GASWÄRME International Thermoprozesstechnik (Vorschau)

ISSN 0020-9384
VULKAN-VERLAG
AUSGABE
6/2011
67. Härterei-Kolloquium
12.–14. Oktober 2011 in Wiesbaden
Großer HK-Sonderteil 2011
Informationen – Programm –
Interview – Produktvorschau
www.gaswaerme-online.de
Schwerpunkt
Thermoprozesstechnik

Prädikat:
Besonders wirtschaftlich
IVA auf dem Härtereikolloquium
in Wiesbaden, Halle 9, Stand 923
Für große Aufgaben gerüstet
Ob hohe Flexibilität oder große Chargen: IVA baut
die Anlage, die Sie für Ihre speziellen Wärmebehandlungsaufgaben
benötigen. Das Spektrum
umfasst leistungsfähige Retorten-, Kammer-,
Drehherd- und Schachtofenanlagen zum Aufkohlen,
Nitrieren, Härten oder Glühen. Darüber hinaus bietet
Ihnen IVA perfekt darauf abgestimmte Hard- und
Softwaresysteme – für eine optimale Prozessführung
und eine effiziente Transportautomatisierung.
Und mit unserem hoch spezialisierten Serviceteam
sorgen wir auch noch nach vielen Jahren für einen
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E DITORIAL
Umsetzung einer Gesamteffizienz durch
Ökonomie- und Ökologiebetrachtung
in der Thermprozesstechnik
Hinsichtlich einer Gesamteffizienz haben die produzierende
Industrie, die Forschungsinstitute und die
Industrie des Thermprozessanlagenbau und deren
Mitarbeiter in den letzten Jahrzehnten erfolgreich
die Produktionsprozesse auf die neuen Anforderungen
abgestimmt und neue Thermprozessanlagen
entwickelt. So sind insbesondere die Herstellungsprozesse
endabmessungsnaher Produkte zu nennen.
Die Industrie des Beheizungsbaus hat bei der Entwicklung
im Rekuperator- und Regeneratorbereich
erheblich dazu beigetragen energieeffizientere Erwärmungsprozesse
zu ermöglichen. Die Intensivabschreckung
von Stahlteilen ermöglicht den Einsatz ressorcenschonenderer und kostengünstigerer Werkstoffe.
Ohne die Entwicklungen bei der Massivumformung mit den Anforderungen des endkonturnahen Schmiedens,
der Wärmebehandlung aus der Schmiedewärme und der Auswahl eines ausscheidungs-härtenden ferritisch-perlitischen
Stahles mit entsprechender Korrosionsbeständigkeit wären die Entwicklungsschritte in der
Ofshore-Windparktechnologie nicht denkbar.
Durch die Herstellung verlustärmerer Elektoblechqualitäten wird die Gesamteffizienz gesteigert.
Ein weiterer Schritt wird der Ersatz der Metallfahrgastzelle beim PKW durch CFK-Zellen sein. Bisher lag der
kommulierte Energieaufwand pro kg Kohlefaser (Rohmaterial Polyacrylnitril-Fäden) nach einer Studie schon
bei ca. 0,07 GJ/kg. Hinzu kommt noch der Energieaufwand zur Herstellung des CFK aus Kohlefaser und Harnstoff.
Der Energieaufwand eines fertigen Karosserieblechs liegt bei ca. 0,1 GJ/kg (aus 2007). Die Gewichtseinsparung
der CFK-Zelle ist enorm.
Umfassendere Einblicke gibt eine Studie des BMBF „Steigerung der Ressourcenproduktivität als Kernstrategie
einer nachhaltigen Entwicklung“ (Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie) wieder.
– Vorraussetzung ist, so wenig wie möglich Ressourcen wie Betriebsmittel, Geldmittel, Boden, Rohstoffe,
Energie, Arbeit, Produktionszeit, Arbeitszeit oder Personen einzusetzen
– Bei der Energie-, Arbeit-, oder Wärmeumsetzung sind die Energieniveaus der bei der Prozesskette entstehenden
Endenergiearten zu minimieren
– Lässt ein Detailprozess keine weitere Optimierung zu, so sind bei zu schlechter Gesamteffizienz alle Anforderungen
an das zu produzierende Endprodukt in Frage zu stellen
– Dabei ist nach Lösungen zu suchen, die eine wesentlich günstigere Gesamtbilanz unter Berücksichtigung
der Ressourcenschonung ermöglichen. Die Folge kann die Umstellung einer ganzen Prozesskette, ja sogar
die Verwerfung eines ganzen Produktionsprozesses sein.
Vor diesem Hintergrund zeigen die in dieser Ausgabe veröffentlichten Fachbeiträge eine Vielzahl von Schritten
auf, um die Gesamteffizienz der Thermoprozessanlagen zu erhöhen.
Dr. Friedhelm Kühn
Ingenieurbüro für Wärmebehandlung
Industrieofenanlagenbau und Energieberatung
Dr. Peter Wendt
LOI Thermprocess GmbH
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
445

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der Thermoprozesstechnik
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Heft 6
September 2011
www.gaswaerme-online.de
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Schwerpunkt:
Thermoprozesstechnik
N ACHRICHTEN
UNTERNEHMEN UND WIRTSCHAFT
20 Jahre Raytek in Berlin ........................................................452
Andritz liefert Walzgerüst nach Südkorea ..............................452
ThyssenKrupp verkauft Metal Forming Gruppe an
spanische Gestamp Automoción ...........................................452
SDI Corporation Taiwan bestellt Glühsockel bei Ebner ..........452
DEKRA expandiert in Prozessindustrie ...................................452
Trumpf erneut mit Bosch Supplier Award ausgezeichnet .......453
European Aluminium Award ..................................................453
Linde gründet Bildungseinrichtung zum Flammrichten ..........454
GASAG-Gruppe bündelt technische Dienstleistungen ............454
E.ON Ruhrgas nutzt neues Biogasregister ...............................454
Geschäftsbereich „Technologien für Energie effizienz“
der Kofler Energies AG fortgeführt ........................................454
Gazprom steigert Gewinn in Europa ......................................454
Studie „Effizienzsteigerung in stromintensiven Industrien“ ...455
Siemens liefert Sinteranlage für Indien ...................................455
ZPF auf Wachstumskurs .........................................................456
F ACHBERICHTE
Peter Wendt, Frank Maschler, Michal Buryan, Malte Fließ
Glühen von kornorientiertem Elektroblech in gasbeheizten
Mehrstapel-Haubenglühanlagen
Annealing of grain oriented silicon steel in gas-fired multi-stack batch
annealing furnaces ......................................................... 493
Anders Lugnet, Gerd Waning
Produktivitätssteigerung durch Hochgeschwindigkeitsgaseindüsung
und Sauerstoff in Schutzgasöfen
Improving the productivity of controlled atmosphere furnaces with oxygen 499
477
Großer HK-Sonderteil ab S. 473:
Wärmebehandlung leistet wichtigen Beitrag
zur effizienten Energienutzung
Sven Gose, Stefan Schult, Jost Sternberg
Modellgestütztes Energieeffizienz-
Monitoring an Industriefeuerungen
Model-based energy efficiency monitoring of gasfired furnaces ............. 503
Manfred Bauer, Thomas Solbrig
Wärmetechnische Optimierung einer Erwärmungseinrichtung
für Gesenkschmiedeteile
Thermotechnical optimization of the heating equipment for drop
forged parts ................................................................ 509
538
Aus der Praxis: Neues Transportsystem für
Durchlauf-Härteöfen mit Schutzgasbetrieb
Ulli Wellner, Dieter Kutzner
Sicherheit und Verfügbarkeit von gasbeheizten
Wärmebehandlungsanlagen
Teil 2: Zusammenhang von Sicherheits- und
Verfügbarkeitsbetrachtungen
Safety and availability of gasfired heat treatment plants
Part 2: Interdependence of safety and availability ........................... 513
448
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

N ACHRICHTEN
Messe/Kongresse/Tagungen ............................. 456
Veranstaltungen ........................................ 457
Fortbildung ............................................. 458
Organisationen und Verbände ........................... 461
GWI-Seminare .......................................... 462
Personalien ............................................. 463
Medien ................................................. 465
N ACHGEFRAGT
Folge 3: Helmut Egger
„Für innovative Techno logien finden sich allemal
Finanzierungsquellen“ .................................... 467
HÄRTEREI-KOLLOQUIUM 2011
67. Härterei-Kolloquium der AWT
in neuen Räumlichkeiten ................................ 473
Vortragsprogramm ..................................... 474
Interview mit Olaf Irretier: „Wärmebehandlung
leistet Beitrag zur effizienten Energienutzung und
Ressourcenschonung“ .................................. 477
Härterei-Kolloquium-Produktvorschau .................. 481
I M PROFIL
Das Gaswärme-Institut e. V. Essen im Überblick ............ 521
W IRTSCHAFT & MANAGEMENT
Optimierungspotenziale in der Stahlbranche durch
Outsourcing von Transport und Logistik ................. 535
E RFAHRUNGSBERICHTE
Neu entwickeltes Transportsystem für
Durchlauf-Härteöfen auch mit Schutzgasbetrieb ......... 537
Strahlungsheizung mit Wärmerück gewinnung für
Lager und Büro ......................................... 539
Hightech für „verstaubte“ Energien ..................... 540
F IRMENPORTRÄT
MESA Electronic GmbH ................................ 543
Sind Sie sicher?
Informationen zur funktionalen Sicherheit an
Thermoprozessanlagen erhalten Sie hier:
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M ARKTÜBERSICHT
Markübersicht 2011 ......................................... 545
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R UBRIKEN
Editorial ................................................ 445
Faszination Technik ..................................... 450
Inserentenverzeichnis ................................... 544
Impressum ............................................. 3. US
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GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
449

450
GASWÄRME International (60) Nr. 5/2011

FACHBERICHTE
Wärmebehandlung der Superlative: Große und schwere Teile zuverlässig
und reproduzierbar Wärmebehandeln ist genau das richtige Einsatzgebiet von
Mehrzweckkammeröfen. Dieser Ofen der Größe XXL mit einem Chargenraum von
900 x 1.500 x 1.300 mm und einem möglichen Chargengewicht von 1.800 kg wird
hier gerade mit einem Zahnrad für ein GASWÄRME Getriebe einer International Windkraftanlage (60) Nr. 5/2011 chargiert.
(Quelle: AICHELIN Holding GmbH)
451

N ACHRICHTEN
UNTERNEHMEN UND WIRTSCHAFT
20 Jahre Raytek in Berlin
Die Raytek GmbH, ein Hersteller
von Sensoren für die
berührungslose Temperaturmessung
von -50 bis
3.500 °C, feiert in diesem
Jahr ihr 20-jähriges Jubiläum.
Nach der Firmengründung im
Jahr 1991 entwickelte sich
Raytek schnell zu einem der
weltweit führenden Anbieter
auf dem Gebiet der Infrarot-
Temperaturmesstechnik. Das
Unternehmen ist die Europazentrale
der zur Fluke-Gruppe
gehörenden Raytek Corporation
und fungiert zugleich als
Kompetenzzentrum des Konzerns
für stationäre Infrarot-Temperaturmesslösungen.
Vom Miniatursensor für den
Einbau in Maschinen und
Anlagen über Infrarot-Zeilenscanner
zum Überwachen
bewegter Messobjekte bis hin
zur fest installierbaren Wärmebildkamera
– am modern
ausgerüsteten Standort Berlin-Pankow
entwickelt und
fertigt Raytek ein umfassendes
Sortiment an Sensoren
für die Temperaturüberwachung
in Produktionsprozessen.
Der Umzug in das neue,
firmeneigene Gebäude im
Jahr 1999 markierte einen
Meilenstein in der Unternehmensentwicklung:
Speziell
ausgelegte Räumlichkeiten
sowie hochqualifizierte, teils
selbst ausgebildete Fachkräfte
sorgen für eine gleich bleibende
Fertigungsqualität und
erlauben es, neben Standardprodukten
auch flexible Sonderlösungen
für verschiedenste
Anforderungen zu
fertigen. Mit der Fertigung
geht eine besonders sorgfältige
Kalibrierung der Sensoren
einher – die dazugehörigen
Kalibriereinrichtungen werden
ständig weiterentwickelt.
Das Unternehmen beschäftigt
in Berlin rund 100 Mitarbeiter
und verzeichnet zweistellige
Wachstumszahlen.
ThyssenKrupp verkauft Metal Forming Gruppe an
spanische Gestamp Automoción
Die ThyssenKrupp AG hat ein
ganzheitliches Konzept zur
strategischen Weiterentwicklung
beschlossen, um den
Konzern wettbewerbsfähig
und nachhaltig in die Zukunft
zu führen. Das Konzept zur
strategischen Weiterentwicklung
umfasst die Optimierung
des Portfolios, Change Management
und Performancesteigerung.
Ziele sind die Verschuldung
zu reduzieren,
Wachstum zu ermöglichen,
Erträge zu erwirtschaften und
Werte zu schaffen. Im Rahmen
der Optimierung des
Portfolios wird sich der Konzern
von den Geschäften
trennen, für die alternative
strategische Optionen tragfähiger
sind.
Die Metal Forming Gruppe
zählte nicht mehr zum Kerngeschäft
der Business Area
ThyssenKrupp Steel Europe.
Deshalb hatte der Konzern
begonnen, mit Interessenten
über den Verkauf des Unternehmens
zu verhandeln. Als
hervorragender Partner nach
dem Best-Owner-Prinzip hatte
sich die Gestamp Automoción
erwiesen. Gestamp ist ein bedeutender
Wettbewerber unter
den Automobilzulieferern
mit weltweit mehr als 70
Standorten. Mit rund 18.000
Mitarbeitern wurde 2010 in
20 Ländern in der Entwicklung
und Fertigung von Metallkomponenten
und Strukturbauteilen
für Karosserien
ein Umsatz von rund 3,1 Mrd
€ erwirtschaftet. Nachdem
die europäischen Kartellbehörden
grünes Licht gegeben
hatten, konnten Eigentumsübertragung
und Zahlung
(„Closing“) am 20. Juli 2011
erfolgen. Über die finanziellen
Konditionen wurde zwischen
den Vertragspartnern Stillschweigen
vereinbart.
SDI Corporation Taiwan bestellt Glühsockel
bei Ebner
Die Firma SDI Corporation,
Taiwan, erteilte Ebner einen
Auftrag über zwei HICON/
H 2® -Glühsockel zur Wärmebehandlung
von Kupferschmalbändern
für die Automobil-
und Elektronikindustrie.
Der Vertrag zwischen
beiden Partnern beinhaltet
die Lieferung von zwei HI-
CON/H2 ® -Glühsockeln und je
einer Heiz- und Kühlhaube.
Die Ofenanlage kann mit
Bandbunden bis zu einem
Außen durchmesser von
1.800 mm und einem bis zu
2.000 mm hohen Bundstapel
chargiert werden. Neben der
Wärmebehandlung zur Rekristallisation
werden auch
korngrößenorientierte Glühungen
durchgeführt. Der
Produktionsstart ist für April
2012 geplant.
Andritz liefert Walzgerüst nach Südkorea
Der internationale Technologiekonzern
Andritz erhielt
vom südkoreanischen Kohlenstoffstahlproduzenten
Dongkuk
Industries Co., Ltd. den
Auftrag zur Lieferung eines
6-High-Walz gerüsts mit einer
Jahreskapazität von 169.000 t.
Die Inbetriebnahme ist für
Ende 2012 geplant. Der Lieferumfang
umfasst die mechanische
und komplette elektrische
Ausrüstung der Anlage,
die niedrig-, normalund
hochgekohlte Kohlenstoffstähle
in einem Dickenbereich
von 0,4 mm-10,0 mm
bei einer maximalen Breite
von bis zu 650 mm produzieren
wird.
DEKRA expandiert in Prozessindustrie
Die internationale Expertenorganisation
DEKRA übernimmt
das Unternehmen für
Explosionsschutz und Prozess-Sicherheitsdienstleistungen
Chilworth Global in Southampton,
Großbritannien.
Chil worth Global erzielt mit
knapp 160 Mitarbeitern einen
Jahresumsatz von rund 15 Mio.
und ist auf Sicherheitslösungen
für die Prozessindustrie
spezialisiert. DEKRA wird damit
zu einem der führenden
internationalen Anbieter in
diesem Feld. Chilworth Global
452
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

N ACHRICHTEN
verfügt über Prüflabore in
Großbritannien, den USA sowie
über Niederlassungen in
Indien und Kontinentaleuropa
(Frankreich, Italien, Spanien).
Das Dienstleistungsspektrum
umfasst Materialtests, Beratungs-
und Trainings-Services
für die Prozessindustrie mit
Schwerpunkt in der Chemie-,
Pharmaziebranche sowie Lebensmittelindustrie.
Trumpf erneut mit Bosch Supplier Award
ausgezeichnet
Trumpf wurde erneut mit
dem Bosch Supplier Award
ausgezeichnet. Die Ehrung erfolgte
in der Kategorie Machinery
and Equipment. Trumpf
gehört damit zu den wenigen
Bosch Zulieferern, die den begehrten
Preis zum zweiten
Mal in Folge erhalten. Mit
dem Preis würdigt Bosch Unternehmen,
die besonders
gute Leistungen bei der Herstellung
und Lieferung von
Produkten oder Dienstleistungen
in den vergangenen zwei
Jahren erbracht haben – insbesondere
hinsichtlich der
Faktoren Qualität, Preisverhalten,
Zuverlässigkeit, Technologie
und der kontinuierlichen
Verbesserung.
Bosch verleiht den weltweit
ausgeschriebenen Lieferantenpreis
zum zwölften Mal
seit 1987. Die Prämierung findet
alle zwei Jahre statt. Die
erste Auszeichnung für
Trumpf erfolgte im Jahr 2007.
Aufgrund der Finanz- und
Wirtschaftskrise wurde die
Preisverleihung 2009 allerdings
ausgesetzt. Der Preis
wurde in sieben Kategorien
an insgesamt 60 Lieferanten
aus 14 Ländern vergeben.
European Aluminium Award
Der European Aluminium
Award wird in 2012 zum achten
Mal verliehen. Der Grundgedanke
dieses Wettbewerbes
ist die Suche neuer Ideen
für einen effizienten und fortschrittlichen
Einsatz des
Werkstoffs Aluminium. Ausgezeichnet
werden Produkte
und Projekte, die den Werkstoff
Aluminium auf innovative
Art und Weise verwenden.
Die Preisträger des European
Aluminium Award erhalten
nicht nur eine Auszeichnung
für ihren innovativen Geschäftsansatz,
sondern auch
einen wichtigen Anreiz für die
Förderung des Unternehmens
insgesamt.
Die Kategorien 2012 sind:
Consumer Products (Design,
Innovation), Industrial Products
(Transport & Automotive,
Building & Construction, Mechanical
Engineering & Electronics,
Production Techniques)
und Young Designers Preis.
Zum zweiten Mal wird der
“Young Designers” Preis für
die Anerkennung der kreativen
Ideen motivierter Studenten
und selbständiger junger
Designer sowie Ingenieure verliehen.
Außerdem verleiht die
Jury einen Jury-Gesamtpreis
für den interessantesten Beitrag
im Bereich “Environment,
Sustainability & Energy Efficiency”.
Neu in 2012 sind die
Special Prizes, die für die Kategorien
„Rolling”, „Casting”,
„Extrusion” und „Surface
Treatment” vergeben werden.
Der European Aluminium
Award ist eine Initiative des
Niederländischen Aluminium
Centrums in Zusammenarbeit
mit der European Aluminium
Association (EAA), des GDA
(Gesamtverband der Aluminiumindustrie
e.V.) und der
ALUMINIUM Messe.
Weitere Informationen: www.
aluminium-award.eu/2012/.
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453

