Numerieke modellering voor het elektrotytisch beitsen bij de productie van roestvrij staal

Aperam is een beursgenoteerd multinationaal bedrijf in roestvrij staal. Het bedrijf heeft 6 productiefaciliteiten in België (2), Frankrijk (3) en Brazilië (1). Aperam heeft 9500 mensen in dienst. 1100 van hen zijn gevestigd in Genk, waardoor de Aperam Genk-fabriek een van de grootste en belangrijkste werkgevers in de regio is. De huidige productiecapaciteit van Aperam is 2,5 miljoen ton vlak roestvrij staal. Ongeveer 40% wordt geproduceerd in de Genk-fabriek. De productie van roestvrij staal omvat een aantal goed gedefinieerde productiestappen. Een van de belangrijkste productiestappen is het beitsproces dat de tijdens eerdere stappen gevormde oppervlakoxidelaag (schubben) verwijdert. Dit beitsproces wordt uitgevoerd in twee opeenvolgende fasen: elektrolytisch beitsen en chemisch beitsen. Elektrolytische beitsen wordt gewoonlijk in de industrie gebruikt om de buitenste oxidelaag te verwijderen, gevolgd door chemische beitsen om de chroomarme laag te verwijderen. Helaas is de huidige elektrolytische beitsefficiëntie laag (tot 30%) en wordt het proces zelf slecht begrepen. Elektrolytisch beitsen is inderdaad een complex proces met twee fasen vloeistofstroom, elektrochemische reacties en een variërende stroomverdeling. Om de efficiëntie te vergroten en toegang te krijgen tot de verschillende beitsconfiguraties en deze te optimaliseren, is een numeriek model nodig. Dit doctoraatsvoorstel omvat de ontwikkeling van een dergelijk numeriek model om de stroomdichtheid door de elektroden, elektrolyt en de bewegende stalen strip te simuleren. Met dit model moeten we toegang hebben tot de invloed van de beitscelgeometrie, de materiaaleigenschappen van de stalen strip en de elektroden (anode, kathode), de geleidbaarheid en temperatuur van de elektrolyt en de bandsnelheid.