3D-Kamera überwacht Zustand eines Aluminiumschmelzofens
Das Institut für Integrierte Produktion Hannover arbeitet derzeit daran, mit einer 3D-Kamera den Zustand eines Aluminiumschmelzofens zu überwachen. Durchaus eine Herausforderung, denn in dessen Inneren herrschen bis zu 1.000 Grad Celsius.
In einem aktuellen Forschungsprojekt sollen Versuche an einem Schmelzofen durchgeführt werden, dessen Schmelzbad bis zu 5 Tonnen flüssiges Aluminium aufnehmen kann. Bis ein kompletter Block geschmolzen ist, kann es allerdings bis zu einer Dreiviertelstunde dauern.
Um neues Material einzusetzen, wird die Tür geöffnet. Dies führt zu Energieverlust und Sauerstoffeintrag. Bis dato kann der optimale Zeitpunkt nicht bestimmt werden. Man müsste also in den Ofen schauen können, ohne die Tür zu öffnen, um den Energieverlust und Sauerstoffeintrag so gering wie möglich zu halten; beispielsweise mit einer Kamera oder Sensoren.
Daran arbeiten Wissenschaftler aus Hannover, Bremen und Freiberg gemeinsam mit der ZPF GmbH als Anlagenhersteller und der Borbet Thüringen GmbH als Anlagenbetreiber.
Die Herausforderung: Im Ofen herrschen Temperaturen zwischen 700 und 1.000 Grad Celsius. „Bei dieser Hitze würde auch jede Kamera und jeder Sensor schmelzen“, sagt Sara Mohammadifard, Maschinenbauingenieurin und Mitarbeiterin am Institut für Integrierte Produktion Hannover (IPH) gGmbH.
Mohammadifard ist es aber bereits gelungen, ein 3D-Kamerasystem zu entwickeln, das von oben in den Schmelzschacht schauen kann. Damit die Elektronik nicht schmilzt, hat sie die 3D-Kamera außerhalb des Ofens angebracht. Eine kleine Klappe öffnet sich für einen sehr kurzen Zeitraum und die Kamera nimmt ein dreidimensionales Bild auf.
Prinzipiell ist durch dieses Messverfahren der Energieverlust wesentlich geringer als durch das Öffnen der großen Tür. „Durch diese Maßnahme und die Verwertung der Messdaten in der Anlagensteuerung kann die Energieeffizienz um bis zu 15 Prozent gesteigert und die Schmelzzeit reduziert werden“ sagt Sven-Olaf Sauke von der ZPF GmbH, der im Forschungsprojekt eng mit dem IPH zusammenarbeitet.
Um diesen Wert noch zu verbessern, entwickelt Mohammadifard die Überwachungstechnik im neuen Forschungsprojekt „Effizienzsteigerung eines Aluminiumschmelzofens (ALSO 4.0)“ weiter.
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