Ausgabe 21 - Otto Junker GmbH
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News √<br />
<strong>Ausgabe</strong> <strong>21</strong> | Oktober 2012<br />
Ehemalige und künftige<br />
Mitarbeiter im Fokus<br />
www.otto-junker.de
Inhalt<br />
Aktuelles 2/3<br />
Statement der Geschäftsführung<br />
Erfolgreicher Innovationstag von<br />
OTTO JUNKER zur Induktionsofentechnik<br />
– Fachleute informieren sich<br />
über Entwicklungsprojekte<br />
technologie 4/5<br />
IGBT-Umrichteranlagen ermöglichen<br />
neue Schaltungstechniken<br />
eisen & stAhl 6/7<br />
Variable Lösungen für den<br />
Gießprozess<br />
Interessante neue Aufträge<br />
leichtmetAll 8<br />
KombiGAS – Ein neues Anlagenkonzept<br />
zur Erwärmung von Aluminiumsträngen<br />
und -bolzen<br />
schwermetAll 9/10<br />
Neue Band-Verbindungseinrichtung<br />
entwickelt<br />
Schmelzanlagen für Messingschrott<br />
edelstAhl-giesserei 11<br />
Entwicklung und Einsatz des<br />
induktiv beheizten Pfannensystems<br />
INDULADLE<br />
Impressum<br />
Herausgeber: OTTO JUNKER <strong>GmbH</strong><br />
Jägerhausstraße 22, D-5<strong>21</strong>52 Simmerath<br />
Redaktion: Dr. Dietmar Trauzeddel,<br />
Telefon: +49 2473 601 342<br />
Fotos: OTTO JUNKER Archiv, INDUGA<br />
Konzept & Gestaltung: Atelier Beißel,<br />
Brandstraße 3, 5<strong>21</strong>59 Roetgen<br />
Telefon: + 49 2471 20 99 83<br />
Erscheinungsweise: halbjährlich –<br />
Nachdruck, auch auszugsweise, nur<br />
mit ausdrücklicher Genehmigung der<br />
Redaktion.<br />
ZuM TiTElbild:<br />
Ehemalige und zukünftige Mitarbeiter<br />
im Fokus – Engagierte und qualifizierte<br />
Mitarbeiter sind ohne Zweifel das wichtigste<br />
Kapital jedes Unternehmens. Dabei hat die<br />
Ausbildung junger Menschen zu guten<br />
Fachkräften einen hohen Stellenwert, denn<br />
ohne entsprechende junge Fachkräfte kön-<br />
Sehr geehrte Leser!<br />
Ich möchte die Gelegenheit dieser <strong>Ausgabe</strong><br />
unserer Firmenzeitschrift nutzen, um – ausgehend<br />
von personellen Veränderungen in<br />
der Geschäftsführung unseres Unternehmens,<br />
über die in der Presse und auf unserer<br />
Homepage informiert wurden, unsere<br />
Grundstrategie zu erläutern.<br />
Grundsätzlich sei festgestellt, dass es unsere<br />
erklärte Absicht ist, den eingeschlagenen<br />
Weg der letzten Jahre fortzuführen und weiter<br />
auszubauen. Die erfolgte<br />
Konsolidierung des Unternehmens<br />
und die Konzentration<br />
auf das Kerngeschäft verbunden<br />
mit der Stärkung des<br />
Stammsitzes in Lammersdorf<br />
haben sich als richtig und<br />
erfolgreich erwiesen. Wir können<br />
mit Stolz feststellen, dass<br />
es gelungen ist unsere Marktposition<br />
weiter auszubauen;<br />
eine Tatsache die in dem<br />
deutlich gestiegenen Auftragsund<br />
Umsatzvolumen ihren Ausdruck findet.<br />
Im Ergebnis aller Maßnahmen der letzten<br />
Zeit konnte die wirtschaftliche Situation des<br />
Unternehmens weiter verbessert werden.<br />
Ich möchte mich an dieser Stelle für die<br />
engagierte und qualifizierte Arbeit all unserer<br />
Kollegen bedanken, ohne deren Leistungen<br />
dieser Erfolg nicht möglich gewesen<br />
wäre.<br />
Da wir kein reines Engineering Unternehmen<br />
sind, entscheiden nicht nur die Leistungen<br />
unserer Ingenieure sondern auch<br />
die qualifizierte Arbeit unserer Fachkräfte<br />
bei der Fertigung der Anlagen und der<br />
Gusstücke und ihr handwerkliches Können<br />
über die Qualität unserer Erzeugnisse. In<br />
der Herstellung von Kernkomponenten im<br />
eigenen Hause und der hohen Fertigungsqualität<br />
unserer Produkte sehen wir eine<br />
unserer Stärken, die wir durch gezielte<br />
Investitionen und Weiterbildung unserer<br />
Mitarbeiter weiter ausbauen wollen.<br />
nen wir in Zukunft keine hochwertige Produkte<br />
herstellen. So setzen wir verstärkt auf<br />
die Qualifizierung von Jugendlichen im eigenen<br />
Unternehmen. Allein im neuen Ausbildungsjahr<br />
nahmen weitere 11 Jugendliche<br />
die Ausbildung bei OTTO JUNKER auf.<br />
Gleichzeitig gilt unser Dank den ehemaligen<br />
Mitarbeitern deren Arbeit wesentlich zum<br />
Der Werdegang unseres Unternehmens ist<br />
seit seiner Gründung durch ständige Innovationen<br />
und die Entwicklung neuer Verfahren<br />
und Technologien geprägt und bestimmt<br />
worden; dies fortzusetzen und dabei ständig<br />
den Kundennutzen im Blickfeld zu haben,<br />
ist eine wichtige Maxime unseres Handelns.<br />
Dabei setzen wir wie bisher auf die Zusammenarbeit<br />
mit den Hochschulen, insbesondere<br />
natürlich mit der RWTH und der FH in<br />
Aachen. Aber auch der Dialog<br />
mit unseren Kunden - wie es<br />
bei dem Innovationstag im<br />
Juni erfolgreich praktiziert<br />
wurde, ist wichtig, um die<br />
Entwicklungsarbeit auf die<br />
für die Anwender wichtigen<br />
Themen zu konzentrieren.<br />
Mit der Berufung der Leiter<br />
der drei Geschäftsbereiche in<br />
die Geschäftsführung unseres<br />
Unternehmens wurde ein<br />
deutliches Zeichen der Wertschätzung und<br />
