Realtidsmätningar i metallurgiska processer - CONSENSO

En god processkontroll är avgörande för kvalitet, effektivitet och säkerhet vid framställning och bearbetning av metall, men att utveckla mätsystem för denna miljö är en utmaning. Höga temperaturer och en frätande och smutsig atmosfär ställer höga krav på de sensorsystem som används.  

En typisk metallurgisk process övervakar idag temperaturen med hjälp av termoelement, i detta fall en sensor för engångsbruk. Den kemiska sammansättningen studeras typiskt med hjälp av provtagning och kemisk analys i laboratorium. Båda dessa mätmetoder ger en ögonblicksbild av temperatur och material vid den tidpunkt och på den plats där provet togs. Det ges ingen information om variationer i temperatur och sammansättning över tid och över smältan.

Möjligheterna att kontinuerligt, och i realtid, övervaka dessa parametrar är av stort intresse i metallurgisk industri. Kontinuerliga realtidsmätningar av temperatur och kemisk sammansättning i smält metall skulle kunna bidra till högre effektivitet (tex lägre energiförbrukning, lägre råmaterialåtgång), bättre stålkvalitet, högre säkerhet och eventuellt också på sikt ge bättre möjligheter att använda återanvänt material i processerna.

RISE och samarbetspartners har tidigare utvecklat system för kontinuerlig övervakning av temperatur och kemi, speciellt anpassade för metallurgiska processer.

Kontinuerlig temperaturmätning: BST (bredbandig spektral termometer) är en metod där processtrålning från smältan samlas upp och genom analys av dess optiska spektrum kan processtemperaturen bestämmas. Principen är densamma som för pyrometrar, men med den viktiga skillnaden att BST analyserar ett brett optisk spektrum vilket gör tekniken avsevärt mycket mer robust, och möjliggör mätningar i miljöer och processer där pyrometrar ej kan användas. BST kan även ge annan viktig information från processen, t.ex förekomst av alkalier. Genom att använda fiberoptik kan processtrålningen samlas upp direkt från processen. Läs mer om BST 

Kontinuerlig analys av kemisk sammansättning: LIBS är en väletablerad metod att analysera kemiskt innehåll i material. En laserpuls med hög energi skjuts på det material som ska analyseras. Laserljuset skapar ett lokalt plasma där materialets innehåll avslöjas genom specifika linjer i plasmats spektrum. Läs mer om LIBS

I detta projekt togs nästa steg mot kommersialisering av dessa mätsystem. Internationellt ledande metallurgisk industri, italienska Zanardi och svenska Sandvik Materials (numera Alleima), testade systemen i sina metallurgiska processer och Agellis (numera en del av RHI Magnesita), ett svenskt mätteknikbolag med ledande lösningar för metallurgisk industri, validerade den kommersiella potentialen.  

Projektet har fått finansiering från EIT RawMaterials, initierat och finansierat av European Institute of Innovation and Technology (EIT), ett organ inom Europeiska unionen, under Horisont 2020, EU: s ramprogram för forskning och innovation.