2017-10-01  –  2021-07-31

197.109,00 EUR

Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik (IAF), Freiburg im Breisgau, Baden-Württemberg

03ET1510C

Energiesparende Industrieverfahren - Eisen- und Stahlindustrie [EA3230]

01180027/1  –  RAD-Energy: Steigerung der Energieeffizienz im Warmwalzwerk durch revolutionäre Hochpräzisionsradar-Messtechnologie

Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)

Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN4)

Energie

Ziel des Vorhabens ist die Steigerung der Energieeffizienz im Warmwalzwerk durch revolutionäre Hochpräzisionsradar-Messtechnologie. Das Fraunhofer IAF entwickelt hierfür ein hochpräzisen und gleichzeitig robusten Radarsensor im W-Band (75 bis 110 GHz) auf Basis des FMCW-Funktionsprinzips (frequenzmodulierter Dauerstrichbetrieb) zur Robustifizierung der Mess- und Automatisierungstechnik im Anlagenverbund Wärmöfen bis Kühlstrecke als Grundlage für eine energie- und ressourceneffiziente Prozessführung. Der Frequenzbereich des W-Bandes eignet sich in hervorragender Weise für den Einsatz in Walzwerken, da die Radarsignale sowohl eine geringe atmosphärische Dämpfung erfahren und andererseits durch die besonderen Umgebungsbedingungen im Walzwerk (Dampf, Rauch, Staub, Infrarotstrahlung) nahezu unbeeinflusst bleiben. Im Gegensatz dazu werden optische Sensoren im sichtbaren oder infraroten Spektralbereich durch diese Umgebungsbedingungen funktionsuntüchtig. Der Radarsensor basiert auf einer integrierten Millimeterwellenschaltung, die mittels der am Fraunhofer IAF etablierten Prozesstechnologie hergestellt wird. Er zeichnet sich durch eine hohe Frequenzgenauigkeit und Bandbreite aus, die Entfernungsmessungen mit einer Genauigkeit im Bereich von wenigen 10 µm erlaubt und gleichzeitig die räumliche Trennung benachbarter Messobjekte ermöglicht. Aufbauend auf einer Spezifikations- und Konzeptionsphase wird ein auf die Anforderungen im Walzwerk angepasster Radarsensor im W-Band auf Basis des FMCW-Funktionsprinzips entwickelt. Die Sensorentwicklung umfasst das Frontend- und Antennendesign sowie die Hard- und Software zur primären Signalverarbeitung. Der entwickelte Radarsensor wird zuerst im Labor und im Anschluss daran unter realistischen Einsatzbedingungen im Walzwerk in enger Zusammenarbeit mit den Projektpartnern getestet.