Berührungslose Infrarot-Temperaturüberwachung im Aluminiumwalzprozess

Herausforderungen bei der Infrarot-Temperaturmessung in Aluminiumwalzprozessen

Der Aluminiumwalzprozess ist ein entscheidender Schritt in der Aluminiumherstellung, bei dem eine präzise Temperaturmessung unerlässlich ist, um eine hohe Produktqualität sicherzustellen und die Anlagen zu schützen. Dieser Prozess, bei dem Aluminiumbleche durch verschiedene Verfahren wie Kaltwalzen, Direktguss oder Strangguss hergestellt werden, spielt eine grundlegende Rolle bei der Bestimmung der endgültigen Materialeigenschaften.

Während des Prozesses werden Aluminiumblöcke oder -knüppel je nach den gewünschten Materialeigenschaften entweder kalt oder warm umgeformt. Das Kaltwalzen erhöht die Festigkeit und Härte des Aluminiums durch Veränderungen in der Mikrostruktur, macht es jedoch gleichzeitig spröder. Im Gegensatz dazu erhält das Warmwalzen, das je nach Legierung bei Temperaturen zwischen 260 °C und 510 °C durchgeführt wird, die Duktilität des Materials, indem es eine Kaltverfestigung verhindert. Während das Aluminium das Walzwerk durchläuft, schwankt seine Temperatur erheblich – vom anfänglichen Vorheizen bei etwa 200 °C über etwa 450 °C beim Eintritt in das Walzwerk bis unter 100 °C beim Austritt.

Eine der größten Herausforderungen in diesem Prozess ist die präzise Temperaturmessung von Aluminium, insbesondere aufgrund seiner stark reflektierenden Oberfläche. Aluminium ist für Infrarotkameras schwer messbar, da es im Infrarotbereich eine geringe Emissivität und eine hohe Reflektivität aufweist. Besonders bei polierten oder glänzenden Oberflächen liegt die Emissivität sehr niedrig – typischerweise zwischen 0,02 und 0,1 bei langwelligen Infrarotgeräten. Diese geringe Emissivität bedeutet, dass Aluminium im Vergleich zu anderen Materialien nur wenig Infrarotstrahlung emittiert, was die präzise Temperaturerfassung mit langwelligen Infrarotkameras erschwert. Zudem kann sich die Emissivität mit der Temperatur verändern, was die genaue Messung weiter verkompliziert. Kurzwellige Infrarotkameras, die in der Regel für höhere Temperaturbereiche ausgelegt sind, sind wiederum oft nicht mit den typischen Verarbeitungstemperaturen von Aluminium kompatibel und daher weniger geeignet.

Optimales Aluminium-Kaltwalzen durch kostengünstige Temperaturüberwachung mit Keilmessverfahren

Für die Herstellung hochwertiger Walzprodukte ist die präzise Temperaturregelung entscheidend. Nur wenn die erforderlichen Temperaturen genau eingehalten werden, lassen sich Produktqualität und Anlagensicherheit gewährleisten. Diese Anwendung eignet sich ideal für das Keilmessverfahren, das entweder am Aufwickler oder zwischen Walze und Produkt während des Walzprozesses eingesetzt wird. Es beseitigt die Herausforderungen durch niedrige Temperaturen, variable Emissivität und Hintergrundreflexionen. Dadurch kann der Hersteller eine kontinuierliche Prozess-Temperaturüberwachung implementieren. Das System erfasst Temperaturänderungen während des gesamten Prozesses in Echtzeit, ermöglicht sofortige Korrekturen und unterstützt die Dokumentation von Prozess- und Werkzeugtemperaturen. So werden wertvolle Einblicke in die Produktion gewonnen und eine geschlossene Regelung für automatische Anpassungen ermöglicht, die optimale Bedingungen sicherstellt und Abweichungen vermeidet.

Jede langwellige Optris-Kamera kann den Keileffekt nutzen, um die Bandtemperaturen beim Kaltwalzen und Aufwickeln präzise zu messen. In dieser Anwendung bietet die autonome Wärmebildkamera der Xi-Serie mehrere Schnittstellenoptionen, sodass sie sich problemlos in neue oder bestehende Prozessleitsysteme integrieren lässt. Im Gegensatz zu anderen Lösungen am Markt ist keine spezielle Software oder Wellenlängenauswahl erforderlich – Optris Infrarotkameras erfassen den Keileffekt zuverlässig und zu einem erschwinglichen Preis.