N ACHRICHTEN
Linde gründet Bildungseinrichtung zum
Flammrichten
Linde erweitert sein Angebot
im Bereich der Aus- und Weiterbildung
in der gasebasierten
Fügetechnik: In seinem
Hamburger Ausbildungszentrum
hat das Unternehmen
jetzt eine Bildungseinrichtung
zum Flammrichten gegründet.
Als einzige Einrichtung in
Deutschland wurde die neue
Kursstätte vom DVS (Deutscher
Verband für Schweißen
und verwandte Verfahren)
zertifiziert. Damit reagiert Linde
auf die Anforderungen der
verarbeitenden Industrie, die
einen wachsenden Bedarf an
Spezialisten auf diesem Gebiet
verzeichnet.
Mit dem neuen Angebot ergänzt
und erneuert Linde das
Know-how von Industrie-Unternehmen
im Flammrichten.
Hier wird den Kursteilnehmern
von Experten das komplette
Wissen zum Thema
Flammrichten in Theorie und
Praxis vermittelt. Das garantiert
eine umfassende Ausbildungsrichtlinie,
die Linde in
enger Zusammenarbeit mit
dem DVS erarbeitet hat.
Beim Flammrichten kommt
Acetylen zum Einsatz. Als
GASAG-Gruppe bündelt technische
Dienstleistungen
Seit 2007 gehört die NGT Service
GmbH mit Sitz in Erfurt
zur GASAG-Gruppe. Mit der
schon 2001 von der GASAG
als 100prozentige Tochter
ausgegründeten BEGA.tec
GmbH gehören damit zwei
Unternehmen zur GASAG-
Gruppe, die Dienstleistungen
zur Installation, Wartung und
Instandhaltung für Energieversorgungsunternehmen
erbringen.
Zur Konzentration
der Kapazitäten im Konzern
und zur Erschließung von Synergien
in der Geschäftstätigkeit
beider Unternehmen
wurde die NGT Service GmbH
mit Wirkung vom 12. Juli
hochentzündliches Reingas
stellt es besondere Anforderungen
an eine sichere Handhabung.
Diese sind in mehreren
parallel gültigen Regelwerken
– wie DGRL, GPSG,
BetrSichV und TRAC – definiert.
Voraussetzung für den
sicheren Umgang mit Acetylen
ist die genaue Kenntnis
der physikalischen, chemischen
und physiologischen
Eigenschaften. Das Hamburger
Ausbildungszentrum von
Linde gewährleistet ab sofort
eine zertifizierte Qualifizierung
dieser Fertigkeiten.
2011 mit der BEGA.tec GmbH
(Berlin) verschmolzen. Mit
dieser Verschmelzung soll die
Kundenorientierung beider
Unternehmen, nunmehr unter
dem Namen BEGA.tec,
weiter verbessert werden. Neben
den bislang bekannten
Leistungen der NGT Service
wird das Portfolio der BEGA.
tec im Bereich Gasanlagen
und Messtechnik nun auch
deutschlandweit angeboten.
Die neue Gesellschaft wird
alle laufenden Kundenaufträge
der NGT Service GmbH
weiter bearbeiten. Erfurt und
Essen bleiben Firmenstandort.
E.ON Ruhrgas nutzt neues Biogasregister
E.ON Ruhrgas hat als erster
Marktteilnehmer Bio-Erdgas-
Mengen in das Biogasregister
der Deutschen Energie-Agentur
(dena) eingebucht. Das
Biogasregister Deutschland ist
eine bundesweite internetbasierte
Handelsplattform und
bietet einen Standard zur Dokumentation
der unterschiedlichen
Eigenschaften von aufbereitetem
Biogas im Erdgasnetz
(Bio-Erdgas). Das Re -
gister erleichtert so die Vermarktung
von Bio-Erdgas. Die
Bio-Erdgas-Mengen wurden
von der E.ON Bioerdgas
GmbH produziert. Von der
dena zugelassene Auditoren
des TÜV Rheinland haben die
Produktion vor Ort geprüft
und Menge, Eigenschaftsprofil
und biogene Herkunft zertifiziert.
Das zertifizierte Bio-
Erdgas wird von E.ON Ruhrgas
an die erdgas mobil
GmbH geliefert. Sämtliche
Fahrzeuge des VW Scirocco
R-Cup 2011 fahren mit diesem
Kraftstoff.
Die dena hat das Biogasregister
zusammen mit Partnern
aus der Wirtschaft, u.a. E.ON
Bioerdgas GmbH und TÜV
Rheinland, aufgebaut. Mit
Hilfe des Registers können
Produzenten, Händler und
Anwender dokumentieren,
welche Art von Bio-Erdgas sie
handeln oder verwenden, wie
viel ins Erdgasnetz eingespeist
und wie viel entnommen
wird. Das Biogasregister ermöglicht,
den Nachweis für
biogene Eigenschaften und
umweltschonende Produktion
des im ganzen Netzgebiet
verteilten Bio-Erdgases zu
führen.
Geschäftsbereich „Technologien für Energieeffizienz“
der Kofl er Energies AG fortgeführt
Das Management der Kofler
Energies Technology GmbH
hat den Geschäftsbereich
„Technologien für Energieeffizienz“
in einem Management-Buy-Out-Prozess
übernommen
und führt diesen als
deep impact group GmbH
fort. Neuer Alleingesellschafter
ist die NEK Sustainable Invest
GmbH von Stephan
Wachtel, der seit dem Jahr
Gazprom steigert Gewinn in Europa
Der russische Gasmonopolist
Gazprom hat Gewinn und
Umsatz im ersten Geschäftsquartal
deutlich gesteigert.
Vor allem die Kunden in Europa
haben ihre Bestellungen
erhöht. Der Gewinn stieg verglichen
zum Vorjahreszeitraum
um 42 % auf 478,5
Mrd. Rubel (rund 11,4
2008 als Technikvorstand der
Kofler Energies AG den Bereich
Technologie und Innovation
verantwortet hatte. Stephan
Wachtel blickt auf eine
knapp 20-jährige Erfahrung
im Bereich Energieeffizienz
zurück und hat 1995 die NEK
Ingenieur-Gruppe gegründet,
die im Jahre 2008 von der
Kofler Energies AG übernommen
wurde.
Mrd. €). Analysten hatten
durchschnittlich 406 Mrd. Rubel
erwartet. Der Umsatz zog
um 38 % auf 1320 Mrd. Rubel
an. 2010 hatte der Gasmonopolist
998 Mrd. Rubel
verdient.
In Gazproms größtem Markt,
Europa, profitierte das Unter-
454
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

N ACHRICHTEN
nehmen durch eine wieder
erstarkte Nachfrage und gestiegene
Preise. Von Januar
bis März pumpte Gazprom
mit 46,6 Mrd. m 3 11,8 %
mehr Gas nach Europa und in
die Türkei als im Vorjahreszeitraum.
Die Gasausfuhren
in Länder der ehemaligen
Sow jetunion stiegen rasant
um 71,7 % auf 29,2 Mrd. m 3 .
Die Gaspreise zogen in dem
Berichtszeitraum durchschnittlich
um 14 % an. Die
Verkäufe in Russland stagnierten
dagegen. Die Gaslieferungen
auf dem russischen
Binnenmarkt lagen mit 102,5
Mrd. m 3 etwa auf dem Vorjahresniveau.
Analysten erwarten
für den weiteren Jahresverlauf
wegen der bereits
hohen Gaslieferungen in Europa
geringere Erlössteigerungen.
Mitte Juli hatte Gazprom
eine Absichtserklärung
mit dem deutschen Stromproduzenten
RWE geschlossen.
Die beiden Konzerne wollen
Steinkohle- und Gaskraftwerke
in Deutschland, Großbritannien
und den Beneluxstaaten
bauen und betreiben.
Studie „Effizienzsteigerung in stromintensiven
Industrien“
Die Beraterfirma Roland Berger
hat in einer Studie „Effizienzsteigerung
in stromintensiven
Industrien“ für ausgewählte
Industriebranchen
ausgerechnet, dass 23 Mrd. €
Investitionen in die Energieeffizienz
zukünftig 100 Mrd. €
Energiekosten einsparen können.
Anhand von vier ausgewählten
Industriezweigen
zeigen die Studienmacher
Handlungsstrategien bis 2050
auf. Laut Roland Berger könnte
beispielsweise die Papierindustrie
bereits bis zum Jahr
2030 bei der Energieeffizienz
um 30 % zulegen. Bis 2050
liege das Potenzial sogar bei
50 %. In der Metallverarbeitungsindustrie
können bis
2050 etwa 40 % der Stromkosten
eingespart werden.
Siemens liefert Sinteranlage für Indien
Jindal Steel & Power Limited
(JSPL) hat Siemens VAI Metals
Technologies mit der Lieferung
einer Sinteranlage beauftragt.
Sie soll in einem neuen
Stahlwerk zum Einsatz
kommen, das derzeit in Patratu,
Distrikt Ramgarh, im indischen
Bundesstaat Jharkhand
gebaut wird. Die Sinteranlage
wird über ein Sinterband mit
einer Saugfläche von 490 m 2
verfügen und pro Jahr etwa
5 Mio. t an hochqualitativem
Sinter für die Hochofenbefüllung
erzeugen. Der Auftragswert
liegt im zweistelligen
Millionen-Euro-Bereich. Nach
Inbetriebnahme voraussichtlich
Mitte 2013 wird die Produktionslinie
eine der größten
Sinteranlagen in Indien sein.
Das Unternehmen übernimmt
außerdem das Basis- und Detail-Engineering
für die Prozessausrüstung,
liefert die
Elektrotechnik und die Automatisierungssysteme
auf Level
1 und Level 2 sowie Ersatzteile
für die Sinteranlage. Die Montage
und Inbetriebnahme sowie
die Schulung des Betriebspersonals
gehören ebenso
zum Auftrag wie Beratungsleistungen
für die Zukäufe des
Kunden. Das Projekt wird gemeinsam
von Siemens VAI in
Linz, Österreich, und Siemens
VAI Metals Technologies Private
Limited in Kolkata, Indien,
abgewickelt. Neben der Elektro-
und Prozesstechnik imple-
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
455

N ACHRICHTEN
Messen/Kongresse/Tagungen
5.-7. Okt. European Conference on Aluminium Alloys
in Bremen
DGM – Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e.V.
Tel.: 069/75306-747, Fax: 069/75306-733
ecaa@dgm.de, www.dgm.de/ecaa
12.-14.
Okt.
19.-20.
Okt.
19.-20.
Okt.
25.-26.
Okt.
25.-26.
Okt.
67. Härterei-Kolloquium
in Wiesbaden
AWT – Arbeitsgemeinschaft Wärmebehandlung und
Werkstofftechnik e.V.
Tel.: 0421/522 93 39, Fax: 0421/522 90 41
awt.ev@t-online.de, www.awt-online.org
54. Internationales Feuerfestkolloquium
in Aachen
ECRef European Centre for Refractories gGmbH
Tel.: 02624/9473-171, Fax: 02624/9473-200
info@ecref.eu, www.feuerfest-kolloquium.de
Schadensanalyse
37. Tagung in Würzburg
VDI Wissensforum
Tel.: 0211/6214-201, Fax: 0211/6214-154
wissensforum@vdi.de, www.vdi.de/schadensanalyse
50. Gasfachliche Aussprachetagung (gat)
Tagung und Fachausstellung in Hamburg
Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e.V.
Tel.: 0228/9188-601, Fax: 0228/9188-611
krecker@dvgw.de, www.gat-dvgw.de
Hochleistungskeramik 2011
Symposium und Kolloquium in Karlsruhe
DGM – Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e.V.
Tel.: 069/75306-747, Fax: 069/75306-733
hlk@dgm.de, www.dgm.de/dgm/hlk
8.-9. Nov. Fachforum Biogas
in Leipzig
DBI - Gastechnologisches Institut gGmbH Freiberg
Tel.: 03731/4195-339
kontakt@dbi-gti.de, www.dbi-gti.de/termine
15.-16.
Nov.
7.-9.
Febr.
5.-7.
März
4.-6.
April
Explosionsschutz
Fachtagung in Fulda
Tel.: 08233/2340-00
Weka Media GmbH & Co. KG
akademie@weka.de, www.weka-akademie.de
e-world energy and water
Messe und Kongress in Essen
Messe Essen GmbH
Tel: 0201/7244-0, Fax: 0201/7244-248
mail@e-world-essen.com, www.e-world-2012.com
Hochleistungskeramik 2012
DKG-Jahrestagung und Symposium in Nürnberg
Deutsche Keramische Gesellschaft e. V.
Tel.: 02203/96648-0, Fax: 02203/69301
info@dkg.de, www.dkg-jahrestagung.de
Hannover Messe 2012
in Hannover
Deutsche Messe AG
Tel: 0511/89-31146, Fax: 0511/89-31149
info@messe.de, www.hannovermesse.de
mentiert Siemens innovative
Lösungen und Systeme, die zu
einer verbesserten Effizienz
der Produktion, zu einer
gleichbleibend hohen Sinterqualität
und reduzierten Betriebskosten
beitragen. Dazu
zählt unter anderem ein Intensiv-Misch-
und Granuliersystem
für die Behandlung und
Aufbereitung des Rohmaterials.
Dieses System ermöglicht
auch die Verarbeitung von
Material, das zu mehr als
ZPF auf Wachstumskurs
60 % aus kostengünstigen,
pelletierten Feinerzen (Pellet
Feed) mit einer Korngröße von
weniger als 100 Mikrometern
besteht, und normalerweise
nicht für den Sinterprozess geeignet
ist. Darüber hinaus
wird eine von Siemens VAI
entwickelte selektive Abgasrückführung
eingesetzt, mit
der etwa 40 % der Sinterabgase
in den Produktionsprozess
zurückgeführt werden
können.
Um die Systemführerschaft
beim Warmhalten, Schmelzen
und Vergießen von Aluminium
weiter auszubauen, investiert
die ZPF Holding in drei
Kernbereiche. Zunächst wurde
eine Mehrheitsbeteiligung
an der Foundry 4 ThermDos
GmbH erworben, die zukünftig
unter dem Namen ZPF
Foundry4 GmbH firmiert.
Kernkompetenz ist das Produkt
ThermDos, ein Dosierofen
für Aluminium, der sowohl
im Druckguss als auch
im Sand- und Gravitationsguss
zum Einsatz kommt.
Ein weiteres Investitionsfeld
liegt in Asien. Nachdem im
Frühjahr dieses Jahres in einem
ersten Schritt eine ZPF-
Repräsentanz in Shanghai eröffnet
wurde, wurden im
Sommer die Weichen dafür
gestellt, bis Ende des Jahres
2011 einen eigenen Produktionsstandort
in China zu etablieren.
Alle wesentlichen Managementfunktionen
sind bereits
besetzt. Die Pro duktionsgesellschaft
in Fernost wird
eine eigene Marktverantwortung
erhalten und neben China
auch angrenzende Länder
wie Korea, Taiwan, Vietnam,
Kambodscha oder die Philippinen
mit den Ofenanlagen
von ZPF versorgen.
Der dritte Bereich, in den die
ZPF Holding investiert, betrifft
den Ausbau der Serviceaktivitäten.
Unter der Firmierung
ZPF Services GmbH wurde die
gesamte Kundenbetreuung in
eine eigenständige Gesellschaft
überführt. Das Unternehmen
ist einige Kilometer
vom Firmensitz der ZPF Holding
/ ZPF therm entfernt in
Heilbronn angesiedelt. Von
hier aus werden zukünftig
sämtliche Einsätze gesteuert
und die Versorgung der Kunden
mit Ersatzteilen organisiert.
Die Betreuung der lokalen
Serviceteams, die weltweit
vertreten sind, erfolgt ebenfalls
von Heilbronn aus.
17.-19.
April
22.-25.
Mai
Energieeffizienz 2012
20. Fachmesse und Tagung in Erfurt
AGFW – Energieeffizienzverband
für Wärme, Kälte und KWK e.V.
Tel.: 069/6304-415, Fax: 069/6304-391
info@eneff-messe.de, www.eneff-messe.de
Ceramitec 2012
Messe in München
Messe München GmbH
Tel.: 089/949-20273; Fax: 089/949-20279
info@ceramitec.de, www.ceramitec.de
456
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

N ACHRICHTEN
VERANSTALTUNGEN
CERAMITEC 2012:
Technologies – Innovaticns – Materials
Die CERAMITEC 2009 stand
unter dem Einfluss der weltweiten
Finanz- und Wirtschaftskrise,
die auch die
grobkeramische Industrie und
ihre Zulieferer stark getroffen
hat. Nun blickt die Branche
mit Spannung auf die nächste
CERAMITEC, die vom 22. bis
25. Mai 2012 stattfinden
wird. Mit dem
neuen Slogan „Technologies
– Innovations
– Materials“ wird die
gesamte Bandbreite
der Branche zum Ausdruck
gebracht: von der klassischen
Keramik über Rohstoffe
und Pulvermetallurgie
bis hin zur Technischen Keramik.
Die Anlagenbauer für die
Grobkeramik werden neue,
effizientere Maschinen und
Anlagen zeigen, während
Rohstofflieferanten ihre Produkte
und innovativen Komplettlösungen
dem Besucher
anbieten. Aber auch Forschungsinstitute
präsentieren
ihre Visionen für die Werke
der Zukunft.
energieeffizientere Produktion
entwickelt und ihre Maschinen
dabei zum Teil schon
bis ins Detail optimiert. Nun
steht die Branche vor der Herausforderung,
ihren Energiebedarf
bei der Produktion in
den nächsten Jahren weiter
deutlich zu senken. Dafür
sind teilweise grundlegende
Änderungen im
Produktionsprozess
notwendig.
Traditionell hat der Bereich
Grobkeramik seine
Heimat in München auf
der CERAMITEC gefunden.
Das zeigt sich unter anderem
daran, dass wie auch bei den
letzten Veranstaltungen diese
Sparte wieder mit den namhaften
Key-Playern vertreten
sein wird.
Neben der kompletten Darstellung
der gesamten Branche
bietet die Messe auch ein
umfangreiches Rahmenprogramm.
Gemeinsam mit der
Fachzeitschrift Zi Ziegelindustrie
International, wird am 23.
Mai 2012 zum 2. Mal der
HSH Härtereitechnik GmbH
Im Schlop 11
47559 Kranenburg
Tel +49(0)2826-90400
www.hsh-gmbh.com
Wartung, Inspekon,
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Heizsysteme gas/elektrisch,
Ofensteuerungen,
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Betriebsverlagerung,
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Anlagen, Automasierung,
AMS 2750/CQI 9-Beratung,
Abnahme
Partner für Ihre Projekte
rund um die Wärmebehandlungstechnik
Neuer Termin „waste to energy+recycling“ 2013
Das internationale Branchentreffen
„waste to energy+
recycling“ findet vom 5. bis 7.
Juni 2013 statt. Der ursprünglich
vom Veranstalter Messe
Bremen für Mai 2013 angekündigte
Termin musste wegen
einer anderen Großveranstaltung
auf dem Messegelände
geändert werden.
Fachmesse und Konferenz
sind für den 5. und 6. Juni angesetzt,
am 7. Juni beendet
ein Rahmenprogramm mit Exkursionen
die Veranstaltung,
die zuletzt einen Auslandsanteil
von mehr als 20 % mit
starkem Fokus auf Europa vorweisen
konnte. Die Schwerpunktthemen
für 2013 liegen
in der energetischen Verwertung
von Abfällen und Biomassen
sowie der nachhaltigen
Rohstoffrückgewinnung.
www.wte-expo.de
Das nächste Jahrzehnt wird
für die grobkeramische Industrie
noch stärker unter dem
Aspekt umfangreicher Energieeinsparungen
stehen. Die
Maschinen- und Anlagenbauer
haben in den letzten Jahren
Lösungen für eine immer
„Heavy Clay Day“ veranstaltet.
Hier präsentieren die Experten
der Branche ihre zukunftsweisenden
Lösungen
und neue Ideen zum Schwerpunkt
„Ressourcenschonende
Produktion und Bauweise“.
www.ceramitec.de
ALUMINIUM zieht es ab 2012 nach Brasilien
Die ALUMINIUM, weltweit
führender Messepartner der
Aluminiumindustrie, baut ihre
globalen Aktivitäten erneut
aus und wird ab dem kommenden
Jahr mit einer Veranstaltung
in Brasilien präsent
sein. Mit der International
ALUMINIUM BRAZIL, die vom
24. bis 26. April 2012 im Rahmen
der EXPOALUMINIO
stattfinden wird, verstärkt
Reed Exhibitions seine Veranstaltungsaktivitäten
in den
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
457

