Die stille Bedrohung für die Metallproduktion: Fehlausrichtung in Beiz- und Glühlinien

Die Ausrichtung in der Metallproduktion wird oft als selbstverständlich angesehen – bis sie es nicht mehr ist. Die meisten Fachleute bemerken die Ausrichtung erst, wenn sie die Folgen einer falsch ausgerichteten Maschine sehen. Diese beginnen oft subtil. Eine Fehlausrichtung kann zu unsymmetrischer Bandspannung und unvorhersehbaren Bandbewegungen führen, die die Prozesseffizienz allmählich beeinträchtigen. Die ersten Anzeichen können geringfügig sein: eine leichte Abweichung in der Banddicke oder subtile Spurführungsprobleme, die nicht sofort auf ein systemisches Problem hindeuten.

Erfahrene Fachleute wissen jedoch, dass das Ignorieren dieser Frühindikatoren eine Kaskade von Komplikationen nach sich ziehen kann: abgelehnte Chargen, erhöhter Materialabfall oder sogar ungeplante Ausfallzeiten, die den Produktionsplan stören und die Rentabilität beeinträchtigen.

Auswirkungen von Fehlausrichtungen auf Beiz- und Glühprozesse

Beiz- und Glühlinien mit ihren aufeinander abgestimmten Prozessen sind auf präzise Abstimmung angewiesen, um Effizienz und Produktqualität zu gewährleisten. Die beim Beizen erzielte Oberflächenvorbereitung beeinflusst direkt die Fähigkeit des Glühens, die Mikrostruktur zu verfeinern und die gewünschten Materialeigenschaften zu erreichen. Zusammen stellen diese Prozesse sicher, dass Metallprodukte nicht nur optische und strukturelle Standards erfüllen, sondern auch für anspruchsvolle Folgeanwendungen optimiert sind, bei denen Konsistenz und Zuverlässigkeit unerlässlich sind. Ihre Integration in Produktionslinien unterstreicht die Bedeutung von Präzision in jeder Phase, da Fehler in einem Prozess unweigerlich den Erfolg des anderen beeinflussen.

Fehlausrichtungen treten häufig am stärksten in den Ein- und Auslaufhaspeln auf, wo es zu asymmetrischen Wicklungen, Bandbewegungen und Rückspulproblemen kommt. Beim Beizen kann eine Fehlausrichtung der Walzen zu einer ungleichmäßigen Säurebelastung der Metalloberfläche und damit zu einer ungleichmäßigen Reinigung führen. Diese Abweichung beeinträchtigt die Oberflächenqualität des Bandes und kann zu Fehlern in nachfolgenden Produktionsschritten führen.

Der Glühprozess hingegen beruht auf gleichmäßiger Erwärmung, um die Mikrostruktur des Metalls so zu verändern, dass gewünschte Eigenschaften wie Duktilität und Festigkeit erreicht werden. Falsch ausgerichtete Walzen können den Materialfluss stören und die Temperaturverteilung verändern, was zu Schwankungen in Härte und Duktilität des Metalls führt und somit die Falzproduktion beeinträchtigt. Solche Inkonsistenzen mindern nicht nur die Produktqualität, sondern können auch kostspielige Nacharbeiten erforderlich machen oder sogar zu Ausschuss führen.

Die direkte Auseinandersetzung mit diesen Ausrichtungsproblemen unterscheidet reaktive Wartung von proaktiver Qualitätssicherung. Durch die frühzeitige Behebung von Fehlausrichtungen können Teams die Produktion im Zeitplan halten und kostspielige Störungen vermeiden.

Die interne Korrektur von Fehlausrichtungen ist nicht so einfach, wie es scheint

Bei Fehlausrichtungen kann die interne Behebung weitaus schwieriger sein, als es zunächst scheint. Abweichungen sind meist so klein, dass sie kaum zu erkennen sind – manchmal nur Bruchteile eines Zolls, die nur mit Superheldenaugen zu erkennen sind. Das Korrigieren dieser winzigen Abweichungen, insbesondere bei Rollen in engen Räumen, kann selbst die erfahrensten Techniker an ihre Grenzen bringen, sodass herkömmliche Methoden oft nicht ausreichen.

Ein Beispiel hierfür ist die Theodolitenmethode. Diese Geräte nutzen zwar Laser zur Positionsmessung, können aber nur zwei Achsen – horizontal und vertikal – messen. Dadurch können Techniker die relative Position von Walzen in unterschiedlichen Höhen nicht bestimmen. Erschwerend kommt hinzu, dass die Methode eine direkte Sichtlinie über die gesamte Länge der Walze erfordert. Da Walzen typischerweise in geschlossenen Räumen montiert sind, ist für den Zugriff oft die Demontage und Neumontage umgebender mechanischer Teile erforderlich, was die Ausfallzeiten erheblich verlängert.

Die manuelle Messung mit einem Theodoliten stellt eine zusätzliche Herausforderung dar. Techniker müssen jede Messung manuell aufzeichnen und nach der Messung eine enorme Datenmenge analysieren, um problematische Walzen zu identifizieren. Dieser Prozess ist nicht nur zeitaufwändig, sondern auch anfällig für Ungenauigkeiten, was selbst nach Anpassungen häufig zu wiederkehrenden Ausrichtungsproblemen führt.