Anerkennung der Leistungen der Bereiche,<br />
deren Arbeit entscheidend für den Erfolg<br />
des Unternehmens ist, gegeben.<br />
Die unterschiedlichen Produkt- und Geschäftsfelder<br />
der Bereiche und die damit<br />
verbundene Diversifikation stellen dabei<br />
einen wesentlichen Vorteil unseres Unternehmens<br />
dar. Dies schließt ein, dass der<br />
fachliche Austausch und die Zusammenarbeit<br />
der Geschäftsbereiche intensiviert werden<br />
soll und auch als Quelle von Ideen und<br />
Anregungen zu nutzen ist.<br />
Mit Optimismus und Engagement werden<br />
wir den eingeschlagenen Weg fortsetzen.<br />
Ihr<br />
Markus D. Werner<br />
Vorsitzender der Geschäftsführung<br />
OTTO JUNKER <strong>GmbH</strong><br />
langjährigen Erfolg unseres Unternehmens<br />
beigetragen hat. Regelmäßige Zusammenkünfte<br />
der „Ehemaligen“ verbunden mit<br />
aktuellen Informationen über die Situation<br />
des Unternehmens sorgen dafür, dass der<br />
Kontakt nicht abreißt. Am letzten Treffen am<br />
25.09.12 in Lammersdorf nahmen über<br />
50 Personen teil.
Erfolgreicher Innovationstag von<br />
OTTO JUNKER zur Induktionsofentechnik<br />
– Fachleute informieren sich<br />
über Entwicklungsprojekte<br />
Mehr als 70 Fachleute waren der Einladung von OTTO<br />
JuNKER nach lammersdorf gefolgt und haben mit ihrer<br />
regen diskussion zu dem Erfolg des innnovationstags am<br />
22. - 23.6.2012 beigetragen.<br />
Die Überlegung von OTTO JUNKER, anstehende Entwicklungsprojekte<br />
vor der Realisierung und Umsetzung in die Praxis im<br />
Kreis erfahrener Fachleute einer kritischen Bewertung zu unterziehen<br />
und aus der Diskussion Anregungen für neue Themen<br />
und Verbesserungen aufzugreifen, hat sich als zukunftsfähig<br />
erwiesen. Hilfreich war dabei, dass einige der Neuentwicklungen<br />
in der eigenen Gießerei unter Praxisbedingungen vorgeführt<br />
werden konnten. Neben der Information über wichtige<br />
Innovationen der letzten Jahre wurden in den Vorträgen insbesondere<br />
folgende Entwicklungen vorgestellt:<br />
Verlustarme Induktionsspulentechnik<br />
Einschmelzen/Recyceln von feinstückigem Schmelzgut<br />
Optische Tiegelvermessung<br />
INULADLE-Induktiv beheizte Pfanne<br />
IGBT-Umrichtertechnik 2.0<br />
Anschließend fanden die Workshops in der Gießerei statt; zum<br />
einen wurde die induktiv beheizte Pfanne im Einsatz gezeigt<br />
und zum anderen erfolgte die Vorführung von zwei alternativen<br />
Techniken zur optischen Tiegelvermessung. In einem weiteren<br />
Workshop wurden die vielfältigen neuen Möglichkeiten der<br />
weiterentwickelten IGBT-Umrichtertechnik erläutert und zur<br />
Diskussion gestellt.<br />
Gezeigt wurde wie die induktiv beheizte Pfanne INDULADLE –<br />
zum Einsatz kam eine 2-t-Pfanne – nach dem Einfüllen des flüssigen<br />
Stahl in den Pfannenaufheizstand eingesetzt und längere<br />
Zeit auf Temperatur gehalten wurde. Demonstriert wurde, dass<br />
es sich um zwei getrennte Aggregate ohne elektrische oder<br />
mechanische Verbindung handelt und die Pfanne für normale<br />
Transportaufgaben eingesetzt werden kann.<br />
Die optische Tiegelvermessung wurde einerseits mit dem Lining<br />
Periscope von OTTO JUNKER vorgeführt, andererseits wurde<br />
ein 3-D-Laserscanner in Funktion gezeigt. Während das Laser-<br />
Gerät von OTTO JUNKER mit Hilfe einer entsprechenden Einrichtung<br />
in das Innere des Ofens eingeführt wird, die gesamte<br />
Tiegelwand abfährt und die Konturen durch Entfernungsmessung<br />
erfasst, erfolgt die Vermessung mit dem 3-D-Laserscanner<br />
von verschiedenen Positionen außerhalb des Ofens, um ein<br />
dreidimensionales Bild zu erreichen und möglichst auch Hinterschneidungen<br />
abbilden zu können.<br />
Der technische Vergleich beider Techniken war Gegenstand der<br />
anschließenden Diskussion.<br />
Schwerpunkte des IGBT-Workshops waren die Neuentwicklungen<br />
auf den Gebieten:<br />
Umrichtersteuerungstechnik<br />
Schaltungsvarianten<br />
JUNKER-Visualisierungssyteme<br />
OTTO JuNKER<br />
Aktuelles<br />
Vorführung der optischen Tiegelvermessung mittels<br />
Lining Periscope<br />
Für die Steuerungen der Umrichter stehen die neu entwickelten<br />
Komponenten „ZEUS“ (Zentrale Umrichtersteuerung) und „MER-<br />
KUR“ (Messdatenerfassungs- und Kommunikationsmodul für<br />
Umrichtersteuerungen) zur Verfügung. Durch den Einsatz<br />
modernster digitaler Signalprozessortechnik bieten sie deutliche<br />
Vorteile und sind außerdem montage- und wartungsfreundlich.<br />
Auf dem Gebiet der Schaltungstechnik wurden neben den<br />
bekannten Techniken wie Multi-Frequenz-Technik, DUOMELT<br />
und DUOCONTROL auch die neuen Alternativen Doppelmelt<br />
und die phasenverschobene Wechselrichtertechnik erläutert.<br />
Bei Einsatz der phasenverschobenen Wechselrichtertechnik<br />
kann z.B. bei einer zweigeteilten Spule durch eine Phasenverschiebung<br />
zwischen oberer und unterer Spule eine höhere Strömungsgeschwindigkeit<br />
in der Mitte des Tiegels im Inneren des<br />
flüssigen Metalls erreicht werden.<br />
