News

Inductotherm Kunden als Preisträger für "Innovative Stromanwendungen in der Industrie"

(Auszug aus IEW-Elektrowärme, international 49, März 1991)

Als Beitrag zur sinnvollen und traditionellen Elektrizitätsanwendung in der Industrie hat die Vereinigung deutscher Elektrizitätswerke (VDEW) erstmals in Deutschland den "ETA-Wettbewerb Strom und Innovation" durchgeführt. Die wichtigsten Einsendungen zu diesem Wettbewerb wurden nach Verfahren geordnet und als Beispiele eines optimalen und umweltverträglichen Energieeinsatzes vorgestellt.

Vor allem in kleineren Gießereien vollzog man den Übergang von fossil befeuerten Tiegelöfen zu Mittelfrequenz-Induktionstiegelöfen. Diese Umstellung ist für die Betriebe sehr attraktiv, da sie eine Reihe von Vorteilen mitbringt, die sich formal auf sämtliche Kriterien der Teilnahmequalifikation des Wettbewerbs erstrecken.

Verbesserte Umwelt- und Arbeitsbedingungen

Beim Einsatz von Induktionstiegeläfen vermindern die fehlenden Rauch- gase und Schadstoffe, zusammen mit geringerer Ausdampfung und Ab- brand aus der Schmelze die Emissionen. Die Arbeitsplatzbelastung durch Hitzeabstrahlung im Tiegelbereich und die Brenner entfällt praktisch völlig; auch die Belastung der Hallenluft durch Rauch, Staub und unterschiedliche Gase vermindert sich für das Bedienpersonal auf ein nicht mehr vergleichbares Niveau.

Verminderter spezifischer Energieeinsatz

Die effektive elektrische Energieübertragung auf das Schmelzgut, die Wärmeerzeugung in der Schmelze selbst und die kürzeren Schmelzzeiten implizieren geringere Energieverluste der Schmelzaggregate und führen zu vergleichsweise niedrigem spezifischen Energiebedarf.

Verbesserte Produktqualität

Induktionstiegelöfen vereinfachen das Schmelzverfahren und die Führung des Schmelzprozesses durch die präzisere Temperaturführung und die Steuerungsmöglichkeit der Badbewegung zum Homogenisieren und Entgasen der Schmelze. Die fehlenden Verunreinigungen durch Brennstoff und Verbrennungsprodukte und der geringere Metallabbrand erhöhen die Qualität der Schmelze und die Quatitätsausbeute der Gussprodukte als bedeutender Wettbewerbsfaktor.

Reduzierte spezifische Produktionskosten

Die spezifischen Produktionskosten werden in erster Linie durch die Verkürzung der Schmelzzeiten bestimmt; die Produktivität kann auf das zwei- bis dreifache ansteigen - bei höherer Produktqualität und besserer Produktausbeute. Die Tiegelstandzeit verdoppelt sich bei geringerem Wartungs- und Instandhaltungsaufwand.

Verbesserte Leistungsfähigkeit des gesamten Produktionsablaufs

Die höhere Flexibilität und lntegrationsfähigkeit in Produktionstinien bei der Installation und im Betrieb von Induktions-Tiegelöfen gestattet eine optimale Anpassung an den gesamten Produktionsablauf.

Anlage

6.1
lnductotherm Schmelzanlagen bei den Fürstlich Hohenzollernschen Werke Laucherthal GmbH & Co. Sigmaringen - Doppelhubtiegelofen mit zwei 200 kg Öfen und einem VIP POWER TRAK 200 kW

6.2
Bronze- und Aluminiumgießerei Manfred Könen GbmH in Kleve - Doppelhubtiegelofen, zwei 100 kg mit einem 15 kg Handofen, eingespeist von einem VIP POWER TRAK, 125 kW

6.3
Gießerei A. Hiby GmbH & Co. KG in Plettenberg - zwei identische Anlagen, jede Anlage bestehend aus einem VIP POWER TRAK, 250 kW für den wechselweisen Betrieb einer Doppelhub-Tiegelofenanlage mit zwei 200 kg Öfen zum Erschmelzen von Schwermetall und einem 30 kg Kippofen für Aluminium

News Nr. 6.1: NE-Metallschmelzen

In der Gießerei für Kupfergusslegierungen der Fürstlich Hohenzollernsche Werke Laucherthal GmbH & Co. in Sigmaringen begann 1979 die Umstellung der fünf ölbefeuerten Tiegelschmelzöfen von je 200 kg Kapazität auf induktive Mittelfrequenz-Doppelhubtiegelöfen mit ebenfalls je 200 kg Fassungsvermögen (untere Abb.: Hubtiegelofen beim Ausdrücken des Tiegels).