N ACHRICHTEN
Fortbildung
4. Okt. Wärmebehandlung und Eigenschaften von
Leichtmetalllegierungen
AWT-Seminar in Bremen
5.-6. Okt. Controlling kompakt I
AGE-Seminar in Baden-Baden
12. Okt. Bilanzkreismanagement Gas für den Gashandel
BDEW-Seminar in Erfurt
18.-19.
Okt.
19.-21.
Okt.
Nitrieren und Nitrocarburieren in der industriellen
Anwendung
TAE-Seminar in Ostfildern
Hochtemperaturkorrosion
DGM-Seminar in Jülich
20. Okt. Social Media und Web 2.0
BDEW-Seminar in Köln
20.-21.
Okt.
26.-28.
Okt.
Betrieblicher Explosionsschutz und Prüfungen nach
BetrSichV
VDI-Seminar in Stuttgart
Das 1x1 der Energiewirtschaft II – Starthilfe für
Neu- und Quereinsteiger
AGE-Seminar in Bayreuth
2.-3. Nov. Metallurgie und Technologie der Aluminium-
Werkstoffe
DGM-Seminar in Bonn
8. Nov. Internationale Werkstoffnormung
DIN-Seminar in Stuttgart
8.-9. Nov. Technik der Gasversorgung für Kaufleute
AGE-Seminar in Dresden
10. Nov. Energieeinsparverordnung und Energieberatung
in der Praxis
DIN-Seminar in Berlin
22. Nov. Bilanzkreismanagement Gas für den Gashandel
BDEW-Seminar in Düsseldorf
24.-25.
Nov.
27.-30.
Nov.
Simulation thermomechanisch induzierter Struktur
und Phasenumwandlung
DGM-Seminar in Bayreuth
Refractory Technology, Part 1
Stahl-Akademie-Seminar in Köln
AGE – Die Akademie der Energie- und Wasserwirtschaft
Tel.: 0228-2598-100, Fax: 0228-2598-120
anmeldung@ew-online.de, www.age-seminare.de
AWT – Arbeitsgemeinschaft Wärmebehandlung und Werkstofftechnik
e.V.
Tel.: 0421-522-9339, Fax: 0421-522-9041
awt.ev@t-online.de, www.awt-online.org
BDEW → EW Medien und Kongresse GmbH
Tel.: 069-710 46 87-0, Fax: 069-710 46 87-359
info@ew-online.de, www.ew-online.de
DGM – Deutsche Gesellschaft für Materialkunde e.V.
Tel.: 069-75306-757, Fax: 069-75306-733
np@dgm.de, www.dgm.de
DIN-Akademie
Tel.: 030-2601-2872, Fax: 030-2601-42216
thomas.winter@beuth.de, www.beuth.de
TAE – Technische Akademie Esslingen
Tel.: 0711-34008-23, Fax 0711-34008-27,-43
anmeldung@tae.de, www.tae.de
Stahl-Akademie → Stahlinstitut VDEh
Tel.: 0211-6707-644, Fax: 0211-6707-655
info@stahl-akademie.de, www.stahl-akademie.de
VDI Wissensforum GmbH
Tel.: 0211-6214-201, Fax: 0211-6214-154
wissensforum@vdi.de, www.vdi-wissensforum.de
weltweit wichtigsten Regionen
der Aluminiumindustrie.
Brasilien – drittgrößter Bauxitlieferant
der Welt und mit einer
Tonnage von 1,6 Mio. t
die Nummer 7 der Produzenten
von Primäraluminium –
übernimmt auch in der Produktion
und Verarbeitung
von Aluminium eine Schlüsselfunktion
im südamerikanischen
Kontinent. Schon heute
ist die EXPOALUMINIO,
E-world 2012 ganz im Zeichen
von „smart energy“
Die zwölfte E-world energy &
water, die vom 7. bis 9. Februar
2012 in der Messe Essen
stattfindet, zeigt unter anderem
neueste Entwicklungen
zum Thema „smart energy“.
In Halle 7, auf einer Fläche
von 540 m 2 präsentieren rund
30 Aussteller Lösungsansätze
für einen Wirtschaftszweig
mit Zukunft. Dabei geht es
etwa um intelligent steuerbare
Netze (smart grids), intelligente
Zähler (smart
Meter) oder vernetzte
Haustechnik. „Smart
energy“ als vergleichsweise
junger Ausstellungbereich
stößt bei
Besuchern wie Ausstellern
auf großes Interesse:
Vor zwei Jahren
wurde die Präsenta tion des
Geschäftsfelds erstmals in das
Konzept der E-world energy
& water integriert. Heute bietet
die Leitmesse der Energieund
Wasserwirtschaft einen
umfassenden Einblick in die
Entwicklungen einer Branche,
die mithilfe innovativer Technologien
Chancen für mehr
Energieeffizienz aufzeigt, um
damit auch den Kohlendioxid-Ausstoß
langfristig zu
reduzieren.
veranstaltet von Reed Exhibitions
Alcantara Machado und
dem brasilianischen Aluminiumverband
ABAL, mit 120
Ausstellern und gut 10.000
Fachbesuchern auf einer Ausstellungsfläche
von 5.000 m²
der wichtigste Branchentreff
der Aluminiumindustrie auf
dem gesamten amerikanischen
Kontinent.
www.aluminium-brazil.com
Erweitert wird der Bereich
durch die Sonderschau „Future
of Mobility“. Die Fahrzeughersteller,
Infrastruktur-
Dienstleister und Verbände
zeichnen die Entwicklung von
alternativen Mobilitätskonzepten
nach. In Sachen Elektromobilität
geht die Forschung
mit großen Schritten
voran. Die Sonderschau zeigt
neue Speichertechnologien
und IT-Lösungen.
Die Wege, um saubere Antriebskraft
zu produzieren
sind vielfältig, eine Möglichkeit
ist die Sonne. „Future of
Mobility“ zeigt solare Carports,
die einerseits Schutz
vor Wind und Wetter bieten,
und andererseits sauberen
Strom direkt vor Ort bereitstellen.
Neben theoretischem
Know-how gibt es aber auch
Informationen mit Praxisbezug:
Auf einem Parcours erhalten
Besucher die Möglichkeit,
alternativ angetriebene
Zweiräder im Selbstversuch
zu testen.
www.e-world-2012.com
458
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

N ACHRICHTEN
Branchentreff der Wärmebehandlung und
Härtereitechnik 2012 in München
Abend vor der Veranstaltung
anreisen, bieten die Veranstalter
mit einem „Come-Together“
am Mittwoch bereits
die Gelegenheit zum Gedankenaustausch
und „Networking“
unter Fachkollegen.
www.werkstofftechnik
seminare.de
Auch für das kommende Jahr
haben die Veranstalter der
Münchner Werkstofftechnik
Seminare Dr. Schreiner und
Dr. Irretier für das Seminarprogramm
eine Reihe sehr
bekannter Referenten gewinnen
können, die wieder gemäß
dem Motto „aus der
Praxis, für die Praxis“ im Hotel
Post Pasing in München am
31. März und 1. April 2012
vortragen werden.
Der Aktualität folgend werden
auf der kommenden Veranstaltung
u.a. die Wärmebehandlungsverfahren
in der
Zukunft, Schadensfälle in
Härterein, Recourcenschonung,
Energieeffizienz, Wärmebehandlung
von Großgetrieben,
Nitrieren und Nitrocarburieren
– Verschleiß- und
Korrosionsschutz und Hochtemperaturaufkohlung
die
Schwerpunktthemen sein.
Neben der begleitenden Ausstellung
und dem geselligen
Münchner Abend am ersten
Tag der Veranstaltung, wird
im kommenden Jahr erstmals
in der Rubrik „Produktneuheiten
in der Wärmebehandlung-
Unternehmen stellen
sich vor“ den interessierten
Herstellern und Lieferanten
ein Forum geboten, deren innovative
Entwicklungen und
Produkte vorzustellen. Den
Teilnehmern, die bereits am
Neue Leitmesse IndustrialGreenTec auf der
HANNOVER MESSE
Mit der neuen Leitmesse IndustrialGreenTec
baut die
HANNOVER MESSE (23. bis
27. April 2012) die
Themenfelder
Umwelttechnologien
und Nachhaltigkeit
weiter aus.
Als ideeller Träger
konnte der Zentralverband
Elektrotechnik-
und
Elektronikindustrie e.V. (ZVEI)
gewonnen werden. „Um im
internationalen Wettbewerb
auch zukünftig bestehen zu
können, brauchen unsere
Mitgliedsunternehmen Rahmenbedingungen,
mit denen
sie ihre Innovations-, Wachstums-
und Wettbewerbsfähigkeit
nachhaltig entwickeln
können.
Umwelttechnologien
spielen hier
eine Schlüsselrolle.
Mit der Industrial-
GreenTec im Rahmen
der HANNOVER MESSE
2012 gibt es nun erstmals
eine Plattform, auf der Unternehmen
nicht nur ihre Produkte
präsentieren, sondern
Besuchen Sie uns auf
dem Härtereikolloquium:
Halle 3, Stand 202.
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Unterschiedliche Materialqualitäten erfordern unterschiedliche Atmosphären im Wärmebehandlungsofen. CARBOCAT ® bietet Ihnen daher höchste Flexibilität und ermöglicht sowohl
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Stand der Technik wiederzugeben und innovative Entwicklungen in der Branche
aufzuzeigen. Die Leser erhalten einen detaillierten Überblick über unverzichtbare
theoretische Grundlagen, Feuerungskonzepte, Schadstoffbildung, Wärmerückgewinnung
und wesentliche Bauarten. Der Fokus liegt stets auf der Steigerung der
Energieeffi zienz und liefert somit wichtige Tipps für die berufl iche Praxis.
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rechtzeitige Absendung des Widerrufs oder der Sache an die Vulkan-Verlag GmbH, Versandbuchhandlung, Huyssenallee 52-56, 45128 Essen.
Nutzung personenbezogener Daten: Für die Auftragsabwicklung und zur Pfl ege der laufenden Kommunikation werden personenbezogene Daten erfasst, gespeichert und verarbeitet. Mit dieser Anforderung erkläre ich mich damit einverstanden, dass ich vom
Oldenbourg Industrieverlag oder vom Vulkan-Verlag per Post, per Telefon, per Telefax, per E-Mail, nicht über interessante Fachangebote informiert und beworben werde. Diese Erklärung kann ich mit Wirkung für die Zukunft jederzeit widerrufen.

N ACHRICHTEN
sich über dieses Thema auf
hohem Niveau austauschen
können“, sagt Dr. Klaus Mittelbach,
Vorsitzender der Geschäftsführung
des ZVEI.
Mittelständische Unternehmen
wollen die Industrial-
GreenTec nutzen, um Technologien
zu präsentieren, die
auf der HANNOVER MESSE
bisher kaum sichtbar waren.
Die produzierende Industrie
erhält damit erstmals eine internationale
Plattform, um
Produkte, Technologien und
Verfahren für umweltgerechtes
und nachhaltiges Produzieren
entlang der gesamten
Wertschöpfungskette zu präsentieren.
Neben der Ausstellung haben
Besucher die Möglichkeit,
sich im Kompetenzzentrum
für Umwelttechnologien über
Finanzierung, Zertifizierung,
Beratung oder Contracting zu
informieren. Inhaltlich wird
die IndustrialGreenTec durch
die GreenTec-Konferenz begleitet.
Dort informieren und
diskutieren internationale Experten
über aktuelle Branchenthemen
und Lösungen.
Für junge Unternehmen der
Branche ist eine „GreenTec
Start-up Area“ geplant.
www.hannovermesse.de
the expertise
ORGANISATIONEN UND VERBÄNDE
Kooperationsprojekt für Jungingenieure von VDI
und ASME
CERAMITEC 2012
Technologies | Innovations | Materials
Im Juli trafen sich Studenten
und Jungingenieure des VDI
und der American Society of
Mechanical Engineers (ASME)
zum gemeinsamen Pilotprojekt
„Energiekonzept 2050 –
100 % erneuerbar“ im VDI-
Haus in Düsseldorf. Die Gruppe
bestätigte ihre These, dass
ein Wechsel zu einem komplett
nachhaltigen Energiesystem
zwar ambitioniert, aber
durchaus möglich ist. Voraussetzung
sei vor allem die Wettbewerbsfähigkeit
der erneuerbaren
Energietechnologien –
insbesondere auch im Hinblick
auf Perspektiven für energieintensive
Unternehmen.
Kritik am EEG-Entwurf
Der Gesamtverband textil+
mode (t+m), der Wirtschaftsverband
Stahl- und Metallverarbeitung
(WSM) und
auch der Bundesverband der
Anfang April hatte sich die
Gruppe bereits in Washington
getroffen. Dort einigten sich
die Mitglieder darauf, eine
langfristig ausgerichtete Energie-Roadmap
zu entwickeln.
Beide Teams hatten sich
engagiert, um zu analysieren,
welches Technologieportfolio
denkbar wäre, welche rechtlichen
Schritte beachtet werden
müssten und wie man
die Akzeptanz in der Bevölkerung
erhöhen könnte. Bis
zum Weltingenieurtag im
September in Genf soll eine
gemeinsame Thesenfassung
entstehen.
deutschen Gießerei-Industrie
(BDG) kritisieren den Gesetzesentwurf
zur Novelle des
Erneuerbare-Energien-Gesetzes
des BMU. Die drei Indust-
22. – 25. Mai 2012
Neue Messe München
Die Zukunft kennen:
Erfahren Sie alles zu Technischer
Keramik und Pulvermetallurgie.
Nur die CERAMITEC zeigt, was Entscheider wissen
müssen! Technologien – Innovationen – Rohstoffe.
Als globale Leitmesse bietet sie Ihnen somit einmalige
Synergien zwischen den artverwandten Technologien
der Pulvermetallurgie und Keramik.
Tag der
Technischen Keramik
24. Mai 2012
www.ceramitec.de
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
461

N ACHRICHTEN
GWI-Seminare
4.-5. Okt. Sicheres Arbeiten und Sicherheitstechnik in der
Gas- Hausinstallation
4.-5. Okt. Sachkundigenschulung Durchleitungsdruckbehälter
einschließlich Erdgas-Vorwärmanlagen
nach DVGW G 498 und G 499
10.-11. Okt. Weiterbildung von Sachkundigen u. technischem
Personal für Klärgas- und Biogasanlagen in der
Abwasserbehandlung
10.-11. Okt. Gasspüren und Gaskonzentrationsmessungen
12.-13. Okt. Sachkundigenschulung für die Prüfung von Gas-
Messanlagen nach DVGW-Arbeitsblatt G 492
17.-19. Okt. Sachkundigenschulung Gas-Druckregel- und
-Messanlagen im Netzbetrieb und in der Industrie
20.-21. Okt. Gasgerätetechnik für Bereitschaftsdienste
7. Nov. Arbeiten an Gasleitungen bei unkontrollierter
Gasausströmung für Betriebspraktiker und Bereitschaftsdienste
8.-9. Nov. TRGI-Expertenforum - Praxisgerechte u. wirtschaftliche
Anwendung der Technischen Regeln
für Gasinstallationen
10.-11. Nov. Gas-Druckregel- und Messanlagen -Praxisseminar-
14.-15. Nov. Weiterbildung von Sachkundigen im Bereich
Erdgastankstellen - DVGW G 651 -
14. Nov. Arbeiten an Gasrohrleitungen auf Werksgelände
und im Bereich betrieblicher Gasverwendung
15. Nov. Praxistraining für den Bereitschaftsdienst Erdgas
16.-18. Nov. Sachkundigenschulung Gasabrechnung gemäß
DVGW G 685
17. Nov. Wirtschaftliche Instandhaltung von Gasnetzen
und -anlagen
riebranchen repräsentieren
mit rund 7.000 Unternehmen,
900.000 Beschäftigten
und einem Jahresumsatz von
109 Mrd. € einen Anteil von
mehr als 10 % am verarbeitenden
Gewerbe in Deutschland.
Der Entwurf zur Novelle des
Erneuerbare-Energien-Gesetzes
sieht keine Kostenbegrenzung
vor. Zugeständnisse versucht
das BMU über minimale
Änderungen an der Härtefallregelung
zu machen. Die Kritik
der Verbände: Es handele
sich lediglich um ein Placebo.
Die Härtefallklausel, die energieintensive
Unternehmen
von Zahlungen befreit, erfordert
einen Energiebedarf von
10 GWh/a und einen Energiekostenanteil
von >15% an
der Bruttowertschöpfung.
Diese Schwellenwerte schließen
den Mittelstand mit seinen
kleineren Produktionseinheiten
bisher aus. Alle drei
Verbände fordern, die EEG-
Umlage auf 2 ct/kWh zu deckeln,
den Schwellenwert der
Härtefallregelung auf höchstens
1 bis 5 GWh/a zu senken
sowie eine Absenkung und
eine neue, faire Staffelung
der Bruttowertschöpfungsschwelle.
Unternehmen mit
vielen Beschäftigten dürfen
nicht bestraft werden.
Aktuell zahlen die Unternehmen
eine EEG-Umlage von
3,53 ct/kWh, 2009 waren es
rund 1,2 ct/kWh. Diese Steigerung
von knapp 170 % belastet
vor allem die mittelständische
Industrie. Gefährdete
Produktionsfähigkeit an deutschen
Standorten und Verlagerungen
ins Ausland bedrohen
die Wertschöpfungsketten
in Deutschland.
Ein aktueller Energiepreisvergleich
des WSM zeigt: Der
Netto-Strompreis ist für die
Unternehmen der Stahl- und
Metallverarbeitung 2011 im
Vergleich zu 2010 um 8 %
von 9,5 ct/kWh auf 8,8 ct/
kWh gesunken, die EEG-Umlage
stieg jedoch um 72 %
von 2,0 ct/kWh auf 3,53 ct/
kWh. Nach Berechnungen
des BDG vertilgt die EEG-Umlage
bis zu 50 % der Gewinne
einer Gießerei. Energieintensive
Unternehmen zahlen
hingegen 0,05 ct/kWh.
21.-22. Nov. Gas-Hausanschlüsse - Neue Konzepte für Planung
- Betrieb - Instandhaltung
23.-24. Nov. Durchleitungsdruckbehälter Praxis-Vertiefungsseminar
/ Weiterbildung von Sachkundigen nach G 498
24. Nov. Organisation des Bereitschaftsdienstes
29.-30. Nov. Prüfungen, Dokumentationen und Abnahmen von
GDRM-Anlagen bis 5 bar durch Sachkundige
1.-2. Dez. Störungen und Störungsbeseitigung an Gas-
Druckregelanlagen
6.-7. Dez. Sachkundige für Erdgastankstellen - Das neue
DVGW-Arbeitsblatt G 651
6.-7. Dez. Weiterbildung von Sachkundigen und technischen
Führungskräften im Bereich von Gas-Druckregelund
-Messanlagen
6. Dez. Sicherheitstraining bei Bauarbeiten im Bereich von
Versorgungsleitungen - BALSibau - DVGW GW 129
7.-8. Dez. Auslegung und Dimensionierung von Gas-Druckregelanlagen
Gaswärme-Institut e.V., Bildungswerk
Tel.: 0201-3618-143, Fax: 0201-3618-146
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Maschinenexport wächst zweistellig
Die deutschen Maschinenexporte
wuchsen im zweiten
Quartal um 15,8 % gegenüber
dem Vorjahresquartal
auf nunmehr 35,9 Mrd. €.
Das Tempo aus dem ersten
Quartal, mit einer Steigerungsrate
von 20,9 %, wurde
nicht mehr erreicht. Damals
war der Vergleichsmaßstab
aber auch das erste Quartal
2010 – und das war im Export
der absolute Tiefpunkt der
Krise. Während sich in den
meisten Märkten das Wachstum
verlangsamt hat, kommt
der russische Markt erst wieder
in Schwung. Der Vorjahreswert
wurde um 50,1 %
übertroffen. Russland ist
mittlerweile der viertwichtigste
Markt für die deutschen
Maschinenbauer nach China,
den USA und Frankreich.
Die deutschen Maschinenausfuhren
wuchsen im Juni 2011
um nominal 4,9 % gegenüber
dem Vorjahresmonat.
Die Exporte steigen damit im
ersten Halbjahr um plus
18,2 % gegenüber dem Vorjahr.
Großen Anteil an diesem
Zuwachs hatte der chinesische
Markt, der um 41,5 %
auf einen Anteil von jetzt
13,5 % zunahmen. Der russische
Markt wuchs um 40,1 %
und verdrängte den italienischen
von Platz 4. Großes
Wachstum gab es auch in der
Türkei (36,1 %), die von Rang
15 auf 11 vorzog. Auch der
US-Markt stieg um 25,8 %.
462
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