Wie mit Hilfe spezieller Schaltungstechniken die gezielte Beeinflussung<br />
der metallurgischen Möglichkeiten der induktiven<br />
Schmelztechnik zu erreichen ist, wurde an Hand von Videoaufnahmen<br />
von Schmelzversuchen demonstriert.<br />
Entsprechend den Anforderungen an die Bedienung und Überwachung<br />
der Ofenanlage können unterschiedliche Visulisierungssysteme<br />
zum Einsatz kommen, die sich in Umfang und<br />
Inhalt der Darstellung und der Bedienung unterscheiden. Auch<br />
Überlegungen in Zukunft ein sogenanntes JOKS in Westentaschenformat<br />
zu entwickeln, wurden vorgestellt.<br />
Mit interessanten Fachgesprächen am Rande der einzelnen<br />
Workshops fand der innovationstag seinen Abschluss.<br />
Dietmar Trauzeddel (+49 2473 601 342)<br />
News <strong>21</strong>/2012<br />
3
4<br />
OTTO JuNKER<br />
Technologie<br />
die idealvorstellung aus metallurgi-<br />
scher Sicht für den induktiven<br />
Schmelzprozess besteht darin, den<br />
thermischen leistungseintrag und<br />
die Strömung des flüssigen Metalls<br />
so einzustellen, wie es die jeweiligen<br />
technologischen bedingungen erfordern.<br />
Gleichzeitig ist anzustreben, leistungseintrag<br />
und Metallbewegung von einander<br />
abzukoppeln, d.h. unabhängig<br />
von dem jeweiligen leistungseintrag<br />
die gewünschte Metallbewegung im<br />
Ofen einstellen zu können. Während<br />
die Einstellung der elektrischen<br />
leistung und damit des thermischen<br />
leistungseintrages anlagentechnisch<br />
unproblematisch ist, kann die davon<br />
unabhängige beeinflussung der<br />
Metallbewegung nur über besondere<br />
Schaltungstechniken erreicht werden.<br />
Wenn über eine intensive Badbewegung<br />
gesprochen wird, muss zwischen einer<br />
guten Durchmischung des gesamten<br />
flüssigen Metalls und der Oberflächenströmung<br />
unterschieden werden, wie<br />
später erläutert wird.<br />
Mit den Entwicklungen der letzten Jahre<br />
hat OTTO JUNKER für die Erfüllung der<br />
oben genannten Aufgabenstellung die<br />
besonderen Schaltungsvarianten Power-<br />
Focus-Technik und Multi-Frequenz-Technik<br />
entwickelt und in zahlreichen Anlagen<br />
erfolgreich eingesetzt.<br />
Die Power-Focus-Technik ermöglicht<br />
die automatische oder frei wählbare<br />
Leistungskonzentration in den Spulenbe-<br />
reich, indem es erforderlich ist (unten<br />
oder oben). So kann zum Beispiel bei<br />
einem halbgefüllten Ofen eine Leistungskonzentration<br />
im unteren Tiegelbereich<br />
erfolgen und damit dort eine höhere<br />
Leistungsaufnahme erreicht werden.<br />
Andererseits kann bei der kompletten<br />
Ofenfüllung die Leistung in dem oberen<br />
Spulenbereich erhöht werden und damit<br />
dank der stärkeren Badbewegung ein<br />
News <strong>21</strong>/2012<br />
IGBT-Umrichteranlagen ermöglichen<br />
besseres Einrühren, beispielsweise von<br />
Spänen, erreicht werden.<br />
Die Multi-Frequenz-Technik gestattet<br />
eine Umschaltung der Betriebsfrequenz<br />
im laufenden Schmelzprozess. Beispielsweise<br />
wird für das Schmelzen der Einsatzstoffe<br />
mit der dafür geeigneten Frequenz<br />
von 250 Hz gearbeitet. Für das<br />
Einbringen von Aufkohlungsmitteln und<br />
Legierungszuschlägen wird automatisch<br />
auf eine niedrigere Frequenz, so z.B.<br />
von 125 Hz, umgeschaltet. Wie die Praxis<br />
zeigt, kann durch die Umschaltung<br />
auf die niedrigere Frequenz der Aufkohlungsprozess<br />
bei der Analysenkorrektur<br />
von Gusseisenschmelzen wesentlich<br />
beschleunigt werden.<br />
Es soll nicht unerwähnt bleiben, dass<br />
auch eine Kombination beider Schaltungstechniken<br />
möglich ist und damit die<br />
gewünschten Effekte noch verstärkt<br />
werden.<br />
Mit den neuesten Entwicklungen unter<br />
Nutzung der besonderen technischen<br />
Vorteile der IGBT-Umrichtertechnik werden<br />
diese Möglichkeiten noch erheblich<br />
erweitert:<br />
Neben der bewährten Umrichtertechnik<br />
auf Basis von Thyristoren hat die erfolgreiche<br />
Entwicklung spezieller IGBT<br />
Umrichter für den Einsatz bei elektrothermischen<br />
Prozessen zunehmend an<br />
Bedeutung gewonnen. Dabei werden<br />
anstelle der Thyristoren im Wechselrichter<br />
IGBTs (Insulated Gate Bipolar Transistor)<br />
eingesetzt. Die IGBT Umrichter aus dem<br />
Hause OTTO JUNKER zeichnen sich<br />
durch einen standardisierten, modularen<br />
Aufbau aus. Die Wechselrichter bilden<br />
zusammen mit den Zwischenkreiskondensatoren<br />
eine Baueinheit. Diese Baueinheit<br />
kann in verschiedenen schaltungstechnischen<br />
Varianten eingesetzt werden.<br />
Beispiele hierfür sind:<br />
unabhängige Wechselrichter für<br />
mehrere Öfen<br />
mehrere Wechselrichter für<br />
Teilspulen einer Anlage<br />
Parallelschaltung zur Leistungserhöhung<br />
Reihenschaltung zur Spannungs-<br />
erhöhung<br />
An Hand einer Anfang dieses Jahres<br />
ausgelieferten Schmelzanlage sollen die<br />
technologischen Möglichkeiten einer prozessorientierten<br />
IGBT-Umrichteranlage<br />
erläutert werden.