Auch viele andere optische Instrumente benötigen freie Sicht und optimale Umgebungsbedingungen, um präzise Ergebnisse zu liefern. In vielen Anlagen sind die Walzen jedoch Temperaturschwankungen, Vibrationen und eingeschränkter Zugänglichkeit ausgesetzt, was manuelle Messungen unzuverlässig macht. Hinzu kommen die erheblichen Ausfallzeiten für Einrichtung, Messung und Nacharbeit. Es ist klar, warum interne Korrekturen das Problem oft nicht vollständig lösen.

Bei anspruchsvollen Prozessen wie dem Beizen und Glühen, bei denen Präzision die Produktqualität bestimmt, erfordert das Erreichen einer echten Ausrichtung mehr als nur Aufwand – es erfordert die Geschwindigkeit, Genauigkeit und Zuverlässigkeit fortschrittlicher Lösungen wie ParAlign.

Wie ParAlign Präzision in die Metallproduktion bringt

Anlagenteams können sich auf das Team der ParAlign Roll Alignment Services verlassen, das für eine präzise Rollenausrichtung sorgt, unerwartete Produktionsprobleme verhindert und den Teams hilft, das Vertrauen in ihren Arbeitsablauf aufrechtzuerhalten.

Jedes ParAlign-Gerät verfügt über dreiringige Laserkreisel, die Messungen im dreidimensionalen Raum (Roll-, Nick- und Gierwinkel) durchführen, um die Parallelität der Rollen zu ermitteln. Die Auflösung der Laserkreisel beträgt 0.004 mm/m und die Messgenauigkeit für die Zylinderausrichtung 0.05 mm/m.

ParAlign-Messungen erfolgen stets relativ zu einer Referenzwalze (blau dargestellt in der Abbildung unten). Anschließend messen Techniker mit dem Gerät die anderen Walzen in der Anlage, indem sie es mindestens 20 Grad um den Umfang einer Walze drehen und so Hunderte von Messpunkten auf deren Oberfläche erfassen. Das Gerät berechnet die Winkelposition der Rotationsachse der Walze, und die Ergebnisse werden sofort drahtlos an einen Computer übertragen. Sobald jede Walze gemessen ist, wird in der Software eine grafische Darstellung angezeigt, wobei „Rot“ eine Fehlausrichtung anzeigt. So können Techniker die notwendigen Korrekturen mit Präzisionsscheiben und Messuhren erkennen.(Klicken Sie hier, um ein Video des Vorgangs anzusehen).

Präzision in der Praxis: Die nachgewiesenen Ergebnisse von ParAlign

Ein ParAlign-Kunde, der eine Verzinkungsanlage für Bleche mit Glühofen und Säurebad betreibt, verzeichnete alle 20 Stunden ungeplante Ausfallzeiten – 300 % häufiger als üblich. Um die Ursache zu finden, beauftragte das Team ParAlign mit einer umfassenden Ausrichtungsanalyse.

Optische Messmethoden waren für weite Teile der Anlage nicht möglich, da die meisten Bereiche umschlossen sind und keine Sicht zwischen den Walzen besteht. Da ParAlign für die Messung keine direkte Sichtverbindung benötigt, konnten Servicetechniker die Walzen von der Rolle bis zum Glühofen in nur vier Stunden problemlos vermessen.

Messungen von ParAlign zeigten, dass die Ausrichtung zwischen bestimmten Rollen deutlich abweicht. So wiesen die Lenkrollen sieben und acht einen horizontalen Versatz von ca. 0.08 Zoll (2 mm) relativ zueinander, wodurch die im Betrieb wichtige Parallelität gestört wird. Diese Fehlausrichtung bei S-Walzenpaaren, die mit Blech umwickelt sind, kann erhebliche Seitenkräfte erzeugen. Selbst bei minimalem Versatz können diese Kräfte die Qualität des verarbeiteten Materials beeinträchtigen.

Diese Erkenntnisse lieferten die nötige Klarheit für gezielte Anpassungen und ebneten den Weg für eine verbesserte Betriebsstabilität und reduzierte Ausfallzeiten.

Die wahren Kosten einer übersehenen Ausrichtung

Fachleute in der Metallverarbeitung wissen, dass für gleichbleibende Qualität und hohen Durchsatz höchste Sorgfalt erforderlich ist. Proaktive Präzisionsprüfungen der Walzenausrichtung mit den ParAlign Roll Alignment Services, die während geplanter Ausfallzeiten durchgeführt und in vorbeugende Wartungsprogramme integriert werden, können selbst Millimeterabweichungen korrigieren, bevor sie zu kostspieligen Störungen führen.

In einer Branche, in der jede Millisekunde zählt, ist proaktive Ausrichtung nicht nur Wartung – sie macht den Unterschied zwischen dem Erreichen und Übertreffen von Quoten. Halten Sie Ihre Linien klar, und Ihr Geschäftsergebnis wird folgen.