N ACHRICHTEN
ELVHIS expandiert
ELVHIS, der Europäische Leit-
Verband der Hersteller von
Gas-Infrarot-Hellstrahlern hat
auf seiner 43. Sitzung im
März 2011 die Öffnung für
europäische Hersteller von
Dunkelstrahlern vollzogen.
Mit der Integration der Dunkelstrahler
trägt der Verband
der Entwicklung am Markt
Rechnung, dass beide Produktgruppen
mit dem gleichen
Wirkprinzip der Infrarot
Strahlungsheizung arbeiten
und dass immer mehr Unternehmen
beide Systeme herstellen
und vertreiben. Der
zweite wichtige Sitzungsbeschluss
ist die Ausweitung der
Mitgliedschaft auf ordentliche
und außerordentliche Mitglieder.
Hierdurch sollen neue
wichtige Partner für die Interessenvertretung
gewonnen
werden. Mit der Wahl von
Prof. Schwank (Schwank
GmbH Deutschland, Hell- und
Dunkelstrahler) als Präsident
und den Herren Gerad Auvergne
(SBM Frankreich, Hellstrahler)
und Frank Staniland
(Ambirad United Kingdom,
Dunkelstrahler) als Vize-Präsidenten
wird die neue Ausrichtung
und der neue Name von
ELVHIS als „Europäischer Leit-
Verband der Hersteller von
Gas-Infrarot-Heizstrahlern e. V.
zusätzlich unterstrichen.
ELVHIS ist seit Gründung 1994
als gemeinnütziger Interessenvertreter
der europäischen
Hersteller von Gas-Infrarot-
PERSONALIEN
Hellstrahlern tätig und heute
als kompetenter Gesprächspartner
bei der EU-Kommission
und dem Europäischen
Parlament bestens eingeführt.
So baut die Gestaltung der
Produktnormung im CEN TC
180 auf seine direkte Mitwirkung
und auch seine finanzielle
Unterstützung. Aktuell
wichtige Themen im Markt
stellen sich z.B. in der ECO-
Designrichtlinie (EuP) mit ihren
Konsequenzen für die
Strahlungsheizung. Herstellern
von Dunkelstrahlern fehlte
bisher die Möglichkeit, ihre
Interessen auf europäischer
Ebene zu vertreten. Zudem
steht jetzt Unternehmen, Organisationen,
Verbänden, Instituten
und Einzelpersonen,
die sich mit der Herstellung
von Komponenten, dem Handel,
der Forschung oder der
Beratung auf dem Gebiet der
Strahlungsheizung befassen,
als außerordentliches Mitglied
der Beitritt zu ELVHIS offen.
Sie können sich in die Mitgestaltung
wichtiger Rahmenbedingungen
für die Zukunft der
Strahlungsheizung einbringen
und auf eine gestärkte europaweite
Vertretung ihrer Interessen
bauen.
Prof. Dr.-Ing. Klaus Homann mit
Bunsen-Pettenkofer-Ehrentafel ausgezeichnet
Prof. Dr.-Ing. Klaus Homann
ist im Rahmen der DVGW-
Mitgliederversammlung am
6. Juli 2011 in Bonn mit der
Bunsen-Pettenkofer-Ehrentafel
ausgezeichnet worden.
Die Bunsen-Pettenkofer-Ehrentafel
ist die höchste Auszeichnung,
die der DVGW zu
vergeben hat. Sie wurde anlässlich
der 40. Jahresversammlung
am 12. Juni 1900
in Mainz gestiftet und erinnert
an die bedeutenden
Chemiker und Hygieniker Robert
Wilhelm Bunsen (1811-
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1899) und Max Josef von Pettenkofer
(1818-1901).
Klaus Homann begann seine
berufliche Karriere 1979 bei
der Vereinigten Elektrizitätswerke
Westfalen AG (VEW),
wo er bis 1998 verschiedene
leitende Positionen im Bereich
Gasversorgung/Gastechnik
bekleidete. Von 1998 bis 2004
war er Mitglied des Vorstandes
RWE Gas AG. Seit 2004
war Homann Vorsitzender der
Geschäftsführung der RWE
Transportnetz Gas GmbH und
zuletzt Vorsitzender
der Geschäftsführung
bei der Thyssengas
GmbH in Dortmund.
Homann ist seit dem
Jahr 2000 Mitglied
des DVGW-Vorstands.
Dem DVGW-
Präsidium, das er von
2005 bis 2007 als
Präsident führte, gehörte
er von 2002 bis
2009 an. Homann
GmbH
commissioning
engagierte sich darüber hinaus
in zahlreichen Fachgremien
des DVGW. Von 2003 bis
2006 bekleidete er das Amt
des Präsidenten der europäischen
technisch-wissenschaftlichen
Vereinigung der
Gasindustrie (Marcogaz). Bis
2009 war er Mitglied des Executive
Board der Internationalen
Gasunion (IGU), der weltweiten
gasfachlichen Vereinigung.
Seit 2009 ist er
Präsident des DIN Deutsches
Institut für Normung e.V.
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
463

N ACHRICHTEN
Prof. Dr.-Ing. Matthias Krause neuer
DVGW-Präsident
wurden, weil Dr. Ulrich Jaroni
2012 aus dem Vorstand ausscheiden
und in den Ruhestand
eintreten wird. Dr. Jaroni
war im April 2002 zum Vorstand
berufen worden und
verantwortet seit Juli 2009
das Gesamtressort „Produktion“.
Wegen der zunehmenden
Komplexität der Aufgaben
und Projekte, die mit dem
strategischen Ziel „Best in
Class“ anstehen, wird das bisherige
Vorstandsressort „Produktion“
in die Ressorts „Metallurgie“
sowie „Walzen und
Veredeln“ geteilt.
Dr. Herbert Eichelkraut, zurzeit
Mitglied des Vorstandes
der Business Area Steel Americas
sowie bei ThyssenKrupp
CSA in Brasilien CEO und verantwortlich
für das Ressort
Produktion (COO), wird zum
1. Januar 2012 in den Vorstand
der ThyssenKrupp Steel
Europe AG eintreten und das
Ressort „Metallurgie“ verantworten.
Über die Nachfolge
in seinen bisherigen Positionen
ist noch nicht entschieden.
Dr. Heribert Fischer, bisher
Leiter des Direktionsbereiches
„Walzen und Veredeln
Duisburg“, wird zum 1. Oktober
2011 das Vorstandsressort
„Walzen und Veredeln“
übernehmen. In dieser Ressortverantwortung
wird nun
auch der Direktionsbereich
„Forschung und Entwicklung“
liegen.
Peter Urban, der im Vorstand
der ThyssenKrupp Steel Europe
AG für das Ressort „Finanzen“
verantwortlich zeichnet,
übernimmt nach Aufsichtsratsbeschluss
ab sofort zusätzlich
in Personalunion die
Vorstandsfunktion „Controlling“
in der Business Area
Steel Americas. Das Ressort
war vakant geworden, weil
Vorgänger Reinhard Florey in
den Vorstand der Business
Area Stainless Global gewechselt
ist.
Prof. Dr.-Ing. Matthias Krause
(53) ist vom Vorstand des
DVGW Deutscher Verein des
Gas- und Wasserfaches zum
neuen Präsidenten gewählt
worden. Er folgt auf Dr.-Ing.
Bernhard Hörsgen (60), Vorstandsmitglied
der Gelsenwasser
AG, der zwei Jahre
amtiert hat.
Krause ist Geschäftsführer
der Stadtwerke Halle GmbH.
Nach Abschluss seines Studiums
der Elektrotechnik an der
Ingenieurhochschule Zittau
war er dort bis zu seiner Promotion
im Jahr 1988 wissenschaftlicher
Assistent. Er leitete
seit 1990 den Bereich Energietechnik
Chemie AG
Bitterfeld-Wolfen, bevor er
1993 Technischer Geschäftsführer
der Energieversorgung
Halle wurde. Seit 2006 ist
Matthias Krause Honorarprofessor
an der Hochschule Zittau/Görlitz.
Im September
2009 wurde er zum Geschäftsführer
der Stadtwerke
Halle berufen.
Dem DVGW-Präsidium gehören
wie bisher Dr.-Ing. Jürgen
Lenz (60) als Vizepräsident Gas
und Dr.-Ing. Georg Grunwald
(50) als Vizepräsident Wasser
an. Dr. Karl Roth (58) wurde
als neuer DVGW-Vizepräsident
ins Präsidium gewählt. Die
Amtszeit von DVGW-Präsident
Krause beträgt satzungsgemäß
ein Jahr. Im Anschluss an
die erste Amtszeit kann der
Präsident zweimal wiedergewählt
werden.
Gunther Voswinckel neuer Vorsitzender bei der
Schoeller Werk GmbH & Co. KG
Es ist der Beginn einer neuen
Ära im Traditionsunternehmen
Schoeller Werk GmbH
und Co. KG: Zum 1. April
2011 hat Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.-
Ing. Gunther Voswinckel die
Führung des Hellenthaler Unternehmens
übernommen
und wird in Zukunft die Geschicke
eines der weltweit
führenden Herstellers von geschweißten
Edelstahlrohren
lenken. Dr. Voswinckel hat die
Nachfolge von Jörg Rumpf als
Vorsitzender der Geschäftsführung
angetreten, der zum
1. Mai 2011 in den Ruhestand
getreten ist. Damit steht erstmals
seit Gründung des Schoeller
Werks ein Nicht-Familienmitglied
an der Spitze des Unternehmens.
Unterstützt wird
Dr. Voswinckel von Frank Poschen
und Jürgen Mensinger,
beide bislang Mitglieder der
Geschäftsleitung, die jetzt
ebenfalls zu Geschäftsführern
berufen wurden.
Ressort Produktion im Vorstand der ThyssenKrupp
Steel Europe AG wird neu besetzt
Der Aufsichtsrat der Thyssen-
Krupp Steel Europe AG hat in
seiner Sitzung am 10. August
2011 über einige Personalien
entschieden, die notwendig
Verabschiedung von Prof. Dr.-Ing. Rainer Reimert
Zum 30. September 2010 hat
Herr Prof. Dr.-Ing. Rainer Reimert
seinen aktiven Dienst
am Engler-Bunte-Institut in
Karlsruhe beendet. Er war
dort seit 1994 tätig als Inha-
464
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

N ACHRICHTEN
ber des Lehrstuhls Chemie
und Technik von Gas, Erdöl
und Kohle, sowie als Leiter
des Institutsbereichs Gas, Erdöl,
Kohle (heute Chemische
Energieträger und Brennstofftechnologie)
und der dortigen
DVGW-Forschungsstelle, Abteilung
Gastechnik. Nachfolger
in diesen Ämtern ist Herr
Prof. Dr.-Ing. Thomas Kolb,
bisher tätig im Großforschungsbereich
des KIT. Zur
Verabschiedung von Prof. Reimert
fand am 1. Juli 2011 im
Tulla-Hörsaal am KIT-Universitätsbereich
ein Kolloquium
statt, bei dem befreundete
Kollegen und frühere Mitarbeiter
aus verschiedenen Zeitepochen
und Arbeitsfeldern
einige Momente aus dem Berufsleben
von Prof. Reimert
darstellten, sowie aktuelle
Themen, die daraus entstanden
sind.
erdgas-heizsysteme
Modernisierung von Thermoprozessanlagen
Wartung von Industriefeuerungen
Wärmerückgewinnungsanlagen
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MEDIEN
FLIR Systems verstärkt europäischen Vertrieb
Stefan Mettler zum neuen Präsidenten
des BDG gewählt
Seit dem 1. Juni verstärkt
Thomas Jung als Sales Manager
Distribution Central Europe
das Team von FLIR Systems
in Frankfurt. Thomas Jung
kennt FLIR gut, denn bereits
im Januar 2001 hat er dort im
Vertrieb der Infrarotkameras
angefangen. Zwischenzeitlich
arbeitete er ein Jahr und acht
Monate bei einem anderen
Unternehmen – um jetzt mit
über 10 Jahren Branchen-Erfahrung
in leitender Position
um das Vertriebsteam der
mobilen Thermografie-Kameras
von FLIR in Zentral-Europa
in eine neue Generation zu
führen.
Das Präsidium des Bundesverbandes
der Deutschen Gießerei-Industrie
(BDG) hat auf
seiner letzten Sitzung in Düsseldorf
Herrn Dipl.-Ing. Stefan
Mettler zum Präsidenten gewählt.
Herr Mettler ist Geschäftsführer
der Siempelkamp-Gießerei
GmbH, Krefeld,
einem Unternehmen der
Siempelkamp-Gruppe, einem
international tätigen mittelständischen
Industrieausrüster.
Stefan Mettler folgt Hans-
Dieter Honsel, der sich aus
der Verbandsarbeit zurückgezogen
hat.
Energieumwandlung in Kraft- und
Arbeitsmaschine n
Kolbenmaschinen – Strömungsmaschinen – Kraftwerke
Von Wolfgang Kalide, Herbert Sigloch,
10., bearbeitete Auflage, 384 S. mit 309 Abb., kart.,
€ 29,90, ISBN 978-3-446-41779-3, www.hanser.de/technik
Aufgabe dieses bewährten
Lehrbuches ist es, Studierenden
aller technischen
Fachbereiche
eine vollständige
und leicht verständliche
Abhandlung der
Vorgänge in thermischen
und hydraulischen
Kraft- und Arbeitsmaschinen
zu
geben, wobei gleichzeitig
die konstruktiven
und betrieblichen Grundlagen
und Besonderheiten
berücksichtigt werden.
In vereinfachter Form wird zunächst
ein Einblick in die physikalischen
Grundlagen
der Wärmeund
Strömungs -
lehre gegeben. Danach
werden die
technischen Abläufe
in Kolben- und
Strömungsmaschinen
erläutert. Hinweise
zur Konstruktion
der Maschinen fehlen
ebensowenig wie solche für
den Betrieb.
Wissensbasiertes Prozessmanagement –
ein Thema für den Mittelstand?
GOB Software & Systeme, 21,90 €,
ISBN 978-3-942693-92-9, www.gob.de
Relevantes Wissen bewahren,
weitergeben und zielgerichtet
nutzen – das ist eine der großen
Herausforderungen im
Zuge des Wandels von der Industrie-
zur Wissensgesellschaft.
Welchen Beitrag die IT
zur Lösung dieser Aufgabe leisten
kann, zeigt „Wissensbasiertes
Prozessmanagement –
ein Thema für den Mittelstand?“
auf. Das Buch der
GOB führt exemplarisch auf,
welche Softwaretechniken zur
Unterstützung des Wissensmanagements
zur Verfügung stehen.
So werden unter anderem
die Themen Geschäftsprozessmodellierung,
Dokumentenmanagement,
Business Intelligence
sowie Microsoft Share-
Point 2010 näher beleuchtet.
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
465

N ACHRICHTEN
Weishaupt mit neuem Online-Jobportal
Weishaupt bietet jetzt ein
neues Online-Jobportal an.
Neben allgemeinen Informationen
über das Unternehmen
und dessen Standorte in
Deutschland finden Interessierte
dort das Angebot an
Ausbildungsberufen, Profile
der häufigsten Tätigkeiten bei
Weishaupt sowie offene Stellen.
Die Stellensuche kann
dabei entweder über die Auswahl
des Standortes oder der
Tätigkeitsbeschreibung erfolgen.
Bewerber können in
dem neuen Weishaupt-Jobportal
ihre persönlichen Angaben
und alle notwendigen
Bewerbungsunterlagen direkt
online einstellen und übermitteln.
Die unter den Standorten
zu findenden Referenzen
sind übrigens auch für
technisch Begeisterte interessant,
die nicht auf Jobsuche
sind: hier zeigt Weishaupt seine
Produkte im deutschlandweiten
Einsatz.
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Praxishandbuch Feuerfeste Werkstoffe
Aufbau – Eigenschaften – Prüfung
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Hartmut Wuthnow, 5. Auflage, DIN A5, Hardcover, Ca. 500
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ISBN 978-3-8027-3161-7, www.vulkan-verlag.de
Das Taschenbuch Feuerfeste
Werkstoffe erscheint nun in
der 5., vollständig überarbeiteten
und erweiterten
Auflage – erstmals
in größerem Format
(A5), vierfarbig bebildert
sowie mit
Datenträger. Der Leser
erhält einen ausführlichen
und detaillierten
Überblick
über Aufbau, Eigenschaften,
Berechnungen,
Begriffe bis hin zur
Prüfung Feuerfester Werkstoffe
und somit wichtige Tipps
für die tägliche Arbeit.
In der Neuauflage dieses Klassikers
wurden einige Kapitel
unter Hinzuziehen von neuen
Autoren bearbeitet, der Anhang
durch Anregungen aus
dem Leserkreis ergänzt, Normen-
und Literaturlisten auf
den neuesten Stand gebracht
und das Stichwortverzeichnis
deutlich erweitert.
Dadurch wird die
„Gebrauchseigenschaft“
des Werkes
weiter erhöht.
Wer beruflich in irgendeiner
Form
mit der Feuerfestindustrie
bzw. der
Thermoprozesstechnik
zu tun hat,
für den ist dieses kompakte
Buch, mit seiner Fülle von Informationen,
ein unersetzliches
Nachschlagewerk. Für
den komfortablen Gebrauch
unterwegs oder am Arbeitsplatz
sorgt der Datenträger
mit dem e-Book des gesamten
Buches sowie weiteren nützlichen
Informationen.
Strömungsmaschinen
Grundlagen und Anwendungen
Von Herbert Sigloch, 4., aktualisierte Auflage
450 S., gebunden mit einer Multimedia-CD
€ 49,90, ISBN 978-3-446-41876-9, www.hanser.de/technik
Strömungsmaschinen sind
Maschinen zur Energieumwandlung.
Mit Hilfe von
Pumpen werden
Flüssigkeiten oder
Gase transportiert,
Turbinen wandeln
die zugeführte Energie
(Wasserkraft,
Energie von Brennstoffen)
in elektrische
Energie (z. B.
im Wasser- oder
Dampfturbinenkraftwerk)
oder mechanische
Fortbewegungsenergie (z. B.
bei Flugzeugturbinen) um.
Um die fluidspezifischen Eigenschaften
zu berücksichtigen,
wird innerhalb der
Hauptgruppen jeweils in Strömungsmaschinen
für inkompressible
Fluide (Flüssigkeiten)
– also hydraulische Strömungsmaschinen
– und Strömungsmaschinen
für
kompressible Fluide
(Gase, Dämpfe)
– also thermische
Strömungsmaschinen
– unterschieden.
In diesem Buch
werden die physikalischen
und thermodynamischen
Grundlagen, diese
Gruppen von Maschinen, ihre
Wirkungsweise sowie Berechnung
ausführlich mit zahlreichen
anwendungsbezogenen
Praxisbeispielen erläutert.
Der Ingenieur als GmbH-Geschäftsführer
Grundwissen - Haftung - Vertragsgestaltung
Springer Verlag GmbH, von Andreas Sattler, Hans-Joachim
Broll und Sebastian Kaufmann, 6., aktualisierte u. erg. Aufl.,
2010, 220 S., Softcover, 29,95 €,
ISBN 978-3-540-72022-5, www.springer.com
Die meisten GmbHs werden
von Geschäftsführern geleitet,
die weder Juristen noch
Betriebswirte sind.
Deshalb gibt dieses
Buch wichtige Hinweise
zu Themen
wie Haftungsfragen,
Strafvorschriften,
Sorgfaltspflichtverletzungen
und Verantwortung
der GmbH
Dritten gegenüber.
Die zahlreichen
Beispiele und Fälle sind sorgfältig
ausgewählt und genau
auf den Ingenieur als GmbH-
Geschäftsführer abgestimmt.
Die vorliegende Auflage enthält
das neue GmbH-Recht
(MoMiG). Aktualisiert
wurden u.a. die
Ausführungen über
die Pflichten des Geschäftsführers
gegenüber
Finanzbehörden
und Sozialversicherungsträgern,
der Abschnitt
über die Haftung
des Geschäftsführers
im Konzern sowie
die Einkommenstabellen.
Ein Kapitel über Steuern der
GmbH wurde ergänzt.
466
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