neue Schaltungstechniken OTTO JuNKER<br />
Die Aufgabenstellung für das Schmelzen<br />
und Behandeln eines speziellen Leichtmetallwerkstoffes<br />
sah vor, dass zum<br />
einen beim Einschmelzvorgang eine<br />
hohe Leistungsbeaufschlagung und zum<br />
anderen bei dem nachfolgenden metallurgischen<br />
Prozess eine einstellbare hohe<br />
Badbewegung bei geringer Leistung zu<br />
gewährleisten war. Gleichzeitig sollte die<br />
hohe Badbewegung sowohl im Inneren<br />
der Metallschmelze als auch an der Badoberfläche<br />
erreicht werden.<br />
Der metallurgische Prozess ist im Wesentlichen<br />
durch einen Stoffaustausch an der<br />
Badoberfläche gekennzeichnet, bei dem<br />
die während dieser Phase zugeführte<br />
thermische Energie gering sein soll. Die<br />
Ausführung des IGBT-Umrichters mit zwei<br />
getrennten Wechselrichtern und einer<br />
Steuerung zum phasenverschobenem<br />
Betrieb der Teilspulen des Ofens bildete<br />
die technischen Voraussetzung für eine<br />
Beeinflussung der Badbewegung in weiten<br />
Grenzen. Der Ofen wird während des<br />
Einschmelzvorganges mit einer Nennfrequenz<br />
von 250 Hz betrieben und kann<br />
für die Erhöhung der Badbewegung bei<br />
geringer Leistung stufenlos in der Frequenz<br />
im Bereich von 33 bis 100 Hz<br />
eingestellt werden. Die Einstellung der<br />
Phasenverschiebung zwischen den<br />
beiden Teilspulen ermöglicht weiterhin<br />
eine gezielte Veränderung der Strömung<br />
(Drehrichtung und Geschwindigkeit) im<br />
mittleren Spulenbereich des Ofens.<br />
Damit wird die höchste Strömungsge-<br />
schwindigkeit in das Innere des<br />
Schmelzbads verlagert und damit eine<br />
bessere Durchmischung des gesamten<br />
Metalls erreicht.<br />
Strömungsberechnung einer zweigeteilten Spule; links Normaleinspeisung, rechts<br />
phasenverschobene Einspeisung<br />
Technologie<br />
Die durchgeführten Strömungsberechnungen<br />
– siehe Bild – bestätigen die<br />
Richtigkeit dieser Überlegungen.<br />
Die Wirksamkeit der gewählten technischen<br />
Lösung wurde vor der endgültigen<br />
Ausführung der industriellen Anlage in<br />
der eigenen Versuchsgießerei mit Erfolg<br />
getestet. Inzwischen hat sich die Ofenanlage<br />
auch im laufenden Produktionseinsatz<br />
bewährt.<br />
In der Summe der angeführten technischen<br />
Lösungen für die Beeinflussung<br />
der Metallströmung im Tiegelofen stehen<br />
nun für spezielle metallurgische Aufgabenstellungen<br />
mannigfaltige Anlagenkonzepte<br />
zur Verfügung, wie die Tabelle<br />
zusammenfasst.<br />
Dietmar Trauzeddel (+49 2473 601 342)<br />
Aktuell<br />
Weitere Anwendung der neuen<br />
Schaltungstechnik<br />
Das Forschungszentrum CEA in<br />
Grenoble (Frankreich) erteilte der<br />
Firma OTTO JUNKER <strong>GmbH</strong> den<br />
Auftrag zur Lieferung eines Versuchsofens<br />
zum Schmelzen von Silizium<br />
mit einer Fassung von 20 kg<br />
und einer Umrichterleistung von<br />
50 kW.<br />
Um ein breites Versuchsspektrum zu<br />
erzielen, ist eine hohe Flexibilität des<br />
Zustandes des Schmelzebades erforderlich.<br />
Diese Anforderung wird durch<br />
die zweigeteilte Spule und dem phasenverschobenem<br />
Betrieb der Wechselrichter<br />
der IGBT-Umrichteranlage<br />
ermöglicht. Dieses System ermöglicht<br />
eine unabhängige, kontinuierliche Einstellung<br />
der Leistung, Frequenz und<br />
des Phasenwinkels.<br />
Die Visualisierung und Bedienung<br />
übernimmt der M2F-Schmelzprozessor<br />
neuester Generation.<br />
News <strong>21</strong>/2012<br />
5
Anlagentechnologie<br />
Gusseisen & Stahl<br />
in welchem Maß projektspezifische<br />
Anlagenlösungen für die jeweilige Aufgabenstellung<br />
bereitgestellt werden<br />
können, soll am beispiel aktueller Aufträge<br />
dargestellt werden.<br />
Gießofen mit erhöhter<br />
Anschlussleistung<br />
Für das Gießen von speziellen Gussteilen<br />
in einer deutschen Gießerei ist prozessbedingt<br />
eine kurze, kräftige Überhitzung<br />
des dem Gießofen zugeführten flüssigen<br />
Eisens zwingend erforderlich. Der zum<br />
Einsatz kommende 5-t-Gießofen, der<br />
üblicherweise eine Anschlussleistung<br />
von 300 kW aufweist, wurde deshalb mit<br />
einem 1.000 kW Rinneninduktor ausgerüstet.<br />
Bei einer Einfüllmenge von 1.800 kg<br />
werden damit für die Überhitzung von<br />
1.420 auf 1.510 °C weniger als 4 Minuten<br />
benötigt. Um einen schnellen Temperatur-<br />
Prinzipdarstellung einer unbeheizten Gießeinrichtung<br />
6 News <strong>21</strong>/2012<br />
Variable Lösungen für den<br />
Gießprozess<br />
ausgleich zwischen dem Eisens im Eingusssiphon<br />
und im Ofenkessel zu erreichen<br />
wird die Drucksteuerung so gestaltet,<br />
dass Ofendruck runtergefahren<br />
und anschließend wieder aufgebaut wird.<br />
Damit wird ein Pumpeffekt erreicht und<br />
für einen kurzfristigen Metallaustausch<br />
gesorgt.<br />
Die Ausstattung des Ofens mit einem<br />
Ofenprozessor und Wiegeeinrichtung sind<br />
aufgrund dieser Aufgabenstellung absolut<br />
