten Umgebungsbedingungenefinden sich heute noch zahlreiche Isotopenmesssysteme bei IMS-Kunden im Einsatz. So auch bis Ende 2019 bei der Aluminium Norf GmbH (Alunorf) in Neuss, die mit einer Kapazität von über 1,5 Mio. t produziertem Aluminium pro Jahr und mehr als 2.300 Mitarbeitern das nach eigenen Angaben weltweit größte Aluminiumwalz- und Schmelzwerk seiner Art ist.
Beeindruckende 27 Jahre verrichtete im dortigen Warmbandbereich ein Isotopen-Dickenprofilmesssystem von IMS zuverlässig seine Dienste. In der Vergangenheit mehrmals auf den neuesten Stand der Technik gebracht und unvermindert präzise, gab nach all den Jahren eher der Zustand des Messbügel-Gehäuses Anlass zur Sorge.
Umrüstung auf Röntgen – ja oder nein?
2017 begann man bei Alunorf konkret über die Umrüstung auf ein Röntgen-Dickenprofilmesssystem mit neuester Anwendungssoftware nachzudenken, die zu der Investition in den neuen Messbügel zusätzlich eine umfassende Umbaumaßnahme für dessen Einbau an dem entsprechenden Walzgerüst nötig machen würde. Mit der neuesten Röntgentechnik ausgestattet, sind die Abmessungen eines Multikanalprofilmesssystems deutlich größer, als die des Isotopen Vorgängers, während der vorhandene Einbaubereich in der Prozesslinie begrenzt bleibt. Eine konstruktive Herausforderung für beide Vertragsparteien.
Der Isotopenstrahler hat jetzt ausgedient
Einer der Hauptgründe für die positive Entscheidung für die Modernisierung war das Alter der radioaktiven Strahlenquellen. Nicht nur die regelmäßigen Prüfungen der Strahlenquellen auf ihre Dichtheit erforderten bis dato häufig externes Fachpersonal sowie entsprechend Zeit und waren kostenintensiv, sondern auch umweltpolitische Faktoren galt es mit in die Entscheidungsfindung einzubeziehen.
Nach 1,5 Jahren intensiver Planungsleistung und umfangreicher Umbaumaßnahmen an der Fertigstraße der Warmwalze durch die Alunorf, ist das neue IMS-Multikanalmesssystem seit Januar 2020 nach einer reibungslos erfolgten Inbetriebnahme fester Bestandteil der dortigen Qualitätssicherung.
Röntgen-Messsystem überzeugt auf voller Linie
Bereits nach nur 10 Monaten im laufenden Betrieb wird seitens des Kunden bestätigt, dass die Performance der Messgenauigkeit des neuen Röntgen-Dickenprofilmesssystems im Vergleich zu dem früheren Isoptopenmessystem um den Faktor 10 gesteigert werden konnte. Dicke und Dickenprofil lassen sich heute erheblich exakter regeln. Auch die Ausbringung wurde durch den Austausch der Messsysteme optimiert, bei einer gleichzeitigen Reduktion der Schrottquote und damit einer Verlustminimierung.
Sonderwünsche flexibel umgesetzt
Grundsätzlich sind zwar alle Messsysteme von IMS mit den Kunden abgestimmte Maßanfertigungen, aber ergänzend wird von Seiten Alunorfs besonders lobend auf die hohe Flexibilität von IMS in Bezug auf Sonderwünsche verwiesen. Denn durch die Verwendung von aggressiven Walzemulsionen war eine zwingende Voraussetzung, das Gehäuse aus einem speziellen Baustahl zu fertigen sowie Stoßstellen durch Spezialschweißnähte zu verschließen, um den Messbügel hermetisch gegen diese abzudichten.
Die äußerst beengten, baulichen Gegebenheiten vor Ort machten es zudem nötig, Türklappen für Wartungszwecken exakt nach Kundenwunsch zu platzieren. Auch eine speziell nach kundenspezifischen Anforderungen programmierte Software bekam Alunorf zu dem ebenfalls individuell gefertigten Messbügel geliefert.
Fazit: Welche Vorteile hat der Austausch gebracht?
Durch die überzeugende Performance des neuen IMS Multikanalprofilmesssystem der 4. Generation konnten die Messgenauigkeiten weiter optimiert werden, bei garantierter höchster, zeitlicher und lokaler Auflösung zur kontinuierlichen Dickenquerprofilmessung über die gesamte Bandlänge. Die umfassenden, im radiometrischen Messverfahren ermittelte Produktdaten bilden hier die Grundlage für eine optimierte Produktqualität durch die Datenrückmeldung an die übergeordnete Automatisierung. Und auch der Verantwortung gegenüber Mitarbeitern und der Umwelt wurde durch den Wechsel auf das Röntgenmesssystem Rechnung getragen.