N ACHGEFRAGT
Mit der Rubrik „Nachgefragt“ veröffentlicht die Gaswärme International eine neue Interview-Reihe zum Thema „Energie“.
Befragt werden Persönlichkeiten aus Unternehmen, Verbänden und Hochschulen, die eine wesentliche Rolle in
der gasbeheizten Thermoprozesstechnik und in der industriellen Wärmebehandlung spielen.
Folge 3: Helmut Egger
„Für innovative Technologien
finden sich allemal
Finanzierungsquellen“
Helmut Egger ist Geschäftsführer der IVA Industrieöfen GmbH,
Dortmund. Im Interview mit Gaswärme International (GWI)* spricht
der Unternehmer über die Zukunft der Energiewirtschaft, technologische
Herausforderungen und verrät, was seine persönliche
Energiespar-Leistung ist.
Energie
GWI: Der Energiemix der Zukunft: Wagen
Sie eine Prognose?
Egger: Ich darf da einen Blick in die fernere
Zukunft (ins nächste Jahrhundert)
wagen.
Regenerative Energiequellen, hier vor
allem die Sonnenenergie (Solarthermie,
Photovoltaik, auch als Ausgangsbasis
für die Wasserstoffherstellung), aber natürlich
auch Windenergie werden dann
überwiegen.
Große solarthermische Kraftwerke werden
an dafür prädestinierten Orten
(z.B.in Wüstengebieten) in Betrieb und
die Stromverteilung über sehr lange
Strecken in Verbindung mit verlustarmen
Hochleistungs-Überlandleitungen
verlustarm gelöst sein.
Energieeffizienz ist aus wirtschaftlichen
Gründen allerorts maximal möglich
umgesetzt, sodass sich der Energieverbrauch
pro Erdenbürger auf etwa 40%
* Das Interview führte Dipl.-Ing. Stephan Schalm,
Chefredakteur der Gaswärme International
des spezifischen Verbrauchswertes von
2010 verringert haben wird.
Atomkraft wird dann keine wesentliche
Rolle mehr spielen, weil einerseits weltweit
die sichere Lagerung hoch radioaktiver
Abfallstoffe nicht zufriedenstellend
gelöst werden konnte und andererseits
nach weiteren Unfällen mit gravierenden
Folgen die Akzeptanz für diese Technologie
nicht mehr gegeben sein wird.
GWI: Deutschland im Jahr 2020: Wie
wird sich der Alltag der Menschen durch
den Wandel der Energiewirtschaft verändert
haben? Was tanken die Menschen?
Wie heizen sie ihre Häuser? Wie erzeugen
sie Licht? Wagen Sie ein Szenario!
Egger: Nun, bis 2020 ist es nicht mehr
ganz so weit. Der Energie-Alltag der
Menschen wird sich bis dahin dennoch
spürbar verändert haben. Generell wird
sich Energie gegenüber heute signifikant
um etwa 100 % verteuern.
Wir werden weniger herkömmliche
Treibstoffe, stattdessen mehr Flüssiggas
und auch einen signifikanten Anteil an
Wasserstoff tanken, obwohl diese Alternative
in den derzeit verfügbaren Prog-
nosen kaum vorkommt. Brennstoffzellen
werden dann ebenfalls in ausgereifter
und erschwinglicher Technik vorhanden
sein.
Anders als so manche Prognosen dies
vorhersagen, wird der Anteil an „Strom
tankenden“ Fahrzeugen zwar ansteigen,
aber in der Summe eher gering bleiben.
Der Mix an Komfortwärme wird sich
ebenfalls deutlich verändern hin zu erhöhten
Anteilen an Solarenergie in Verbindung
mit Energiespeichern, Nutzung
von Erdwärme bzw. Wärmepumpen,
Biogas sowie Fernwärme in Ballungsräumen.
Neubauten werden mit deutlich
geringeren Komfortwärme-Energieverbräuchen
auskommen, welche dann
autark aus regenerativen Energiequellen
gedeckt werden können.
Licht wird bis 2020 mit deutlich geringerem
Energieeinsatz (Strom) erzeugt
werden. Strom wird von einem deutlich
erhöhten Anteil aus regenerativen Quellen
kommen.
GWI: Sonne, Wind, Wasser, Erdwärme
etc.: Welche regenerative Energiequelle
halten Sie für die mit der größten Zukunft?
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
467

N ACHGEFRAGT
noch ist dort ein Stillstand in Bezug auf
Egger: Kurz und bündig: Ganz eindeutig GWI: Und Atomkraft? Welche Auswir-
468 GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
die Sonne und zwar für die Herstellung kungen sind nach Deutschlands aktueller neue Atomkraftwerksbauten eingetreten,
von Elektroenergie und in Verbindung Stellungnahme zu erwarten?
weil der Markt sich dagegen ausge-
damit zur Herstellung von Wasserstoff
sprochen hat. Es finden sich kaum noch
als Treibstoff der Zukunft.
Egger: Für Deutschland wird dieses Kapitel
Finanziers und Versicherer, die sich nach
in zehn Jahren beendet sein. Eine Risikoabwägung engagieren wollen.
nochmalige Kehrtwende – unter allen
GWI: In welche der aktuell sich entwickelnden
denkbaren politischen Konstellationen –
Technologien würden Sie dem-
schließe ich aus. Anders als das derzeit GWI: Stichwort Energiewende: Welche
nach heute investieren?
gesehen wird, wird dereinst Deutschland Änderungen müssen sich auf politischer,
international als Vorreiter zur Energiewende
auch welt-politischer, auf gesellschaftli-
Egger: In solarenergietechnische Großprojekte
betrachtet werden.
cher und ökologischer Ebene ergeben,
wie Solarthermieanlagen und
damit man realistisch von einer Wende
Deutschland wird eine weltweit führende
Rolle für alle regenerativen Energie-
Elektrolyseanlagen zur Herstellung von
sprechen kann?
Wasserstoff und zugehöriger Transportlogistik
zur weltweiten Verteilung.
Egger: Nimmt man die letzten Weltklitechnologien
einnehmen.
In Zusammenhang mit der jüngsten Nuklearkatastrophe
magipfel zum Maßstab dessen, was wir
in Fukushima in Japan uns in Zukunft erwarten dürfen, dann
GWI: Wie schätzen Sie die zukünftige
sehen wir auch ein Umdenken in anderen
großen Industriestaaten. Der japatelfristig
keine nennenswerten positiven
würde ich auf weltpolitischer Ebene mit-
Bedeutung fossiler Brennstoffe wie Öl,
Kohle, Gas ein?
nische Ministerpräsident hat sich – bis Maßnahme erwarten, es sei denn, dass
dahin nahezu undenkbar für Japan – vor solche katastrophengetrieben früher als
Kurzem dafür ausgesprochen, in Zukunft erwartet notwendig werden und dann
Egger: Deren Bedeutung wird in dem
komplett auf die Nuklearenergie zu verzichten.
können.
allgemeine Einsichten erwartet werden
Ausmaß schwinden, wie die Preise sich
verteuern bzw. die Vorräte im Falle von
Öl und Gas schwinden. Lange vor Erschöpfung
Eine besonders interessante Entwicklung Auf autonom staatlicher Ebene dürfen
der bekannten Ressourcen zeichnet sich beispielsweise in den USA wir schon eher mit wirksamen Änderun-
werden Erdgas und Öl so teuer und ab. Dort gibt es weder nennenswerte gen rechnen, die politisch auf den Weg
wertvoll geworden sein, dass sie als politische, noch gesellschaftliche Vorbehalte
gebracht werden. Grundlage für solch
Energiequelle nicht mehr nutzbar sind.
gegenüber der Atomenergie. Den- politisches Handeln wird wohl auch
eher

N ACHGEFRAGT
Druck von außen denn innere Einsicht
sein, wie z.B.: volatile / hochspekulative
Energiemärkte, drastisch steigende Kosten
für fossile Energieträger und (politisch)
instabile Versorgungsmärkte
Realistisch ist die Wende dann erreicht,
wenn in den industrialisierten Ländern
das Verbrennen von fossilen Energieträgern
und der damit einhergehende
Ausstoß an CO 2 wirksam und dauerhaft
reduziert worden ist.
GWI: Ihre Forderung an die Bundesregierung
in diesem Zusammenhang?
Egger: Entgegen dem konzertiertem
Verlangen nach staatlichen Förderungen
von allerlei Programmen, Forschungsund
Entwicklungsprojekten würde ich
dafür plädieren, konsequent auf staatliche
Subventionen zu verzichten. Stattdessen
sollten verlässliche, langfristig
wirkende Rahmenbedingungen (z.B.
Emissionsbesteuerung von fossilen Energieträgern)
geschaffen werden, die die
Entwicklung in Richtung Energiewende
fördern. Das würde dann für die wirtschaftlichen
Voraussetzungen zur Energiewende
schaffen helfen.
Für innovative Technologien finden sich
allemal Finanzierungsquellen ohne jedwede
staatliche Inanspruchnahme.
GWI: Die Erneuerbaren Energien haben
mindestens zwei Probleme: die fehlende
Infrastruktur und das Beharrungsvermögen
der Etablierten auf herkömmlichen
Energieformen. Ändert sich das in absehbarer
Zeit?
schende Versorgungstrukturen im allgemeinen
Interesse wohl eher ein Relikt
der Vergangenheit werden müssen.
GWI: Unabhängig von der Energieform
und Technologie, viele halten das Stichwort
„Energieeffizienz“ für den Schlüssel
zur Energiefrage der Zukunft. Wie
schätzen Sie das Thema ein? Was halten
Sie für die bedeutendste Entwicklung
auf diesem Gebiet in der Thermoprozesstechnik-Branche?
Egger: Zunächst reihe ich mich mit voller
Überzeugung in die Reihe derer ein, die
in der Verbesserung der Energieeffizienz
einen ganz entscheidenden Beitrag zur
Bewältigung der zukünftigen Anforderungen
und Probleme in der Energieversorgung
sehen. Ein entscheidender
Beitrag kann hierbei aus der Thermoprozesstechnikbranche,
und zwar in erster
Linie von den Betreibern und erst in zweiter
Linie von den Herstellern thermoprozesstechnischer
Anlagen kommen.
Zumindest die deutschen Hersteller von
thermoprozesstechnischen Anlagen bieten
diese bereits energieeffizient an.
Verbesserungspotenzial gibt es aber
auch hier noch durch Optimierung der
Thermoprozesse, der produktionsbedarfsgerechten
Auslegung sowie durch
integrierte Nutzung von Abwärme aus
Hochtemperatur – Ofenanlagen an peripheren
Anlagen, wie z.B. Reinigungsanlagen
und Niedertemperatur – Ofenanlagen
wie z.B. Anlassen, Warmauslagern,
Altern etc.
Eine ganz wesentliche Energieeffizienzsteigerung
sehe ich in der Nutzung von
Abwärme aus thermoprozesstechnischen
Großanlagen, wie wir sie beispielsweise
in der Stahlindustrie, der Aluminiumindustrie,
der Glasindustrie sowie der Zementindustrie
vorfinden. Solche einzelne Großanlagen
haben einen Energieverbrauch
in der Größenordnung von 300 – 500
GWh/a (= 300.000 – 500.000 MWh/a =
300.000.000 – 500.000.000 kWh/a). Die
Rückgewinnungspotenziale liegen hier
bei 20-40 % der eingesetzten Energie
zur Erzeugung von Strom, Prozesswärme,
Komfortwärme, Prozesskälte, Komfortkälte,
wobei hier das Potenzial für eine
kommunale Versorgung von beispielsweise
10.000 Haushalten aus der Abwärme
einer einzigen thermoprozesstechnischen
Großanlage gegeben wäre.
Würden wir in Deutschland alleine an
allen hier in Betrieb befindlichen Ther-
Egger: Ja, die Situation ändert sich in
absehbarer Zeit bzw. hat sich schon verändert.
Mit dem beschlossenen Atomausstieg
sind die notwendigen Planungen
für Netzausbau, zusätzliche Speicherkraftwerke
etc. bereits angelaufen.
Dem Beharrungsvermögen der Etablierten
(Energieversorger?) kann politisch
entgegengewirkt werden, wenngleich
dies nach der jüngst vollzogenen Wende
von der Wende etwas schwieriger
geworden sein dürfte. Den Etablierten
würde ich einfach die Botschaft vermitteln,
dass sie doch die besten Chancen
haben, nach der Energiewende genauso
wieder zu den Etablierten zählen zu
dürfen.
Allerdings müsste allen Beteiligten klar
sein, dass monopolistische/marktbeherrmoprozessanlagen
eine Energieeffizienzsteigerung
von 25 % durch konsequente
und intelligente Nutzung der Abwärmeenergie
umsetzen, dann würde das etwa
der Produktionsleistung von sieben
Atomkraftwerken mit einer Leistung von
je 1,6 GW entsprechen.
GWI: Welche Vorteile bieten Ihrer Meinung
nach elektrische Prozesswärmeverfahren?
Egger: Zunächst muss festgestellt werden,
dass die Elektroprozesswärme die
einzig mögliche Alternative bei Thermoprozessanlagen
bei verschiedenen Hochtemperaturverfahren
und Anwendungen
ist (z.B. Stahlschmelz- und Gießanlagen).
Dort, wo sie im Wettbewerb zum Einsatz
von fossilen Brennstoffen (Gas-und Öl)
steht, werden am Ende wirtschaftliche
Gründe den Ausschlag geben, welche
Beheizungstechnik zum Einsatz kommt.
Die großen thermoprozesstechnischen
Anlagen in der Stahlindustrie (Hubbalkenöfen,
Rollenherdöfen, Drehherdöfen
etc.) sind aus wirtschaftlichen Gründen
ganz überwiegend brennstoffbeheizt
(bevorzugt mit Erdgas). Als Vorteil könnte
gelten, dass elektrisch beheizte Thermoprozessanlagen
weniger kompliziert
in der Bedienung sein können und auch
etwas geringeren Wartungsaufwand erfordern.
Betrachtet man die Auswirkungen auf
die Umwelt (CO 2 -Emissionen), dann ergibt
sich für den Primärenergiemix in
Deutschland für die Stromherstellung
ein für die Elektroenergie gegenüber den
fossilen Brennstoffen nachteiliges Bild.
1 MWh elektrische Energie – in Deutschland
erzeugt – verursacht mit 0,53 t CO 2
eine etwa doppelt so hohe Emission wie
1 MWh Energieverbrauch im Falle einer
Gasbeheizung mit 0,27 t CO 2 bei einem
unterstellten feuerungstechnischen Wirkungsgrad
von 75 %.
GWI: Wie beurteilen Sie die Entwicklung
zur Effizienzsteigerung?
Egger: Kurz zusammengefasst: Sehr
schleppend und das Problem ist auf der
Anwenderseite auszumachen.
Einerseits gibt es mittlerweile ein doch
breites Beratungs- und Schulungsangebot,
welches durchaus auch gut angenommen
wird. Die Hersteller von thermoprozesstechnischen
Anlagen wissen
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
469

