Diagnosemogelijkheden van slimme regelklep helpen stilstand vermijden

Geen omstandigheden waarin meet- en regelinstrumenten meer op de proef gesteld worden dan in een proces voor staalproductie. In de warmwalserij bij ArcelorMittal Belgium in Gent bewijst FOCUS-ON dat zijn slimme regelventielen werkelijk van geen kleintje vervaard zijn. Ze zorgen dat er net voldoende water tussen de plaat en de wals wordt gespoten om stalen coils te maken. De regelventielen bieden niet alleen betere controle, maar ook uitgebreide diagnosemogelijkheden, wat al meerdere productiestilstanden heeft voorkomen.

De dikke stalen plakken – maximaal 22 centimeter – die uit de staalfabriek komen, worden tijdens het walsen in de voorwalsgroep herleid tot ongeveer 3 centimeter waarna ze in de eindwalsgroep transformeren tot platen met een dikte die varieert tussen 1,25 millimeter en 13 millimeter. Op die manier kunnen ze op rollen – coils – gehaspeld worden om van daaruit naar de klant te vertrekken of verdere bewerkingen in de koudwalsafdeling te ondergaan. De warmwalserij bij ArcelorMittal Belgium is opgesplitst in twee automatiseringszones: ‘ovens-voorwals’ en ‘eindwals-haspels’. “Tijdens het eindwalsen is de pick-up een bijzonder tijdskritiek proces in de oppervlaktekwaliteit”, begint coördinator automatiseringstechnici eindwals-haspels Filip Vanhaelst. “De skinkoeling, in dit geval water, moet op het juiste moment tussen de plaat en wals terechtkomen. Gebeurt dat te laat, dan verbrandt de wals. Gebeurt dat te vroeg, dan zal je geen grip krijgen op de plaat om ze te walsen” 

Expertise gebundeld in slimme regelklep

In het verleden gebeurde dit met een losse regelklep en een debietmeter. “Een oplossing die te weinig diagnosemogelijkheden bood. We konden wel wat informatie puren uit de debietmeter, maar geen terugkoppeling over de stand of status van de klep. Daardoor merkten we defecten te laat op en ging er kostbare productietijd en product verloren”, vult industrieel regeltechnieker Niels Van De Walle aan. Tijdens een beursbezoek had het team van ArcelorMittal kennisgemaakt met een nieuw product, de slimme regelventielen van FOCUS-ON. FOCUS-ON is een joint venture tussen KROHNE en SAMSON. Beide bedrijven legden hun uitgebreide kennis en ervaring samen om tot een regelklep te komen waarin de debietmeting al geïntegreerd zit. “Samen kunnen ze met één product regelloop opbouwen en in stand houden”, legt FOCUS-ON business development en marketing manager George Borst uit. “Het in stand houden gebeurt op basis van geïntegreerde diagnostische modellen zoals cavitatie, flashing, slijtage maar ook simpele data zoals het trenden van flowwaardes en de druk, waardoor de klep snel inzicht kan geven in procesveranderingen of klepdiagnose.” 

Extreme eisen, goede resultaten

Het potentieel was meteen duidelijk. Er werd een proefopstelling naast de bestaande klep gebouwd in de warmwalserij om te testen of ze ook in die moeilijke omstandigheden deed wat ze moest doen. Met succes. Van De Walle: “Er gebeurt nu een drukmeting aan de ingang en uitgang van de klep, waardoor we perfect weten wat het water doet en of er afsluiters onnodig dicht zijn waardoor we niet kunnen koelen. Werkt er een component niet naar behoren, dan wordt er een alarm uitgestuurd.” Helemaal plug-and-play was de oplossing echter niet. “We stellen eigenlijk veel extremere eisen aan de klep dan standaard het geval zou zijn. In het begin haalden we de reactietijden (0,7 seconden) die we gewoon waren niet. Door een aantal software-updates in combinatie met een grotere diameter van de persluchttoevoer, zetten we nu scherpere tijden neer. In de toekomst willen we onderzoeken wat we er nog kunnen uithalen”, aldus Vanhaelst.  

Diagnose geeft inzicht in proces

Maar ook zonder die hogere reactiesnelheid, was ArcelorMittal al bijzonder tevreden over zijn nieuwe slimme regelklep, net omwille van die diagnosemogelijkheden. “Daarin hebben we echt stappen vooruit gezet. De laatste zes maanden in de oude situatie botsten we geregeld tegen defecten van de oude kleppen of de regelaar aan. Nu merken we die problemen meteen op. Zo was er tijdens een opstart een probleem met de persluchttoevoer. Dankzij de nieuwe klep wisten we meteen waar we naar de oorzaak moesten zoeken. Dat spaart enorm veel tijd uit. Tijd die je tijdens een opstart van de warmwalserij na een onderhoudsstilstand niet op overschot hebt. Dan is een snelle diagnose cruciaal”, stelt Van De Walle. Verder overtuigde ook de ingebouwde redundantie beide heren. Vanhaelst: “Er wordt in feite gewerkt met een digital twin. Die weet hoe het proces moet functioneren en kan zelf een flowmeting uitvoeren op basis van een verschildrukmeting mocht de flowsensor uitvallen” 

Verdere uitrol

De test in de warmwalserij heeft de regelklep van FOCUS-ON dus met glans doorstaan. “Als we in de toekomst een nieuwe regelklep nodig hebben of een bestaande moeten ombouwen, dan zullen we zeker deze in overweging nemen. Zeker als ze ook in grotere diameters beschikbaar wordt”, besluit Vanhaelst met een knipoog naar Borst.