Die Schmelz- und Überhitzungszeit der alten Öfen konnte - abhängig von der Legierung - von 60 bis 75 min. für 100 kg auf 17 bis 22 min. reduziert werden. Wärmeübertragungsbedingt erforderte das Überhitzen gegenüber dem Schmelzen eine unverhältnismäßig lange Zeit. Die in die Umstellung gesetzten Erwartungen zur Schmelzleistung und Qualität des Gusses bei vereinfachter metallurgischer Nachbehandlung (entfällt meist) zur Verbesserung der Arbeitsplatzqualität, zum Emissionsverhalten und zum Wartungs- und Instandhaltungsaufwand wurden übertroffen.

Die Gesamtinvestition von DM 200.000,-- stehen im ersten Betriebsjahr (Anlagennutzung 858 t/a) Einsparungen von DM 155.000,-- gegenüber, die sich wie folgt aufteilen:

41 % Energiekosten
22 % Abbrand
19 % Personalkosten
11 % Feuerfestmaterial
7 % Tiegelmaterial


Inzwischen wurden fast alle Schmelzanlagen auf induktive Erwärmung umgestellt.

News Nr. 6.2: Bronze- und Aluminiumschmelzen und -gießen

In der Gießerei für Bronze und Aiuminium, Manfred Koenen GmbH, Kleve, wurden zwei ölbefeuerte Tiegelöfen (100 kg Bronze bzw. 30 kg Aluminium) durch einen Mittelfrequenz-Doppelhubtiegelofen gleicher Größe (150 kVA, 3 kHz) und einen Handofen mit 15 kg Inhalt ersetzt. Die Schmelzzeit verkürzt sich mit 21 min. auf ein Drittel. Die beiden Hubtiegel und der Handofen werden von einem gemeinsamen statischen MF-Umrichter gespeist. Diese Anlage weist alle Vorteile hinsichtlich Handhabung, Arbeitsbedingungen und Lärm- und Abgas-Emissionen auf; gemäß TÜV-Gutachten kann auf den Einsatz einer Filteranlage verzichtet werden. Die Erhöhung der Produktivität beträgt 125 %.

News Nr. 6.3: Sandgießerei für Alu- und Schwermetall-Legierungen

In der Sandgießerei A. Hiby GmbH & Co. KG, Plettenberg wurden für das Erschmelzen von Aluminium- und Schwermetall-Legierungen vier mit Erdgas beheizt Tiegelöfen (200 kg Al- oder 300, 500 kg Cu-Legierung> ohne Absaugung und Rauchgasreinigung eingesetzt, mit Schmelzleistungen bis 375 kg/h. Zu den hohen Emissionen und der sehr starken Arbeitsplatzbelastung durch Hitze, Lärm, Staub und Dämpfe kamen für die Schmelzer die hohen körperlichen Anforderungen des rein manuellen Handlings. Die Reproduzierbarkeit der Gießtemperatur war unbefriedigend.

Die Gasöfen wurden durch zwei Mittelfrequenz-Schmelzanlagen (Leistung 250 kVA; 1 kHz) jeweils mit einem Kipptiegel für 300 kg Aluminium und einem Doppelhubtiegelofen für 2 x 200 kg Cu-Legierungen ersetzt; die Schmelzleistungen betragen 300 bzw 500 kg/h. Die unterschiedlichen Tiegel arbeiten im Wechsel auf die gleiche Formanlage, wobei Aluminium mit einer 40-kg-Gießpfanne und Cu-Legierungen direkt aus den Schmelztiegeln vergossen werden. In die Anlagen sind Ringabsaugungen mit nachgeschalteten Filtern integriert und eine Kühlwasser-Wärmerückgewinnung für Heizzwecke.

Neben der entscheidenden Verbesserung der Produktqualität konnte bei gleichbleibender Fläche die Produktion etwa verdoppelt werden und nicht nur der spezifische Energiebedarf, sondern auch die spezifischen Energiekosten gesenkt werden:

Selbst wenn man für die Bereitstellung der elektrischen Energie einen Wirkungsgrad von etwa 35 % unterstellt (Erzeugung und Transport) und läßt die Energieeinsparung durch Wärmerückgewinnung unberücksichtigt, konnte durch die Umstellung auf das induktive Schmelzverfahren eine Primärenergie-Einsparung von 23,5 % für Al bzw. 40,8 % für Cu-Legierungen erzielt werden.