N ACHGEFRAGT
GWI: Wie beeinflussen die EU-Erweiterung
heute überwiegend sehr gut, wie energieeffiziente
Egger: Eine eher untergeordnete Rolle
470 GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
Anlagen gestaltet werden im Hinblick auf den eigenen Energie-
und die Globalisierung Ihr Ge-
müssen und bieten diese Neuanlagen verbrauch bei der Herstellung unserer schäft?
auch entsprechend an. Auch was den Industrieofenanlagen, da wir den Großteil
Altanlagenbestand anbelangt, fehlt es
der Fertigung zukaufen und überwie-
Egger: Überwiegend bisher positiv, was
nicht an Beratungskompetenz bezüglich gend nur die Endmontage selbst durchführen.
den einfacheren Marktzugang anbe-
energetischer Verbesserungsmaßnahmen.
Wir setzen ausschließlich Strom langt.
als wesentlichen Energieträger im Unternehmen
ein. Diesen kaufen wir derzeit
National oder regional dominiertes Einkaufsverhalten
ist bei fast allen Kunden
Leider verläuft die Umsetzung in der
mit mittelfristiger Bindung am freien
Praxis eher schleppend. In der Mehrzahl
noch im Rückzug begriffen. Auch was
Markt ein.
entscheiden sich die Käufer & Anwender
die Herstellung unserer Produkte und
nicht für die energieeffizientesten Anlagen,
Anlagen betrifft, haben wir heute mehr
weil herkömmliche Amortisations-
denn je Zugang zu kostengünstigen Be-
GWI: Welche Rolle spielt Ihr Unternehmen
auf dem Energiemarkt in 20 Jahren?
berechnungen dies leider oft nicht zulassen.
Amortisationszeiten von mehr als
schaffungsmärkten.
Made in Germany ist ja – wie wir in den
2-4 Jahren für energieeffizientere Technik
auf der Basis gegenwärtiger Ener-
letzten Jahren verstärkt feststellen durften
– unvermindert stark nachgefragt.
Egger: Entsprechend der Antwort zur
giepreise werden kaum akzeptiert. Ein
zuvor gestellten Frage. Voraussichtlich
Das geht nur mit fortschreitender internationaler
Vernetzung auch im Herstell-
schwerwiegender Fehler, wie ich meine,
auch noch eine untergeordnete Rolle.
vor allem, wenn man die bekannt lange
Lebens- und Gebrauchsdauer solcher
prozess.
Großanlagen in Betracht zieht.
GWI: Was wird die wichtigste Innovation
/ Projekt Ihres Unternehmens sein?
Würde man stattdessen die alternative
GWI: Wie wichtig ist ein Markenname
Betrachtung der voraussichtlichen Verzinsung
des eingesetzten Kapitals (Mehrrieofenanlagen
so verfahrens- und ener-
Bereich?
Egger: Die von uns vertriebenen Indust-
für den Produkterfolg im industriellen
kosten für energieeffizienteste Technik) gieeffizient wie möglich auszustatten
und eine realistische Annahme in Bezug und anzubieten (inklusive Technik zur Egger: Eine gut eingeführte Marke ist
auf die Energiepreisentwicklung ansetzen
…
zu tun, das auf der Basis guter Beratung industriellen Bereich.
Energierückgewinnung) und alles dafür sehr wichtig für den Produkterfolg im
dies von den Kunden auch angenommen
werden wird.
Ich kann das ausdrücklich auch für unser
Unternehmen bestätigen, dürfen wir
GWI: Wie wird sich der Energieverbrauch
doch für einen speziellen thermochemischen
Prozess, das Gasnitrieren bzw.
in Industrie, Gewerbe und Haushalt Ihrer
Meinung nach verändern?
GWI: Welche Herausforderungen sehen Nitrocarburieren in Anspruch nehmen,
Sie auf sich zukommen (wirtschaftlich, mit unseren dafür optimierten Anlagen
Egger: Die privaten Haushalte zahlen technologisch, gesellschaftlich)? Marktführer zu sein. Diese Marktführerschaft
wird wahrgenommen, kommuni-
vergleichsweise die höchsten Energiepreise.
Da in diesem Bereich auch gesetzliche
Maßnahmen leichter umsetz-
Wirtschaftsentwicklung werden uns in Markennamen, gleich bedeutend mit
Egger: Die zyklischen Ausschläge in der ziert bzw. weiter empfohlen über den
bar und auch schon eingeführt sind, immer stärkerem Ausmaß und in kürzeren
Perioden treffen und das gilt es zu
dem Unternehmenskurznamen.
wird sich in diesem Sektor der Energieverbrauch
jährlich am schnellsten verringern.
meistern. Dazu ist große Flexibilität und
Die Sektoren Gewerbe und Indus-
die Einbindung in eine größere, internati-
GWI: Haben Sie wegen Fachkräfteman-
trie werden sich deutlich langsamer entwickeln.
Die Energiekosten dürften sich notwendig. Mit der Zugehörigkeit zur zögert in Deutschland durchführen könonal
auf allen Märkten präsente Gruppe gels Entwicklungen nicht oder nur ver-
in den nächsten 20 Jahren um 200 % Unternehmensgruppe Metalltechnologie nen?
verteuern (Tab. 1).
Holding GmbH (MTH) ist das für die IVA
Industrieöfen GmbH bereits der Fall.
Egger: Nein, zum Glück nicht.
Um den technologischen Vorsprung zu
GWI: Welche Rolle spielt Ihr Unternehmen
heute auf dem Energiemarkt?
sichern bzw. auf Spitzenniveau auch
künftig mithalten zu können, gilt es GWI: Braucht eine Führungsmannschaft
sicherzustellen, künftig mehr Medienkompetenz, um Investoren
Tab. 1: Prognose
über geeignetes Personal und Anleger zu überzeugen?
verfügen zu können. Das
Sektor Verbrauch Verbrauchsänderung
absolut
Kosten
ist eine gesellschaftliche Egger: Das ist sicher der Fall bei börsennotierten
Großunternehmen, wozu ich aber
bis 2030
Herausforderung im Hinblick
auf Familien- und uns als Einzelunternehmen nicht zähle.
2030 : 2010 2030 : 2010
Haushalt – 3 % / Jahr – 44 % + 68 %
Bildungspolitik, aber insbesondere
auch in Bezug auf
Gewerbe – 2 % / Jahr – 32 % + 104 %
& Dienstl.
gesteuerte und gewollte GWI: Was würden Sie in Ihrem Unternehmen
ändern
Industrie – 1,5 % / Jahr – 18 % + 125 %
Immigration.
wollen?

N ACHGEFRAGT
Egger: Die Voraussetzungen zu schaffen,
um in einem wichtigen Produktsegment
eine allgemein anerkannte Weltmarktführerschaft
zu erreichen. Dazu bedürfte
es gravierender Strukturänderungen, um
nur einige zu nennen: auftragsunabhängige,
modulare Serienfertigung, Anlagenund
Prozesssteuerung mit vielsprachigen
Bedieneroberflächen. Das bedeutet zunächst
höhere Investitionen in Personal
und Technik mit der Perspektive, dann
auch organisch wachsen zu können.
GWI: Wie wichtig sind Ihrem Unternehmen
Expansionen im Ausland?
Egger: Eine Expansion mit Unternehmensniederlassungen
im Ausland steht
mit der Einbindung in eine größere
Gruppe für das Einzelunternehmen IVA
nicht zur Debatte. Expansionsabsichten
werden aber in der Muttergesellschaft
ständig aktuell bewertet und voraussichtlich
auch weiter – wie in der Vergangenheit
– umgesetzt.
GWI: Ist Ihr Unternehmen offen für Erneuerbare
Energien?
Egger: Ja, voll und ganz von der Überzeugung
her. Vom Einsatz her ziehen
wir den spezifischen Einkauf von Elektroenergie
aus regenerativer Herstellung in
Erwägung. Noch sind die Versorgungsstrukturen
dafür aber nicht ausreichend
transparent
GWI: Nutzt Ihr Unternehmen bereits Erneuerbare
Energien?
Egger: Leider nein.
GWI: Wie offen ist Ihr Unternehmen für
neue Technologien?
Egger: Sehr, so offen man nur sein
kann. Das Bessere ist der Feind des
Guten. Nach diesem Motto stellen wir
alle vorhandenen Technologien (Konstruktionsprinzipien,
Verfahrenstechnik,
Fertigungstechnik) auf den Prüfstand
und gehen mit dem technischen Fortschritt,
der ja zwangsläufig sich auch in
der Regel mit wirtschaftlichen Vorteilen
verbindet.
GWI: Wie viel gibt Ihr Unternehmen
jährlich für Investitionen aus?
Egger: Mit unter 3 % des Umsatzes
eher wenig. Das ist aber dem Umstand
geschuldet, dass wir eine nur sehr geringe
Fertigungstiefe haben und damit
keinen teuren Maschinenpark unterhalten
müssen.
Person
GWI: Was war/ist Ihre größte Energiespar-Leistung
als Privatmann?
Egger: Nach der Entscheidung im Jahre
1998, ein Eigenheim zu bauen, dieses
damals nach dem möglichen Stand
der Technik als Niedrigenergiehaus zu
konzipieren, inklusive Solaranlage und
Regenwassernutzungsanlage.
GWI: Wie könnte man Ihren Umgang
mit den Mitarbeiter/innen charakterisieren?
Egger: Nach meiner Eigeneinschätzung
kollegial und beispielgebend, Mitbestimmung
und individuelle Mitarbeiterentwicklung
fördernd.
GWI: Was schätzt Ihr Umfeld besonders
an Ihnen?
Egger: Dass sie sich im geregelten Rahmen
mit allen Problemen um Rat an mich
wenden dürfen und ich gerne alles, was
ich weiß, auch weiterzugeben bereit bin.
GWI: Welche moralischen Werte sind für
Sie besonders aktuell?
Egger: Fairness und Einhaltung ethischer
Grundregeln allen (Mitarbeitern,
Kunden, Lieferanten, Wettbewerbern
etc.) gegenüber und die Unterlassung
jeglicher unlauterer Methoden in der
Ausübung unserer Geschäftstätigkeit
und im Umgang miteinander.
GWI: Wie schaffen Sie es, Zeit für sich
zu haben, nicht immer nur von internen
und externen Herausforderungen in Anspruch
genommen zu werden?
Egger: Ich schaffe es leider nicht in ausreichendem
Maße, mir die Zeit zu nehmen,
die ich gerne nur für mich hätte.
Das habe ich aber als schwer änderbar
für die verbleibenden aktiven Berufsjahre
akzeptiert. Schnell abzuschalten und
Ruhe zu finden schaffe ich durch ein
kurzes, wahlloses Lesen in einem Buch
über die Wissenschaft der Astronomie
und unser Universum. Es genügen mir
dann fünf Minuten zur vollkommenen
Entspannung. Diese stellt sich ein über
die wieder aufgefrischte Erkenntnis der
absoluten Bedeutungslosigkeit unseres
Tuns und über die kaum wahrnehmbare
Dauer unserer irdischen Existenz.
GWI: Haben/hatten Sie Vorbilder?
Egger: Ja, habe ich.
In fachlicher Hinsicht kann ich hier zwei
von mir sehr geschätzte Persönlichkeiten
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
471

N ACHGEFRAGT
anführen. Es ist dies Herr Dr. Joachim
Wünning und Herr Dipl. Chemiker Urs
Wyss, von denen ich sehr viel berufliches
Wissen vermittelt bekommen habe.
Ansonsten ist es über allen stehend: Mohandas
Karamchand Gandhi
Egger: Es waren eher weniger äußere
Einflüssen, als in früher Jugend selbst getroffene
Entscheidungen für die Ausrichtung
meines künftigen Lebens. Ich bin
in etwa so geworden, wie ich mir das
vorgestellt habe.
GWI: Was wünschen Sie der Welt?
Egger: Dass sie frei wird von Hunger
und Krieg und dass sie für alle Geschöpfe
bewohnbar bleibt.
GWI: Wie wurden Sie erzogen?
Egger: Tolerant und weltoffen, in bescheidenen
Verhältnissen.
GWI: Auf was können Sie ganz und gar
nicht verzichten?
Egger: In einem demokratischen Land
in Frieden und Freiheit leben zu können.
GWI: Wir danken Ihnen für das interessante
und offene Gespräch.
GWI: Was ist Ihr Lebensmotto?
Egger: Halte es immer mit der Wahrheit,
das ist authentisch und macht es überflüssig,
Lügen zu erfinden und sich dann
merken zu müssen.
GWI: Welches war in Ihren Augen die
wichtigste Erfindung des 20. Jahrhunderts?
Egger: Der PC und was sich danach daraus
ableitete.
GWI: Welche Charaktereigenschaften
sind Ihnen persönlich wichtig?
Egger: Absolute Integrität und Unvoreingenommenheit.
Toleranz anderen
Rassen und Religionen gegenüber.
GWI: Wann denken Sie nicht an Ihre Arbeit?
Egger: Bei einem spannenden (wissenschaftlichen)
Dokumentarfilm oder beim
Lesen.
GWI: Wie lautet Ihr persönlicher Tipp an
nächste Generationen?
Egger: Haltet das Wohnzimmer Erde bewohnbar
für die eigene und die nächsten
Generationen.
Ihr könnt nicht umziehen, wenn Ihr euer
Wohnzimmer verwüstet und unbewohnbar
gemacht habt.
GWI: Was hat Sie besonders geprägt?
Helmut Egger
Herkunft: Scheibbs, Niederösterreich
Ausbildung: Maschinenbaustudium, HTL Mödling, Österreich von 1968 – 1973
Berufliche Tätigkeit in der Thermoprozessanlagenindustrie:
AICHELIN Industrieofenbau GesmbH
Mödling / Wien, Österreich 1974 – 1989
• Konstrukteur
• Projekt- und Vertriebsingenieur
• Assistent der Geschäftsleitung
AICHELIN Industrieofenbau GmbH
Korntal / Stuttgart 1990 – 1993 und 1996 – 1999
• Produkt Manager
• Projektabteilungsleiter
AICHELIN STAHL Inc.
Kingsville / Kansas City, MO USA 1993 – 1994
• Technischer Leiter
ABAR IPSEN Industries
Ben Salem / Philadelphia, PA USA 1994 – 1995
• Product Manager
IPSEN INDUSTRIES International
Kleve, Deutschland 1996
• Bereichsleiter Atmosphärenanlagen
Wolfgang KOHNLE GmbH
Birkenfeld / Pforzheim ab April 1999
• Vertriebsleiter
• Geschäftsführer ab Dez. 2000 –
• Geschäftsführender Gesellschafter Juni 2001 – Juni 2010
VDMA – TPT Vorstandsmitglied 2005 – Juni 2010
• Leitung AK Energieeffizienz 2005 – 2009
EGGER Consulting GmbH ab Juli 2010
Industrieberatung
Thermoprozesstechnik, Verfahrenstechnik, Energieeffizienz
IVA Industrieöfen GmbH, Dortmund seit Oktober 2010
• Geschäftsführer
472
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

67. Härterei-Kolloquium der AWT
in neuen Räumlichkeiten
HÄRTEREI-KOLLOQUIUM 2011
12. bis 14. Oktober 2011
Rhein-Main-Hallen Wiesbaden
Zum nunmehr 67. Mal veranstaltet die
AWT, die Arbeitsgemeinschaft Wärmebehandlung
und Werkstofftechnik e. V.,
vom 12. bis 14. Oktober 2011 in den
Rhein-Main-Hallen Wiesbaden, das
„Kolloquium für Wärmebehandlung,
Werkstofftechnik, Fertigungs- und Verfahrenstechnik“.
Erstmalig werden Sie in
diesem Jahr das HK über den repräsentativen
Haupteingang der Rhein-Main-Hallen
betreten.
Zum Fachkongress werden wieder rund
600 Teilnehmer aus Industrie, Forschung
und Lehre erwartet, die sich in 27 Fachvorträgen
über den neuesten Stand und
die künftigen Entwicklungen auf dem
Gebiet der Wärmebehandlungs-, Werkstoff-
und Fertigungstechnik informieren
können. Speziell für Praktiker werden
drei grundlagenorientierte Übersichtsvorträge
sowie zwei Grundlagenseminare
angeboten. Damit stellt sich das HK
2011 als einmalige Plattform für Innovationen,
Wissenstransfer und Erfahrungsaustausch
dar.
Themen-Schwerpunkte sind in diesem
Jahr die Wärmebehandlungs-Anlagentechnik,
Hochfeste Leichtbauwerkstoffe,
Qualitätssicherung für die Wärmebehandlung,
die Bauteilreinigung, Werkstoff-
und Bauteileigenschaften sowie
Thermochemische Verfahren. Einige der
Schwerpunkte werden von Übersichtsvorträgen
begleitet: Prof. Dr.-Ing. Olaf
Kessler, Uni Rostock, behandelt das Thema
„Aluminiumlegierungen für den
Leichtbau“; Dr.-Ing. Peter Sommer, Dr.
Sommer Werkstofftechnik GmbH, betrachtet
die „Qualitätssicherung für die
Wärmebehandlung“ und Prof. Dr.-Ing.
Brigitte Haase, Hochschule Bremerhaven,
berichtet über den Stand der „Bauteilreinigung
vor der Wärmebehandlung“.
Absolute Highlights werden die beiden
Plenarvorträge am Vormittag des
13.10.2011 sein: Der Präsident der Bundesanstalt
für Materialforschung und
-prüfung, Prof. Dr. rer. nat. M. Hennecke
spricht zum Thema „Innovation und Sicherheit
im Staatsauftrag – aus der Arbeit
der BAM“ und Prof. Dr.-Ing. Dierk
Raabe, Leiter des Max-Planck-Institut für
Eisenforschung in Düsseldorf, wird den
Wissensstand zur „Modellierung von
Struktur und Materialeigenschaften“
darstellen.
Den Praktikern werden am Vormittag
des ersten Tages zum Einen die Grundlagen
zur Verfahrens- und Anlagentechnik
beim Nitrieren und Nitrocarburieren im
Gas von Dr.-Ing. Winfried Gräfen, Firma
Hanomag GmbH, geboten. Zum Anderen
präsentiert Dipl.-Ing. Karl-Michael
Winter von der Firma Process-Electronic
GmbH einen praktischen Überblick zum
Messen und Regeln in der Härterei.
Parallel zu den Vorträgen können die
Teilnehmer am Kolloquium die von der
Technologiebroker Bremen GmbH organisierte
Fachausstellung besuchen. Dort
finden Sie auf 4.000 m 2 Fläche die Ausstellungsstände
der AWT-Mitgliedsfirmen
mit der Möglichkeit zur Information
und Beratung über Wärmebehandlungsanlagen,
-mittel, -zubehör und -prozesstechnik
sowie die einschlägigen Prüfgeräte
zur Qualitätssicherung. Den größeren
Teil der Ausstellung finden Sie in den
Hallen 1 bis 4 im Erdgeschoss und gelangen
über die Treppen des Hauptfoyers in
das Foyer des Obergeschosses durch die
Halle 9 zum Vortragssaal. Das Kongressprogramm,
die Praktikerseminare, die
Mitgliederversammlung und auch der
Empfang am Donnerstagabend finden
an gleicher Stelle statt wie in den vergangenen
Jahren. Dieses veränderte
Konzept der Hallenaufplanung verspricht
eine gleichmäßigere Besucherführung in
den Ausstellungshallen. Im Foyer zum
Vortragssaal sind die Posterwände der
AWT-Fachausschüsse und der Härtereikreise
zu finden und im Bereich des
„Café Drahtlos“ in der Halle 3 auch eine
Jobbörse.
Weitere Informationen über das HK 2011,
die Online-Anmeldung und über die AWT
sind auf der Homepage der AWT unter
www.awt-online.org zu finden. Die Hallenpläne,
Ausstellerliste, Infos über Sponsoringmöglichkeiten
und weitere Details
über die Ausstellung finden Sie unter
www.technologiebroker.de.
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
473

HÄRTEREI-KOLLOQUIUM 2011
Programm
Vortragsprogramm
Mittwoch, 12. Oktober 2011
Grundlagenseminar für Praktiker
1. 9:00 – 10:30
ggf. Wiederholung
10:45 – 12:15
Winfried Gräfen
Nitrieren und Nitrocarburieren - Verfahren
und Anlagentechnik
10:30 – 10:45 Kaffeepause
2. 9:00 – 10:30 Karl-Michael
Winter Messen und Regeln in der Härterei
ggf. Wiederholung
10:45 – 12:15
Eröffnung
8. 16:20 – 16:45 Andrey Prihodovsky/Jürgen Kaiser/Helmut Bleier/
Thomas Gerber/Vasily Ploshikhin
Kontaktwärmebehandlung – neues flexibles
Verfahren zur Produktion von Tailored Tempered
Parts beim Presshärten
9. 16:45 – 17:10 Jean Pierre Bergmann/Arne Roos/Franziska Petzoldt/Jorge
dos Santos
Neuartige Ansätze zum Fügen von Mischverbindungen
mittels Pressschweißen
10. 17:10 – 17:45 Olaf Keßler
Übersichtsvortrag: Aluminiumlegierungen für
den Leichtbau
18:00 AWT-Mitgliederversammlung
13:30 – 13:45 Stefan Hock
Eröffnung und Begrüßung
Anlagentechnik
3. 13:45 – 14:10 Roland von Bargen/Axel von Hehl/
Hans-Werner Zoch
Kurzzeit-Rekristallisationsglühen von Mikrobauteilen
aus X5CrNi18-10 im Fallrohrofen
4. 14:10 – 14:35 Björn Zieger
Möglichkeiten zur Steigerung der Energieeffizienz
bei graphitisolierten Vakuum-Härteöfen
5. 14:35 – 15:00 Maria Gilbert/Robert Eder/Volker Uhlig/
Dimosthenis Trimis
Moderne Chargiergestelle: Untersuchungen
zum Reibverhalten von Edelstählen und mit
Kohlenstofffasern verstärktem Kohlenstoff
(CFC) an einem Hochtemperaturtribometer
Hochfeste Leichtbauwerkstoffe
6. 15:00 – 15:25 Barbara Striewe/Axel von Hehl/Hans-Werner Zoch
Verbundstrangpressen von Aluminium und Titan
– Charakterisierung der Verbundzone
15:25 – 15:55 Kaffeepause
7. 15:55 – 16:20 Mario Säglitz/Vladimir Supik/Ulrich Gernert
Vergleichende Untersuchungen zum Local-
Annealing und Tailored-Tempering von warm
umgeformtem borlegierten Stahl MBW1500
Donnerstag, 13. Oktober 2011
11. 9:00 – 9:25 Anke Dalke/Rolf Zenker/Heinz-Joachim Spies/
Horst Biermann
Eigenschaften von mit dem Elektronenstrahl
umschmelzlegierten und plasmanitrierten
Randschichten von Al-Legierungen
12. 9:25 – 9:50 Marco Klemm/Ingrid Haase/Andrea Rose/
Rolf Zenker/Rainer Franke/Axel von Hehl
Lokales Werkstoffengineering zur Modifizierung
der Randschichteigenschaften von
Aluminiumlegierungen mittels moderner
Elektronenstrahl-Ablenktechniken
9:50 – 10:15 Kaffeepause
10:15 – 11:00 Plenarvortrag
Manfred Hennecke
Innovation und Sicherheit im Staatsauftrag –
aus der Arbeit der BAM
Ehrungen
Stefan Hock
11:00 – 11:10
Verleihung des Paul-Riebensahm-Preises 2010
an László Hagymási und Matthias Steinbacher
11:10 11:15 Hans-Werner Zoch
Verleihung der IFHTSE-Fellowship an
Hans M. Tensi
474
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