notwendig.<br />
Weitere Merkmale der Anlage sind:<br />
Das Füllen der Gießpfannen erfolgt<br />
mittels Druckbeaufschlagung über<br />
eine Gießlippe des Ausgießsiphons;<br />
die Laserüberwachung der Höhe des<br />
Eisens in der Pfanne ermöglicht die<br />
Einhaltung einer engen Toleranz<br />
Die Leistungseinspeisung erfolgt<br />
über einen IGBT-Umrichter der auch<br />
für den Ausgleich der im Laufe der<br />
Ofenreise sich verändernden Parameter<br />
sorgt.<br />
Für das Befüllen der Gießpfannen<br />
kommt eine Andockstation zum Einsatz<br />
an der ein Lasersensor zur<br />
Steuerung und Überwachung des<br />
Füllvorganges angebracht ist.<br />
Zurzeit wird an der Konstruktion der Anlage<br />
gearbeitet, die Auslieferung ist für<br />
Anfang 2013 geplant.<br />
unbeheizte Gießeinrichtung<br />
erhöht die Flexibilität<br />
Bei diesem Einsatzfall wurde von dem<br />
Kunden die Entscheidung getroffen, an<br />
einer Formanlagen zusätzlich zu dem<br />
vorhandenen Gießofen eine unbeheizte<br />
Gießeinrichtung zu installieren. Die Vorteile<br />
der unbeheizten Gießeinrichtung<br />
bestehen insbesondere in dem problemlosen<br />
Legierungswechsel und dem flexiblen<br />
Einsatz.<br />
Vorgesehen ist die neue Anlage für das<br />
Abgießen verschiedener Eisengusssorten,<br />
insbesondere von Legierungen aus<br />
Gusseisen mit Kugelgraphit.<br />
Die 4-t- fassende Einrichtung erhält eine<br />
elektro-mechanische Stopfeneinrichtung<br />
und das Abgießen erfolgt nach dem<br />
Teach-in-System. Die optimierte Gießkurve<br />
für jedes Gussstück ist in der Anlage<br />
hinterlegt, bzw. wird bei neuen Teilen per<br />
Handsteuerung eingelesen.<br />
Mittels Druckmessdosen wird das<br />
Gewicht und damit die Füllhöhe des flüssigen<br />
Metalls ermittelt.<br />
Bei einer Leistung der Formanlage von<br />
200 Kästen pro Stunde stehen 18 sec.<br />
für den Gießvorgang zur Verfügung.<br />
Bis zum Jahresende soll die Anlage zur<br />
Auslieferung kommen.
Einsatz für schwere Gussteile<br />
Von einem Kunden in Schweden wurde<br />
der Auftrag über Lieferung eines Gießofens<br />
zum Abgießen von schweren Gussteilen<br />
erteilt. Dementsprechend wird ein<br />
Gießofen mit einem Nutzfassungsvermögen<br />
von 15 t und einer Anschlussleistung<br />
von 500 kW zum Einsatz kommen. Die<br />
Anschlussleistung ermöglicht die Überhitzung<br />
um 100 K von 9 t in einer Stun-<br />
Interessante neue Aufträge<br />
An folgenden neuen Schmelzanlagen<br />
für Gusseisen bzw. Stahl wird zurzeit<br />
gearbeitet:<br />
Schmelzanlage für Anodenanschlägerei<br />
Für das Unternehmen Emirates Aluminium<br />
ltd. in Abu Dhabi wird an einer<br />
Schmelzanlage bestehend aus drei Mittelfrequenztiegelöfen<br />
für das Eingießen<br />
von Anodenträgern aus Gusseisen für<br />
die Aluminium-Elektrolyse gearbeitet.<br />
Die drei Öfen haben ein Fassungsvermögen<br />
von 1,5 t und jeder Ofen erhält<br />
eine eigene IGBT-Umrichteranlage die<br />
auf eine Arbeitsfrequenz von 250 Hz bei<br />
einer Nennleistung von 1.250 kW ausgelegt<br />
wird. Bezogen auf eine Schmelzetemperatur<br />
von 1.450 °C wird damit ein<br />
Durchsatz 2,4 t/h pro Ofen erreicht.<br />
Die Chargierung wird mit Kübeln vorgenommen<br />
und die Öfen erhalten einen<br />
Schwenkdeckel mit Ringabsaugung.<br />
Für die gesamte Anlagensteuerung<br />
kommen Systeme von Allen Bradley<br />
zum Einsatz. Jede Ofenanlage erhält<br />
eine eigene Wasserrückkühlanlage mit<br />
Wasser/Wasser-Kühler.<br />
Zum Zeitpunkt dieses Berichtes wurde<br />
die Anlage für den Versand an den Kunden<br />
vorbereitet.<br />
de; dabei liegt die Gießtemperatur im<br />
Bereich von 1.315 bis 1.455 °C.<br />
Ein- und Ausgusssiphon sind in einem<br />
Winkel von 90° zueinander angeordnet<br />
und der Badstand im Ausguss wird mittels<br />
Laser und zusätzlich mit Sicherheitselektroden<br />
gesteuert und überwacht.<br />
Für die Erfassung der Ofenstellung und<br />
die Ansteuerung der jeweiligen Eingussposition<br />
kommt ebenfalls ein Lasersystem<br />
zum Einsatz.<br />
Über unsere Repräsentanz<br />
Guss-EX Sp.z o.o. wurden<br />
folgende Aufträge für Kunden in<br />
Russland /ukraine eingebucht<br />
Die ukrainische Firma JSC „New Machines<br />
Technologies” in Lutugino erhält<br />
eine Schmelzanlage für Gusseisen und<br />
Stahl bestehend aus zwei 16-t- Tiegelöfen<br />
und einer DUOMELT-Umrichteranlage<br />
mit einer Nennleistung von<br />
4.600 kW. Die Öfen werden mit einer<br />
Einrichtung zur stufenlosen Rückwärtskippung<br />
bis einem Winkel von 20° ausgestattet.<br />
Der Schmelzprozessor JOKS<br />
und eine Wasserrückkühlanlage mit<br />
einem glykolfreien Luft/Wasser-Kühler<br />
vervollständigen den Lieferumfang. Bei<br />
einem Stromverbrauch von 500 kWh/t<br />
können mit der Ofenanlage maximal<br />
7,9 t/h geschmolzen, bezogen auf Gusseisen<br />
und eine Schmelzetemperatur von<br />
1.500 °C. Die Auslieferung an den ukrainischen<br />
Kunden ist für Herbst diesen<br />
