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CTR erprobt SAW-Transponder in der Stahlpfannen- und Walzenlogistik

Mechanische Stöße, Hitze, Vibration, Strahlung, Staub oder chemische Substanzen - Viele verfügbare RFID-Tags sind für industrielle Anwendungen unter rauesten Bedingungen oft nicht geeignet. Vor allem in der Stahl- oder metallverarbeitenden Industrie sind hochtemperaturtaugliche Sensoren erforderlich Die hohe Temperaturbeständigkeit lässt sich durch SAW-basierende RFID- und Sensorsysteme erzielen. Neueste Erkenntnisse, wie diese selbst unter extremsten Bedingungen wertvolle Information für den Materialfluss von Stahlpfannen, Walzen oder Tiegeln liefern, versprechen mehrere aktuelle Projekte des österreichische Kompetenzzentrum Carinthian Tech Research CTR.

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Sensoren für feuerfeste Komponenten
Aktuell testet CTR die Anwendung von SAW-Sensoren in der Stahlindustrie. SAW-Tags (Surface Acoustic Wave) bestehen aus piezoelektrischen Substratkristallen, deren Betriebstemperatur höher liegt als bei Silizium, sodass diese Temperaturen von mehreren hundert Grad widerstehen können. Zurzeit werden in einer Studie Walzen eines Walzwerkes mit diesen Transpondern ausgestattet. Dazu Alfred Binder, Manager Research & Development, CTR: „Die Walzen sind teilweise auch höheren Temperaturen bis 200 Grad Celsius ausgesetzt und benötigen in der untersuchten Anwendung eine Reichweite von über 0,5 Metern. Die gleichzeitige Temperaturmessung der Walzen per SAW-Transponder stellt eine Mehrinformation an bestimmten Stellen der Walzenlogistik dar."

Selbst vor flüssiger Schlacke geschützt

Aber nicht nur die Temperaturbeständigkeit ist gerade für Anwendungen in der Stahl- und stahlverarbeitenden Industrie essentiell, Harsh Environments stellen auch besondere Anforderungen an die mechanische Robustheit der Tags. „Wir testen die SAW-Transponder auch für die Logistik von Stahlpfannen", erklärt Binder. „Um mechanische Stöße abzuhalten, haben wir einen besonders stoßfesten Tag entwickelt. Der 'Rugged Tag' ist durch ein fünf Millimeter dickes Stahlblech geschützt." Dies sei wichtig, da die Schlacketiegel beispielsweise beim Leeren aneinandergeschlagen werden. Außerdem werden Pfannen und Tiegel mit Kränen und Waggons zum Teil mehrere Kilometer transportiert. Aber selbst flüssige Schlacke, die aus den Tiegeln spritzt, müssen diese überstehen, wie Alfred Binder weiter erklärt.

Sensoren steuern Materialfluss von Schieberplatten
In einem anderen aktuellen Anwendungsfall sind die SAW-Tags in sogenannte Schieberplatten integriert. Diese Art Ventile werden in der Feuerfestindustrie verwendet, um den kontinuierlichen Fluss von geschmolzenem Stahl in Gießeinrichtungen zu steuern. „Dabei handelt es sich um Verschleißteile, die Temperaturen bis zu 1540 Grad Celsius ausgesetzt sind und nur wenige Stunden für vier bis fünf Güsse verwendet werden dürfen. Um Schaden durch den rechtzeitigen Austausch zu verhindern, erfasst der Sensor nicht nur die eindeutige Identifikationsnummer, sondern misst auch Temperatur und andere physische Daten. „Somit ist stets eine saubere Dokumentation gegeben. Sollte dennoch ein Schadensfall eintreten, kann der Beweislast genüge getan werden", betont der Experte. Während der Entwicklungsarbeit wurde das System bereits mehrfach in der Stahlproduktion getestet. Von den Ergebnissen des Test, die derzeit ausgewertet werden, versprechen sich die Forscher einen wichtigen Beitrag für die Prozesssicherheit in der Stahlproduktion.

Weitere aktuelle Beispiele für Hochtemperaturanwendungen in der Stahlindustrie, in denen passive SAW-Sensoren bereits zum Einsatz kommen, werden auf dem 2-tägigen SAW-Symposium vorgestellt. Renommierte Experten werden auf dem internationalen Event, welches das CTR Carinthian Tech Research vom 11. bis 12. November in Villach veranstaltet, zu dem Technologieeinsatz im industriellen Umfeld referieren.