Plenarvortrag
Dierk Raabe
11:15 – 12:00
Modellierung von Struktur und Materialeigenschaften
12:00 – 13:30 Mittagspause
Qualitätssicherung in der Wärmebehandlung
13. 13:30 – 14:05 Peter Sommer
Übersichtsvortrag: Qualitätssicherung für die
Wärmebehandlung
14. 14:05 – 14:30 Werner Schwan
Stand und Ergebnisse aus der Mitarbeit zur
CQI-9 HTSA 3rd Edition - Bericht aus dem
AWT-Fachausschuss 25
15. 14:30 – 14:55 Daniela Rickert/Steffen Schneider
Normung – ein Wegbereiter für Innovationen
16. 14:55 – 15:20 Ralph Malig/Volker Ermert/Arnold Horsch/
Dieter Klein/Rainer Kohlmann/Britta Rentrop/Thorsten
Wuest
Notwendiger Informationsaustausch für eine
erfolgreiche Wärmebehandlung
15:20 –15:40 Kaffeepause
17. 15:40 – 16:05 Sören Segerberg
Quality Assurance of Quenching Media
Reinigen
18. 16:05 – 16:40 Brigitte Haase
Übersichtsvortrag: Bauteilreinigung vor der
Wärmebehandlung
Werkstoff- und Bauteileigenschaften
19. 16:40 – 17:05 Markus Lebsanft/Jens Röse/Alexander Grüning/
Siegfried Wüst/Berthold Scholtes
Thermische Ermüdung von Werkzeugstählen
am Beispiel von Druckgussformen
20. 17:05 – 17:30 Christian Prinz/Brigitte Clausen/Franz Hoffmann
Einfluss der chemischen Homogenität des
Wälzlagerstahls 100Cr6 auf das Verzugsverhalten
von Bauteilen
21. 17:30 – 17:55 Chengsong Cui/Alwin Schulz/Volker Uhlenwinkel/
Frank Zobel/Peter Dültgen/Hans-Werner Zoch
Sprühkompaktierte MMC aus Hartstoffen in
Stahlmatrizen als Werkstoff für korrosionsbeständige
Schneidwerkzeuge
18:00 Empfang der F&E Technologiebroker
Bremen GmbH
Verleihung des Karl-Wilhelm-Burgdorf-Preises
Vortragsprogramm
25. 10:15 – 10:40 Matthias Steinbacher/Brigitte Clausen/
Franz Hoffmann
Einfluss von Bauteilgeometrie und Einsatzhärtungsverfahren
auf den Verzug von schrägverzahnten
Stirnrädern
10:40 – 11:05 Kaffeepause
26. 11:05 – 11:30 László Hagymási/Thomas Waldenmaier/
Thomas Krug/ Volker Schulze/Rainer Reimert
Modellierung und Simulation der Oberflächenkinetik
beim Niederdruck-Carbonitrieren
27. 11:30 – 11:55 David Koch/Dominic Buchholz/Siegfried Bajohr/
Rainer Reimert
Ein CFD-Ansatz zur Beschreibung des Niederdruck-Carbonitrierens
28. 11:55 – 12:20 Holger Selg/Thomas Waldenmaier/Bert Pennings/
Ralf Schacherl/Eric J. Mittemeijer
Stickstoffaufnahme und Eigenspannungsentwicklung
beim Nitrieren von Maraging-
Stählen
29. 12:20 – 12:45 Juan Dong/Franz Hoffmann/Heinrich Klümper-
Westkamp/Hans-Werner Zoch
Einfluss von CO und CO 2 als Kohlenstoffspender
auf den Aufbau der Verbindungsschicht
beim Nitrocarburieren legierter Stähle
12:45 Michael Jung
Verkündung des Paul-Riebensahm-Preisträgers
2011
12:50 Dieter Liedtke
Schlusswort
13:00 Ende der Veranstaltung
Grundlagenseminar für Praktiker
(anmeldepflichtig)
Mittwoch, 12. Oktober 2011
Thema A
9:00 – 10:30
ggf. Wiederholung
10:45 – 12:15
Winfried Gräfen
Nitrieren und Nitrocarburieren –
Verfahren und Anlagentechnik
10:30 – 10:45 Kaffeepause
Thema B Karl-Michael Winter
9:00 – 10:30 Winter Messen und Regeln in der Härterei
ggf. Wiederholung
10:45 – 12:15
HÄRTEREI-KOLLOQUIUM 2011
Freitag, 14. Oktober 2011
Thermochemische Verfahren
22. 9:00 – 9:25 Peter Lankes/Dirk Joritz/Bernd Edenhofer
Gasaufkohlen fast ohne Prozessgasverbrauch –
ein Traum oder Realität?
23. 9:25 – 9:50 Sergey Konovalov/Ulrich Prahl/Rainer Kohlmann/
Wolfgang Bleck
Entwicklung eines Al-reduzierten Einsatzstahls
für das Hochtemperatur-Aufkohlen
24. 9:50 – 10:15 Philipp Nusskern/Volker Schulze/Jürgen Hoffmeister
Simulation des Einsatzhärtens randschichtverdichteter,
gradiert poröser Bauteile aus dem
pulvermetallurgischen Basiswerkstoff Astaloy
85 Mo
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GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
475

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Interview
„Wärmebehandlung leistet
Beitrag zur effizienten
Energienutzung und
Ressourcenschonung“
HÄRTEREI-KOLLOQUIUM 2011
Im Interview mit der Gaswärme International* spricht Dr. Olaf Irretier, Mitglied im Vorstand der
AWT (Arbeitsgemeinschaft Wärmebehandlung und Werkstofftechnik) und Leiter des Arbeitskreises
Öffentlichkeitsarbeit der AWT, über die aktuellen Aktivitäten in der AWT, das im Oktober stattfindende
Härterei-Kolloquium, Tagungen und Seminare zur Wärmebehandlung in Deutschland sowie
aktuelle Trends und Entwicklungen in der Wärmebehandlung.
GWI: Herr Dr. Irretier, auch in diesem
Jahr findet mit dem 67. Härterei-Kolloquium
das Jahres-Highlight der deutschsprachigen
Wärmebehandlungsbranche
in Wiesbaden statt. Können Sie, als Mitglied
im Vorstand der AWT und Leiter
des Arbeitskreises Öffentlichkeitsarbeit
der AWT, die Schwerpunkte dieser Veranstaltung
aufzeigen?
Irretier: Das HK wird auch in diesem
Jahr die wichtigste deutschsprachige
Veranstaltung im Bereich der Wärmebehandlung
und Härtereitechnik sein. Der
Programmausschuss hat mit dem Ziel,
den technischen und wissenschaftlichen
Kenntnisstand auf diesem Gebiet zu fördern,
wieder eine Reihe interessanter Referenten
gewinnen können.
* Das Interview führte Dipl.-Ing. Stephan Schalm,
Chefredakteur der Gaswärme International
In diesem Jahr liegen die Themenschwerpunkte
in den Bereichen Anlagentechnik,
hochfeste Leistbauwerkstoffe, Qualitätssicherung,
Reinigen, Werkstoff- und
Bauteileigenschaften und thermochemische
Verfahren. Neben den vielen hervorragenden
Vorträgen aus den Universitäten,
Hochschulen und Instituten,
werden sicher auch die Vorträge aus den
Betrieben sehr interessant sein. Ich persönlich
bin schon gespannt auf den Bericht
des AWT-Fachausschusses 25 über
den aktuellen Stand der CQI9.
Besonders beachtenswert ist in diesem
Jahr die deutlich veränderte und vergrößerte
Ausstellung, die den Tagungs- und
Ausstellungsbesuchern wieder eine Vielzahl
von Produktneuerungen und Innovationen
präsentieren wird.
GWI: Die Vorträge auf dem HK sind in
der Regel doch wissenschaftlicher Natur?
Irretier: Das HK in Wiesbaden ist in Europa
in dieser Form einzigartig und bietet
dem Tagungsteilnehmer eine Vielzahl
von Möglichkeiten, seinen Wissensstand
zu erweitern. Neben wissenschaftlichen
Fachvorträgen aus den Instituten und
Forschungseinrichtungen der Unternehmen
werden vor allem auch in den
ergänzenden und vor dem HK stattfindenden
Praktiker-Seminaren sehr praxisbezogene
Themen behandelt. In diesem
Jahr wird Herr Dr. Gräfen das Nitrieren
und Nitrocarburieren und Herr Winter
das Messen und Regeln in der Härterei
sicherlich sehr praxisbezogen behandeln!
Im Übrigen möchte die AWT mit dem
HK das Forum in Deutschland bieten,
auf dem auch der Wissenstransfer in
der Wärmebehandlung stattfindet. Die
Deutsche Wärmebehandlungs- und Härtereitechnik
mit den vielen Lohn- und
Betriebshärtereien, dem Industrieofen-
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
477

HÄRTEREI-KOLLOQUIUM 2011
Interview
bau, dem peripheren Maschinenbau
und der Verfahrenstechnik hat weltweit
eine führende Position, die nicht zuletzt
auch durch die bisherigen 66 Härterei-
Kolloquien zu erklären ist. Diesen Technologievorsprung
gilt es durch intensive
Forschung und Entwicklung auf diesem
Sektor zu halten und auf Fachtagungen
wie dem Härterei-Kolloquium darüber zu
berichten.
GWI: In den letzten Jahren hat die AWT
vor allem auch das Seminar- und Schulungsprogramm
weiter ausgebaut – mit
Erfolg?
Irretier: Das ist richtig. Gerade in Ergänzung
zum Härterei-Kolloqium, wo überwiegend
Führungskräfte und Fachleute
aus den Unternehmen erscheinen, gilt es
den jüngeren Mitarbeitern in den Betrieben
oder denen, die sich vertiefend mit
unserem Thema beschäftigen wollen,
eine Schulungsplattform zu bieten. Die
AWT hat mit dem Institut für Werkstofftechnik
in Bremen, wo die überwiegende
Anzahl der AWT-Praxisseminare stattfinden,
natürlich optimale Möglichkeiten
in der Vermittlung der Grundlagen der
Wärmebehandlung. Nicht zu vergessen
sind auch die Härterei-Kreise und Fachausschüsse
der AWT, die eben auch
diesen praxisrelevanten Wissenstransfer
ermöglichen.
Das Härterei Kolloquium ist ein „Muss“
für jeden aus der Branche. Es gibt keine
vergleichbare, sehr wohl aber ergänzende
Veranstaltung, die dem Informationsaustausch
und der Kontaktpflege
dienen. Die Münchener Werkstofftechnikseminare,
die jährlich im März oder
April in München stattfinden und bis zu
100 Teilnehmer aufweist, ist eine auch
zeitlich über das Jahr gesehen sehr gute
Ergänzung zum Härterei. Im kommenden
Jahr werden dort u. a. auch Vorträge
von BMW, Volkswagen, ZF, Getrag
und auch Siemens/Winergy gehalten
werden.
GWI: Sie sind als Sprecher des Ausschusses
für Öffentlichkeitsarbeit auch für das
Marketing und den Gesamtauftritt des
HK verantwortlich. Wo werden Sie zukünftig
Ihre Schwerpunkte setzen, um
die Themen unserer Branche auch für
Jung-Ingenieure und den nachkommenden
Generationen interessant zu gestalten?
Irretier: Der AWT-Vorstand und vor allem
auch deren Arbeitskreis Öffentlichkeitsarbeit
haben das Ziel und Bestreben,
die AWT in der Wärmebehandlungsbranche
weiter bekannt zu machen.
Derzeit arbeiten wir an einer verbesserten
Positionierung und Wahrnehmung
der AWT in der Öffentlichkeit. Wir wollen
mit gezielten Maßnahmen vor allem
auch junge Menschen aus der Branche
ansprechen und zur Mitgliedschaft in
der AWT bewegen. Den vorhandenen
Mitgliedern wollen wir eine verbesserte
Betreuung liefern.
Im Rahmen eines Kommunikationskonzepts
werden wir im kommenden Jahr
gezielte Maßnahmen und Aktivitäten
erarbeiten, die den Mitgliedern und denen,
die es werden können, den Mehrwert
und die Vorteile einer AWT-Mitgliedschaft
deutlich machen.
In den letzten Monaten ist insbesondere
auch unsere AWT-Homepage weiter
umstrukturiert und verbessert worden.
AWT-Mitglieder und Mitglieder der Fachausschüsse
erhalten über die Homepage
eine sehr gute Möglichkeit, den aktuellen
Stand der Wissens und die Ergebnisse
aus den Fachausschüssen zu kommunizieren.
Protokolle, Präsentationen bis
hin zu Forschungsberichten werden auf
der Homepage platziert, die in besonderen
Fällen nur den Mitgliedern der Fachausschüsse
zugänglich sind. Alles in allem
bietet die AWT-Mietgliedschaft eine
Vielzahl von Vorteilen und Möglichkeiten
zum Informations- und Erfahrungsaustausch
in der Wärmebehandlung.
Im letzten Jahr haben wir zum HK unseren
neuen AWT-Flyer vorgestellt, der
die AWT und deren Tätigkeiten im Detail
vorstellt. Jeder Interessierte kann diesen
Flyer in der AWT-Geschäftsstelle anfordern
– gerne auch mit einem Aufnahmeantrag
für die AWT.
GWI: Merken Sie denn, dass die AWT-
Mitgliederzahl zunimmt?
Irretier: Die Mitgliederzahl steigt wieder.
Die etwa 500 persönlichen Mitglieder
und über 250 Firmenmitglieder sind
zwar eine beeindruckende Zahl, die es
aus unserer Sicht nicht nur als Verband
zu betreuen, sondern auch in der Größe
und Anzahl weiter auszubauen gilt.
GWI: Das geht natürlich auch über neue
Forschungsvorhaben und Aktivitäten,
die die Mitglieder ansprechen. Welche
besonderen Aktivitäten und Tendenzen
sehen Sie denn für die Branche in der
Zukunft?
Irretier: Die aktuellen Themen und
Aufgabenstellungen werden auch Themen
in näherer Zukunft sein. Die weitere
Verbesserung einer „intelligenten“
Sensortechnik für Wärmebehandlungsprozesse,
die direkt als Parameter bzw.
Zielgröße über die Bauteileigenschaften
Auskunft geben, ist eine Tendenz für
die Zukunft und Forschungsgegenstand.
Die Verbesserung der allgemeinen Werkstoff-
und Bauteileigenschaften, als auch
die Integration in die Fertigungskette,
d. h. „One Piece Flow“ und ganzheitliche
Optimierung, werden neben der
weiteren Verbesserung der Energieeffizienz
der Prozesse auch in Zukunft Haupttätigkeitsfelder
der AWT sein.
Moderne Anwendungen, wie z. B. die
der Windkrafttechnik, wo Bauteileigenschaften
mit besonderen Anforderungen
gefragt sind, werden uns auch in der Zukunft
ausreichenden Forschungs- und
Entwicklungsinhalt liefern. Betrachtet
man einmal die Dimensionen und geforderten
Übertragungsleistungen für
die zukünftigen Getriebegenerationen
in der Windkrafttechnik, so spielen eben
Fragen wie Hochtemperaturaufkohlung
mit allen Vor- und Nachteilen für die
Bauteileigenschaften oder das Plasmanitrieren
von Hohlrädern eine weiter gesteigerte
Rolle.
Die Optimierung der Energieeffizienz
und ressourcenschonender Prozesse sind
weitere Aufgaben, denen sich die Betriebe
stellen werden und die wir auch
in der AWT in den Fachausschüssen
bearbeiten. Die Integration der Wärme-
478
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

ehandlung in die Fertigung unter dem
Aspekt des „One Piece Flow“ mit allen
Vor- und Nachteilen in den Abläufen und
Kosten wird derzeit und in der näheren
Zukunft ein weiteres interessantes Betätigungsfeld
sein. Auch wird sich unsere
„metallgeprägte“ Branche verstärkt mit
Werkstoffen aus den Bereichen Kunststoff-
und Keramik beschäftigen, die beispielsweise
in sogenannten „Sandwichbauteilen“
eingesetzt werden.
GWI: Nach der Zeit der schweren Krise
scheint es jetzt deutlich aufwärts zu gehen.
Jüngste konjunkturelle Umfragen
prognostizieren einen Auftragseingang
im deutschen Maschinen- und Anlagenbau
von +20 % gegenüber 2010. Wie ist
die Stimmung speziell in dieser Branche?
Merken Sie bereits positive Auswirkungen
auf das diesjährige HK?
Irretier: Derzeit sind in den meisten Betrieben
die Auftrags- und Umsatzzahlen
wie vor der Krise wieder erreicht. Der
Maschinen- und Anlagenbau boomt,
so dass z. B. die Auslieferung von großen
Industrieofenanlagen nicht selten
ein Jahr und länger dauert. Keine Verschnaufspause
und Überstunden vor
der Krise und eben auch aktuell. Wenn
uns nicht wieder die Börsen und Finanzmärkte
dieser Welt „einen Strich durch
die Rechnung machen“, dann sollten
wir auch in den kommenden Jahren in
Deutschland von prall gefüllten Auftragsbüchern
ausgehen dürfen. Aktuelle
Zahlen hierzu liefert übrigens der Industrieverband
Härtetechnik IHT und der
VDMA, Bereich Thermoprozesstechnik,
mit deren entsprechenden Erhebungen
und Marktanalysen. Übertragen auf das
Härterei-Kolloquium sind wir guter Dinge
und gehen von weiter gesteigerten
Teilnehmerzahlen aus!
GWI: Zum Thema Energieeffizienz hört
und liest man viel. Ist dieses Thema in
der Branche nach wie vor noch so akut?
Irretier: Auf jeden Fall. In Zeiten schlechterer
Auftragslage hat man sich, weil die
Betriebe eben auch „Zeit“ hatten, mit
diesem Thema sehr intensiv beschäftigt.
Die Anzahl der Veröffentlichungen und
Fachveranstaltungen sprechen für sich.
Ihr Haus (Vulkan Verlag GmbH) hat hier
ja maßgeblich mitgewirkt, Seminare veranstaltet
und komplette Buchbände veröffentlicht.
Interview
In den letzten Jahren hat das Thema der
Energieeffizienz in nahezu allen Bereichen
der Produktion Einzug gehalten.
Zukünftig wird insbesondere, auch Aufgrund
der gesetzlichen nationalen und
internationalen Bestimmungen, gerade
in der Wärmebehandlung und im Industrieofenbau
mit einem zunehmenden
Handeln nach energieeffizienten Anlagen
und Verfahren zu rechnen sein.
Wenn man betrachtet, dass in den letzten
30 Jahren der weltweite Verbrauch
an Rohstoffen zur Primärenergiegewinnung
um etwa 70 % gestiegen und bis
zum Jahr 2030 – gegenüber 2006 – mit
einem weiteren Anstieg des weltweiten
Primärenergieverbrauchs um 45 % zu
rechnen ist, dann sind wir hier alle gefordert.
Die Ziele sind ja bereits definiert
– bis 2020 soll eine Reduzierung der
Treibhausgase um 40 % erzielt werden,
was eine Steigerung der Energieeffizienz
um etwa 3 % jährlich erforderlich
macht. Derzeit liegt die jährliche Steigerung
der Energieeffizienz aber noch bei
unter 2 %.
Die europäische Gesetzgebung handelt
derzeit, um die Effizienz der energieintensiven
Wärmebehandlungs- und
Stahlwerksprozesse weiter zu steigern.
Für die Zukunft hat die EU mit dem EU-
Energie- und Klimapaket weitere Ziele,
u. a. die Steigerung der Energieeffizienz
um 20 %, die Reduzierung der Treibhausemissionen
um 20 % und die generelle
Förderung erneuerbarer Energien, festgelegt.
Mit dem „New-Approach-Ansatz“
der EU, d. h. EU Harmonisierung,
HÄRTEREI-KOLLOQUIUM 2011
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
479