Jahres geplant.<br />
Die russische Firma ZAO „TERMO-<br />
TRON-ZAVOd” in Brjansk erhält eine<br />
Monomelt-Mittelfrequenzschmelzanlage<br />
in Standard-Kompaktbauweise bestehend<br />
aus einem 2-t-Tiegelofen und einer<br />
800 kW Umrichteranlage.<br />
Anlagentechnologie<br />
Gusseisen & Stahl<br />
Die Anlage wird vorbereitet für den Einsatz<br />
eines Teach-in-System und einer<br />
Impfeinrichtung. Installiert werden auch<br />
zwei zentrale PLC-Systeme; eines für<br />
die gesamte Ofensteuerung und ein<br />
zweites für den Gießprozess.<br />
Frühsommer 2013 ist der geplante Termin<br />
für die Lieferung der Anlage nach<br />
Schweden.<br />
Dietmar Trauzeddel (+49 2473 601 342)<br />
Die Anlage ist auf eine Schmelzleistung<br />
von 1,4 Tonnen Gusseisen pro Stunde<br />
ausgelegt. Die Wasserrückkühlanlage<br />
arbeitet mit einem Luft/Wasser-Kühler<br />
und für die Kontrolle und Bedienung der<br />
Anlage wird das System „Basic Control“<br />
eingesetzt. Bis Ende Oktober dieses<br />
Jahres soll die Anlage zur Lieferung an<br />
den Kunden fertiggestellt sein.<br />
Für das russische Unternehmen Kamsky<br />
Motor Plant ltd. in Naberezhny Chelny<br />
wird an einer DUOMELT-Anlage mit zwei<br />
3-t-Öfen gearbeitet, die ebenfalls in<br />
Standard-Kompaktbauweise ausgeführt<br />
werden. Zum Einsatz wird eine IGBT-<br />
Umrichteranlage mit einer Leistung von<br />
2.400 kW kommen, die 24-pulsig ausgeführt<br />
wird. Bei einem Stromverbrauch<br />
von 500 kWh/t wird eine Schmelzleistung<br />
von 4,5 t/h erreicht. Zusätzlich<br />
zum Schmelzprozessor JOKS wird für<br />
die Steuerung des Gattierungs- und<br />
Chargierprozesses das System JOKS<br />
GATT eingesetzt. Eine Besonderheit<br />
stellt die Tatsache dar, dass die Grundenergieversorgung<br />
der Öfen über die im<br />
Werk installierte Gasturbinen erfolgen<br />
soll.<br />
Geplanter Termin für die Lieferung der<br />
Anlage ist Januar 2013.<br />
News <strong>21</strong>/2012<br />
7
Anlagentechnologie<br />
Leichtmetall<br />
das neue Anlagenkonzept von OTTO JuNKER ist durch<br />
die effiziente Kombination von zwei bewährten Ofentypen<br />
gekennzeichnet.<br />
Während die Grunderwärmung der Aluminiumbolzen oder<br />
-stränge in einem Konvektionsofen mit einem thermischen<br />
Wirkungsgrad von mehr als 80 % erfolgt, kommt für die Enderwärmung<br />
und Flexibilisierung ein angeschlossenes, jedoch<br />
möglichst kurzes, direkt flammenbeaufschlagtes Ofenteil zum<br />
Einsatz.<br />
Auf diese Weise werden die energetischen Vorteile des Konvektionsofens<br />
kombiniert, mit der Möglichkeit schnelle Temperaturwechsel<br />
zu gewährleisten. Ganz besonders wird dieser<br />
Vorteil im sogenannten Teillastbereich ermöglicht.<br />
Vergleich Energiebedarf KombiGAS und konventionelle<br />
Bolzenerwärmungsanlage in Abhängigkeit vom Durchsatz<br />
8 News <strong>21</strong>/2012<br />
KombiGAS* – Ein neues Anlagenkonzept<br />
zur Erwärmung von<br />
Aluminiumsträngen und -bolzen<br />
Die Vorteile von KombiGAS sind insbesondere:<br />
niedriger Energiebedarf, besonders bei Teillast<br />
schonende Erwärmung<br />
hervorragende Temperaturgleichmäßigkeit im<br />
Konvektionsofen<br />
geringerer Platzbedarf als reiner Konvektionsofen<br />
schnelle Temperaturwechsel möglich<br />
niedrige thermische Belastung des Ofenraums,<br />
geringer Verschleiß<br />
gute Zugänglichkeit<br />
beliebige Ofentransportsysteme einsetzbar<br />
Rollentransport angetrieben/nicht angetrieben<br />
Hubbalkentransport<br />
Inzwischen ist die erste Bolzenerwärmungsanlage des Typs<br />
KombiGAS bei einem Kunden in Deutschland seit mehreren<br />
Monaten mit Erfolg im Einsatz. Die aufgezeigten Vorteile haben<br />
dabei ihre Bestätigung gefunden und der niedrigere Energiebedarf<br />
konnte nachgewiesen werden.<br />
Jürgen Stengel (+49 2473 601 310)<br />
Anlagenschema KombiGAS *zum Patent angemeldet
Neue Band-Verbindungseinrichtung<br />
entwickelt Anlagentechnologie<br />
das zum Patent angemeldete Verfahren<br />
dient zum Verbinden der Endabschnitte<br />
zweier Coils, insbesondere<br />
um diese nacheinander und ohne<br />
unterbrechung durch eine behandlungsanlage<br />
bzw. bearbeitungsanlage<br />
ziehen zu können.<br />
In derartigen Anlagen, so z.B. in Glühöfen,<br />
Reinigungslinien, Beizlinien, Beschichtungslinien<br />
oder auch in Richtanlagen<br />
werden die Bänder in Form eines<br />
Wickels, eines sogenannten Coils im<br />
Eingangsbereich der Anlage angeordnet,<br />
zum Durchlauf durch die die Anlage<br />
abgewickelt und nach ihrer Behandlung<br />
am Ende der Anlage wieder zu einem<br />
Coil aufgewickelt. Nachdem das eingangsseitige<br />
Coil abgewickelt ist,<br />
kommt es darauf an, an dessen Ende<br />
den Anfangsabschnitt eines frischen<br />
Coils anzuhängen, damit das Band ohne<br />
Unterbrechung durch die Linie gezogen<br />
werden kann.<br />
Die technischen Anforderungen bestehen<br />
insbesondere darin, dass die Verbindung<br />
den Zugkräften, dem chemischen<br />
Angriff durch Laugen, Säuren und<br />
Lösungsmittel und den hohen Temperaturen<br />
bis zu 1.100 °C standhält.<br />
Gleichzeitig soll die Verbindungsstelle<br />
möglichst flach sein und keine scharfen<br />
Kanten aufweisen, um die Rollen in der<br />
Linie nicht zu beschädigen. Selbstverständlich<br />
muss die Verbindungseinrichtung<br />
sowohl für die Verbindung ungleicher<br />
Materialpaarungen als auch für<br />
Verbindung sehr schlecht verformbarer<br />
Materialien, wie z.B. walzharter Metallbänder,<br />
geeignet sein. Für den Einsatz in<br />
kontinuierlichen Anlagen ist zudem eine<br />
möglichst kurze Zeitdauer zur Herstellung<br />
der Verbindung von essentieller<br />
Bedeutung.<br />
Ausgehend von diesen Anforderungen<br />
wurde von OTTO JUNKER eine Vorrichtung<br />
entwickelt, die die Metallbänder<br />
Details der Verbindungseinrichtung<br />
zunächst in einem ersten Hub locht und<br />
anschließend in einem zweiten Hub mit<br />
speziellen Ösen in diesen Löchern verbindet.<br />
Bei sehr dünnen Materialen kann<br />
auf das vorangehende Lochen verzichtet<br />
werden. Die Verbindungsösen selbst<br />
werden zwischen den beiden Hüben mit<br />
meiner Führungsschiene in den Arbeitsbereich<br />
der Verbindungseinrichtung eingeführt.<br />
Gegenüber bekannten Heftverfahren<br />
mit oder auch ohne Sicherungsbeilagen<br />
weist die neue Verbindung eine deutlich<br />
flachere Gestalt und weniger Kanten<br />
auf. Gegenüber Heftverbindungen ohne<br />
Sicherungsbeilage ist die Verbindung<br />
auch für Behandlungsprozesse ohne<br />
Bandzug oder mit sehr geringem Bandzug<br />
geeignet (z.B. Glühofen).<br />
Schwermetall<br />
Gegenüber Schweißverbindungen entfällt<br />
die bei jedem Verbindungsvorgang<br />
abhängig von den Materialeigenschaften<br />
und Material-Paarungen erforderliche<br />
Parametrierung. Dies ist insbesondere<br />
bei Coils von Vorteil, die an den Enden<br />
nicht der Nenndicke des Materials<br />
entsprechen, da sie z.B. von einem<br />
Reversierwalzwerk kommen.<br />
In umfangreichen Testläufen im Techno-<br />
logiezentrum der OTTO JUNKER <strong>GmbH</strong><br />
wurde die Funktionsfähigkeit und Zuverlässigkeit<br />
der neuen Verbindungseinrichtung<br />
an Bändern von 20 µm bis 2,0 mm<br />
Dicke eindrucksvoll bestätigt und damit<br />
die Eignung für den industriellen Einsatz<br />
nachgewiesen.<br />
Klaus Schmitz (+49 2473 601 532)<br />
News <strong>21</strong>/2012<br />
9
Anlagentechnologie<br />
Schwermetall<br />
bei dem Auftrag des mexikanischen unternehmens<br />
NACObRE (Werk Cobrecel, Celaya) für die iNduGA handelt<br />
es sich um ein komplettes Anlagensystem für das Schmelzen<br />
von feuchten Messingspänen oder Schrotte und das<br />
Gießen an einer neuen horizontalen bolzen-Stranggussanlage.<br />
Für die Zuführung der Einsatzmaterialien in die Schmelzöfen<br />
kommen zwei getrennte Transport- und Chargiersysteme für<br />
Späne oder Schrott zum Einsatz. Es sind zwei Monomelt-Tiegelöfen<br />
vorgesehen deren Fassungsvermögen bei 6 Tonnen liegt.<br />
Die beiden IGBT-Umrichteranlagen haben eine Nennleistung<br />
von 1.600 kW, die Arbeitsfrequenz beträgt 60 - 70 Hz. Bezogen<br />
auf die Messingsorte Ms58 und eine Abstichtemperatur von<br />
1.030 °C sowie einem Sumpf von 40 % liegt die stündliche<br />
Schmelzleistung bei 5 t. Da hauptsächlich feuchte Späne kontinuierlich<br />
erschmolzen werden soll, kommen speziell ausgelegte<br />
Abgashauben mit wassergekühlten Rohrbögen zum Einsatz.<br />
Das flüssige Metall wird abwechselnd von jeweils einem der<br />
Schmelzofen über eine schwenkbare Rinne dem druckbeaufschlagtem<br />
Gießofen zugeführt. Der speziell für das kontinuierliche<br />
Abgießen von horizontalem Strangguss konzipierte Gießofen<br />
besitzt drei Ofenkammern (Einfüllkammer, Druckkammer<br />
und Gießkammer) und einen Rinnen-Induktor in Sandwichbauweise.<br />
Die beiden Kokillen für den Strangguss werden in die<br />
Gießofen für horizontalen Strangguss<br />
10 News <strong>21</strong>/2012<br />
Schmelzanlagen für Messingschrott<br />
Frontplatte der Gießkammer eingebaut. Bei einem Fassungsvermögen<br />
von 10 Tonnen ist ein maximales Nutzabstichgewicht<br />
von 6 Tonnen möglich. Für die Beheizung ist auch hier eine<br />
IGBT-Umrichteranlage geplant, deren Nennleistung 350 kW<br />
beträgt. Vielfältige Mess-, Steuer- und Überwachungseinrichtungen<br />
komplettieren das moderne Anlagensystem.<br />
Zurzeit wird intensiv an der Konstruktion der diversen Anlagen<br />
gearbeitet; deren Auslieferung für Februar 2013 terminiert ist.<br />
Ein niederländisches unternehmen erteilte den Auftrag zur<br />
lieferung einer Mittelfrequenzschmelzanlage für das Einschmelzen<br />
von Messingspänen und Stückmaterial.<br />
Der 6-t-Tiegelofen ist auf eine Anschlussleistung von 1.300 kW<br />
und eine Arbeitsfrequenz von 33 - 50 Hz ausgelegt.<br />
Die Leistungseinspeisung erfolgt durch einen IGBT-Umrichter;<br />
für die Steuerung und Kontrolle der Anlage kommt das M2F-<br />
Touchcontrol-System zum Einsatz. Die Schmelzleistung liegt<br />
bei 4,9 t/h wenn Stückmaterial zu Schmelzen ist; handelt es<br />
sich um Spänen liegt die Leistung etwas niedriger und zwar<br />
bei 4,3 t/h.<br />
Inzwischen wurde die neue Schmelzanlage in Betrieb<br />
genommen.<br />
Alejandro Hauck (+49 2473 601 724)
Entwicklung und Einsatz des<br />
induktiv beheizten Pfannensystems<br />
INDULADLE<br />
Zusammenarbeit zwischen den bereichen<br />
induktionsschmelzanlagen und<br />
Edelstahlgießerei<br />
Ziel der Entwicklung war es, ein transportables,<br />
induktiv beheizbares Gefäß zu<br />
konstruieren und zu bauen, welches von<br />
der Grundkonzeption her sowohl als<br />
Transport- und Warmhaltegefäß, aber<br />
auch als metallurgisches Zusatzaggregat<br />
für Legierungsarbeiten und andere metallurgische<br />
Prozesse eingesetzt werden<br />
kann. Daraus ergibt sich die Anforderung,<br />
dass die Konzeption dieses Gefäßes eine<br />
über den reinen Warmhaltebedarf hinausgehende<br />
Leistungsaufnahme des flüssigen<br />
Metalls und eine ausreichende Badbewegung<br />
ermöglichen muss. Ferner soll<br />
prinzipiell auch das Arbeiten unter Vakuum<br />
möglich sein.<br />
Basis des neuen Konzeptes von OTTO<br />
JUNKER ist das induktive Heizsystem für<br />
Transportpfannen der Firma INDUGA,<br />
welches weiterentwickelt und optimiert<br />
wurde. Dabei wurde davon ausgegangen,<br />
dass durch entsprechende konstruktive<br />
Pfannenaufheizstand in der Edelstahlgießerei; Abguss in eine Form<br />
Änderungen übliche Transportpfannen für<br />
diese Aufgabe umgerüstet werden können,<br />
also keine neuen Pfannen unbedingt<br />
erforderlich sind. Die Umrüstung betrifft<br />
insbesondere den Einbau eines sogenannten<br />
magnetischen Fensters im unteren<br />
Teil der Pfanne, um eine Leistungsaufnahme<br />
des Pfannenmantels zu<br />
vermeiden. Damit wird erreicht, dass der<br />
Leistungseintrag aufgrund des elektromagnetischen<br />
Wechselfeldes wirkungsvoll<br />
direkt in das Metallbad erfolgt und eine<br />
Erwärmung des Pfannenmantels minimiert<br />
wird.<br />
Die Transportpfanne wird über Kran oder<br />
Stapler in den Heizstand positioniert.<br />
Der Heizstand ist so aufgebaut, dass die<br />
Induktionsspule die untere Hälfte des<br />
Pfannenmantels umschließt. Der Aufbau<br />
ist also einem Kurzspulen-Tiegelofen<br />
sehr ähnlich, allerdings bilden Pfanne<br />
und Heizstand zwei völlig separate Baueinheiten.<br />
Bevor mit den Pfannenumbau begonnen<br />
wurde, erfolgten umfangreiche numerische<br />
Berechnungen unterschiedlichster<br />
konstruktiver Ausführungen zur Optimie-<br />
Edelstahlgießerei<br />
Produktion<br />
rung des elektromagnetischen Feldes, um<br />
den Leistungseintrag in das Metallbad zu<br />
maximieren, dies bei gleichzeitiger Verringerung<br />
der Erwärmung des Pfannenmantels.<br />
Auf Basis dieser Erkenntnisse wurde<br />
eine der Transportpfanne entsprechend<br />
umgebaut.<br />
Gemeinsam mit den Fachkollegen der<br />
Stahlgießerei wurde anschließend die<br />
Erprobung der Pfanne vorgenommen,<br />
dazu wurde ein Pfannenaufheizstand<br />
in dem Bereich des Schmelzbetriebes<br />
installiert und die neuartige Pfanne ausgiebig<br />
getestet. Das Ergebnis war zufriedenstellend:<br />
Die Funktionsfähigkeit wurde<br />
nachgewiesen und der Leistungseintrag<br />
erfolgte fast ausschließlich in das flüssigen<br />
Metall. Bezogen auf den Warmhalteprozess<br />
konnte ein Wirkungsgrad von<br />
ca. 70 % erreicht werden. Damit war die<br />
Voraussetzung geschaffen, die konkrete<br />
Planung für den Einsatz in der eigenen<br />
Gießerei in Angriff zu nehmen.<br />
Die Überlegungen gehen dahin, dass<br />
durch den Einsatz der INDULADLE<br />
Pfanne das zu speichernde Stahlvolumen<br />
erhöht werden kann, ohne dass es bei<br />
längeren Wartezeiten zu einem Temperaturabfall<br />
des flüssigen Metalls kommt. In<br />
diesem Sinn funktioniert die Pfanne als<br />
Warmhalte- und Speicherofen.<br />
Insbesondere bei der Herstellung größerer<br />
Gussteile kann damit die Flexibilität<br />
der Gießerei erhöht und außerdem die<br />
Temperaturführung verbessert werden.<br />
Weiterhin wird darüber nachgedacht, eine<br />
vakuumdichte Ausführung des Pfannensystems<br />
einzusetzen, um beim Schmelzen<br />
des Stahles in einem konventionellen<br />
Tiegelofens durch die Nachbehandlung in<br />
der Vakuumpfanne eine teilweise Entgasung<br />
der Schmelze und damit eine bessere<br />
Stahlqualität zu erreichen.<br />
Neben dem Einsatz des Pfannensystems<br />
INDULADLE in der eigenen Gießerei wird<br />
intensiv an der Vorbereitung des industriellen<br />
Einsatzes bei Kunden des Anlagenbaues<br />
gearbeitet.<br />
Elmar Westhoff (Tel. +49 2473 601 400)<br />
Frank Donsbach (Tel. +49 2473 601 207)<br />
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OTTO JuNKER <strong>GmbH</strong><br />
Postfach 11 80 • D-5<strong>21</strong>47 Simmerath • Tel.: +49 2473 601-0 • Fax: +49 2473 601-600