HÄRTEREI-KOLLOQUIUM 2011
Interview
CE-Kennzeichnung, Konformitätsbewertung,
dürfen dann nur noch Produkte in
den Handel gebracht werden, die dieser
Richtlinie entsprechen. Derzeit erarbeitet
die EU-Kommission für den Bereich der
Industrieöfen auch eine entsprechende
Studie und geg. daraus folgende Richtlinie,
die auch die Definition und Festlegung
eines Wirkungsgrads für Industrieöfen
beinhaltet. So betrachtet, leistet im
Endeffekt auch die „Wärmebehandlung
einen Beitrag zur effizienten Energienutzung
und Ressourcenschonung“.
GWI: Welche Maßnahmen sind denn in
der Wärmebehandlung bzw. im Industrieofenbau
besonders effizient?
Irretier: Wenn man betrachtet, dass
etwa 40 % der industriell genutzten
Energie für Thermoprozessanlagen und
Industrieöfen verbraucht wird, was einem
Kostenvolumen von etwa 30 Mrd.
Euro entspricht, dann kann man sich
vorstellen, dass eine Vielzahl von möglichen
Maßnahmen zur Energie- und
Ressourcenschonung in unserer Branche
Dr.-Ing. Olaf Irretier
Dr.-Ing. Olaf Irretier studierte Produktionstechnik
mit dem Schwerpunkt Werkstofftechnik an der
Bremer Universität und promovierte 1996 im Institut
für Werkstofftechnik IWT. Nach leitenden
Tätigkeiten bei der Nabertherm GmbH, GERO
Hochtemperaturöfen GmbH und Ipsen International
GmbH gründete er 2008 die Industrieberatung
für Wärmebehandlungstechnik IBW Dr.
Irretier (www.ibw-irretier.de).
IBW Dr. Irretier ist ein Beratungsunternehmen
im Bereich Wärmebehandlung, Industrieöfen,
Kühlwassersysteme und Härtereizubehör und
Vertretung und Partner in einer Reihe von Unternehmen der Wärmebehandlungsbranche
und des Industrieofenbaus, wie u.a. Aichelin, Safed, EMA, ECM,
Rübig, David & Baader, Thermconcept, BSN, Annen Verfahrenstechnik, RopReti
und FAI-FTC.
IBW Dr. Irretier plant und liefert mit den Herstellern die geeigneten Öfen und
Anlagen bis zur kompletten Härterei, d. h. Wärmebehandlungsanlagen und Industrieöfen,
Reinigungsanlagen, Gasgeneratoren, Kühlwassersysteme, Härtereizubehör
wie u. a. Chargiergestelle und -körbe, Drahtgewebe und Mantelrohre.
Des Weiteren berät es Unternehmen in Fragen der Optimierung energie- und
ressourceneffizienter Nutzung.
gibt. Der Energieverbrauch einer modernen
Industrieofenanlage ist gegenüber
einer „alten“ Anlagen um etwa 30 %
geringer. Heutzutage werden in Europa
nahezu keine neuen Anlagen in Betrieb
genommen, die nicht hinsichtlich Ofenisolierung,
Beheizungssysteme, Abwärmenutzung,
Stromverbrauch oder auch
der „integrierten“ Nutzung im thermischen
Prozess energetisch optimiert sind.
Eine moderne Ofenanlage spart gegenüber
„Älteren“ etwa 20 % im Bereich
der Wandisolierung, 75 % im Bereich
der Abgase und etwa 60 % im Bereich
der Schutzgase.
Die „anspruchsvolle“ Aufgabe besteht
aber darin, prozessübergreifende Stoffund
Energieflüsse zu erfassen, zu bilanzieren
und die technischen und vor allem
auch kaufmännischen Möglichkeiten der
Energieeinsparung durch eben Verkürzung
von Prozesszeiten, Energiespeicherung,
Abwärmenutzung oder Energierückgewinnung
zu nutzen. Dabei gilt es
in der Härtereitechnik nicht nur die Wärme-,
sondern auch die Kühlprozesse zu
verstehen. Hier gilt es die Potentiale aus
Wärmebehandlung, Ofenbau, Beheizungs-
und Kühltechnik systemgrenzenübergreifend
zu erkennen und zu nutzen.
Möglichkeiten gibt es also genug!
GWI: Herr Dr. Irretier, wir bedanken uns
für dieses Gespräch.
HÄRTEREI-KOLLOQUIUM 2011
WIESBADEN
12. – 14. Okt. 2011
Besuchen Sie
Gaswärme International
in Halle 9, Stand 909
480
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

Schutzgaseinsatz für längere Standzeiten beim
Gesenkschmieden
Beim Gesenkschmieden müssen
die eingesetzten Werkzeuge
aufgrund von Verschleißprozessen
nach einer
bestimmten Anzahl von
Schmiedehüben nachgearbeitet
oder ersetzt werden. Da
die Werkzeugkosten je nach
produzierter Stückzahl bis zu
20 % der Herstellkosten des
Schmiedeteils betragen können,
sind Standzeitenverlängerungen
der Werkzeuge ein
effektives Mittel, die Stückkosten
eines Bauteils erheblich
zu senken. Ein Einflussfaktor
auf die Standzeiten ist
der Verschleiß durch die beim
Erwärmen des Rohlings auf
über 1.100 °C entstehenden
Oxide. Ein Teil der Partikel
platzt während des Umformvorgangs
ab und verteilt sich
im Anlagenumfeld, ein Teil
verbleibt auf dem Werkstück
und erhöht durch seine Härte
den Abrieb.
Um das Entstehen einer Oxidschicht
zu verhindern, empfiehlt
Air Liquide das Erwärmen
unter Stickstoff als
Schutzgas. Dazu werden der
betreffende Anlagenbereich
eingehaust sowie Ein- und
Die neueste Entwicklung in
der Anlagentechnik von ALD
Vacuum Technologies GmbH
ist die Wärmebehandlungsanlage
SyncroTherm ® . Mit ihr
kann das Einsatzhärten von
Zahnradkomponenten und
anderen Bauteilen jetzt vollständig
in den One-Piece-
Flow- Fertigungsprozess integriert
werden. Dadurch wird
eine optimale Synchronisation
mit den Zerspanungsmaschinen
in einer Fertigungslinie
erreicht.
Die „One-Piece-Flow“- Wärmebehandlung
wird durch
Auslass abgedichtet. Die Einhausung
lässt sich individuell
an die unterschiedlichen Anlagensysteme
anpassen.
Durch das Inertisieren sinkt
der Sauerstoffgehalt auf unkritische
Werte, die Bildung
von Oxidpartikeln wird unterdrückt.
Versuche unter Praxisbedingungen
bei Kunden mit unterschiedlichen
Produkten
und Anlagen zeigen, dass sich
durch das Inertisieren die
Standzeiten der Gesenke um
den Faktor 4 verlängerten. Air
Liquide arbeitet an weiteren
Optimierungen, um diesen
Wert zu verbessern. Zusätzlich
zu den Einsparungen
durch weniger Nacharbeit
und längere Haltbarkeit des
Werkzeugs reduziert sich
auch der Materialverlust
durch die geringere Oxidbildung.
Dadurch sinkt die
Staubbelastung am Arbeitsplatz
und es entstehen geringere
Kosten für die Entsorgung
des anfallenden Zunders.
Air Liquide Deutschland GmbH
www.airliquide.de
Halle 9 / Stand 915
Perfekte Integration der Wärmebehandlung
in den OPF-Fertigungsfl uss
eine drastische Prozesszeitverkürzung
ermöglicht. Diese
basiert auf einer Hochtemperatur-Niederdruckaufkohlung
mit anschließender Gasabschreckung
und wird durch
die einlagige Chargierung der
Zahnradkomponenten und
intensiver Strahlungswärme
erreicht. Aufkohlung erfolgt
im Hochtemperaturbereich
von ca. 1.050 °C, um eine
hohe Kohlenstoffaufnahme
und eine beschleunigte Diffusion
zu erzielen. Im letzten
Prozessabschnitt werden die
Bauteile verzugsarm im trockenen
Gasstrom gehärtet.
Für eine typische Einsatzhärtetiefe
von 0,65 mm beträgt
die Prozesszeit 40 min statt
üblicherweise 180 min, was
einer Verkürzung um mehr als
75 % entspricht. Durch den
Einsatz mikrolegierter Stähle
wird ein schädliches Kornwachstum
während des
Hochtemperaturprozesses zuverlässig
vermieden.
Die Gesamtanlage einschließlich
Peripherie besitzt kom-
Produktvorschau
pakte Abmessungen und lässt
sich direkt in die Getriebefertigungslinie
zwischen Weichund
Hartbearbeitungsmaschinen
integrieren. Ein Prototyp
der Anlage steht im Wärmebehandlungstechnikum
von
ALD zur Bemusterung von
Kundenbauteilen bereit.
ALD Vacuum Technologies
GmbH
www.ald-vt.de
Halle 9 / Stand 936
Sichere und effiziente Luftkühlung für Endogas-
Generatoren und Ölabschreckbecken
Wasserkühlung gilt heute in
weiten Bereichen der Wärmebehandlung
als Standard, hat
allerdings diverse Nachteile:
Nicht nur werden die Anlagen
durch die steigenden Wasserpreise
immer teurer im Betrieb,
auch macht die Verkalkung
der Rohre häufige Wartungen
nötig. Bei hohen
Temperaturen besteht zudem
die Gefahr, dass das Wasser
explosionsartig verdampft.
Die Avion Europa GmbH &
Co. KG stellt auf dem Härterei-Kolloquium
zwei auf Luftkühlung
basierende Systeme
vor: Speziell für Endogas-Generatoren
wurde der End-O-
HÄRTEREI-KOLLOQUIUM 2011
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
481

HÄRTEREI-KOLLOQUIUM 2011
Produktvorschau
Therm entwickelt, der durch
die gleichmäßige Kühlung
eine hohe Gasqualität sicherstellt.
Der Quench Air-Luftkühler
wird dagegen an Abschreckbecken
mit Öl oder
Polymer-Wasser-Lösungen
eingesetzt und sorgt für die
gewünschte Temperierung
und die Homogenität des Abschreckmediums.
Die Temperaturabsenkung
wird in beiden Anlagen über
ein bis zwei Ventilatoren erreicht,
Leistung und Kühlvolumen
werden dabei jeweils an
den konkreten Anwendungsbedarf
angepasst. Die Kühler
sind kompakt konstruiert und
benötigen keine aufwändigen
Leitungsanschlüsse, wodurch
sie platzsparend in die
Fertigung integriert werden
können. Da kein Wasser
durch die Anlagen fließt,
konnte auf teure Edelstahlrohre
verzichtet werden. Zudem
wurde bei der Konzeption
darauf geachtet, dass das
Innenleben mit der Kühleinheit
leicht zugänglich ist, um
die Reinigung zu erleichtern.
Die verwendete Umgebungsluft
ist auch nach dem Kühlen
noch sauber und kann einfach
ausgeleitet werden. Die
in ihr enthaltene Wärme lässt
sich weiter nutzen, etwa zur
Raumheizung.
Avion Europe & Co. KG
www.avion-europe.de
Halle 4 / Stand 420
visualisiert und mittels Barcode-Scannersystem
automatisch
verwaltet.
Neben den beschriebenen
technischen Ausführungsmerkmalen
ist die besondere
Aufstellsituation zu erwähnen.
Aus Platzgründen erfolgte
die Anordnung der
Anlagenkomponenten einschließlich
Hebeeinrichtungen
auf bis zu 14 m Höhe übereinander.
Zur Begehung und
Wartung verfügt die Gesamtanlage
über eine Bühnen-
und Treppenkonstruktion.
Darüber hinaus ist die Anlage
mit einem Gesamtgewicht
von mehr 300 t mit 12 Stützen
auf ca. 4 m Höhe aufgeständert.
Entsprechend konnte
der Produktionsverkehr
während der Aufstellung und
auch in Zukunft weiter unterhalb
der Gesamtanlage erfolgen.
BSN Thermprozesstechnik
GmbH
www.bsn-therm.de
Halle 1 / Stand 176
Erweiterung des Korrosionsschutzportfolios
Neue Großserien – Auslagerungslinie für
Aluminium-Motorblöcke
Die BSN Thermprozesstechnik
GmbH konnte eine Großserien-Auslagerungslinie
als Turn-
Key-Lösung realisieren. Die
modular aufgebaute Ofenanlage
ist mit einem 2-etagigen
über 4 m breiten Rollenherd
ausgerüstet. Der Transport
der zu behandelnden Produkte
erfolgt hochflexibel auf
durch Roboter beladenen
Gussrosten. Die Beheizung
der Anlage mit einem Massendurchsatz
von 7.500 kg/h
erfolgt direkt mit Erdgas.
Zur Rückführung der Roste
mit abgekühltem Produkt ist
oberhalb der Ofenanlage eine
Luftkühlzone mit optimaler
regenerativer Kühlluftvorwärmung
für den Winterbetrieb
angeordnet. Um zu lange
Auslagerungszeiten im Ofen
auf Grund von Stillständen
nachgeschalteter verketteter
Prozesse zu verhindern, verfügt
die Anlage über Speicherstrecken.
Die Speicherstrecken
sind ebenfalls oberhalb
der Anlage mit einer
Kapazität einer gesamten
Ofencharge angeordnet. Die
Ein- und Auslagerung von
Rosten in bzw. aus den Speicherstrecken
wird zentral
über die Anlagensteuerung
Die Firmengruppe BURGDORF
GmbH befasst sich seit mehr
als 60 Jahren ausschließlich
mit der Entwicklung und dem
Vertrieb von Hochleistungs-
Abschreckölen, Polymer-Abschreckkonzentraten,
Korrosionsschutzmitteln,
Industriereinigern
und Härte schutzmitteln
für Produktions- und
Lohnhärtereien. Der Schwerpunkt
der Tätigkeit liegt auf
der anwendungs- und
verfahrens technischen Beratung
sowie dem After-Sales-
Service.
Mit der Erweiterung des Korrosionsschutzportfolios
wird
das Produktprogramm abgerundet.
Neuentwicklungen
sind das geruchsarme, mit
hoher Ergiebigkeit versehene
Dewatering-Fluid SERVITOL
2404, das lösemittelfreie Korrosionsschutzöl
SERVITOL
4310 für die Zwischenlagerung
und das SERVITOL 4610
für die Langzeit- und Transport-Konservierung.
Diese
Neuentwicklungen heben
sich durch einen niedrigen
spezifischen Verbrauch und
die modernen, den Anforderungen
des Arbeits- und Umweltschutzes
gerecht werdenden
Produktkonzeptionen
hervor.
BURGDORF GmbH & Co. KG
www.burgdorf-kg.de
Halle 9 / Stand 938
482
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

Gasfeuerungsautomat für einstufige, atmosphärische
oder Gebläsebrenner
Der mikroprozessorgesteuerte
Gasfeuerungsautomat ist
für den intermittierenden Betrieb
oder Dauerbetrieb von
einstufigen, atmosphärischen
Brennern oder Gebläsebrennern,
insbesondere für industrielle
Thermprozessanlagen
nach EN 746-2 geeignet. Der
Programmablauf und die Programmzeiten
können durch
die Einstellung von Softwareparametern
durch den Kunden
individuell angepasst
werden. Es sind zwei unabhängige
Flammenwächter
vorhanden: Ionisationseingang,
Schalteingang. Des
Weiteren sind Erweiterungsmodule
für Profibus/Modbus-
Kommunikation verfügbar.
Zusatzfunktionen durch Erweiterungsmodule
sind möglich:
Ausführung MPA 4111
(Kunststoffgehäuse, IP 42)
ohne Display, MPA 4112
(Kunststoffgehäuse, IP 54)
mit integriertem Display, MPA
4122 (Metallgehäuse, IP 65,
geeignet für den Einsatz in
der Lebensmittelindustrie
(Verordnung (EG) Nr.
1935/2004). Zum Zubehör
zählen folgende Elemente:
Flammenwächter, Zündtransformatoren,
Parametrier- &
Servicekoffer Zulassungen
(EG-Baumusterprüfbescheinigung
nach EG-Gasgeräterichtlinie,
EGBaumusterprüfbescheinigung
nach EG-
Druckgeräterichtlinie, FM Zu -
ELINO Industrie-Ofenbau
GmbH konzipiert, konstruiert
und fertigt Drehrohröfen und
Trommelöfen für eine Vielzahl
von Industrieanwendungen.
Drehrohröfen sind grundsätzlich
mit Brennern ausgestattet.
Der Brenner dient dem Energieeintrag
und brennt direkt in
das mit einer Innenisolierung
ausgestattete Prozessrohr.
Trommelöfen werden grundsätzlich
indirekt beheizt. Bei
diesen Anlagen besteht der
Produktvorschau
lassung nach FM 7610), UL
Recognized Component nach
UL 372, UL 1998 und CSA
22.2, GOST und Rostechnadzor.
Karl Dungs GmbH & Co. KG
www.dungs.com
Foyer OG / Stand 1207
Ofentechnik für unterschiedliche Anforderungen
Prozessraum aus einem hitzebeständigen
metallischen
oder keramischen Rohr. Der
Energieeintrag erfolgt indirekt
von außen über die Rohrwand
in das Produkt. Auf
Grund der indirekten Erwärmung
besteht eine Atmosphärentrennung
zwischen
Heizraum und Prozessraum
und erlaubt eine sauerstofffreie
Atmosphäre für das Produkt.
Trommelöfen können
wahlweise mit einer elektri-
HÄRTEREI-KOLLOQUIUM 2011
HK 2011 Wiesbaden
12.–14. Oktober 2011
Halle 1, Stand 132
Wärmebehandlungsanlagen
für die Produktion von Lagern.
Konstruiert, hergestellt und gewartet
von AFC-Holcroft.
Eine der umfangreichsten Produktpaletten in der Wärmebehandlungstechnik:
Durchstoß- und Förderbandofen, Drehherdofen, Universelle Mehrzweckkammerofen
Anlagen (UBQ) – konstruiert und optimiert für die Produktion
von Lagern aller Art
Kundenspezifische Lösungen mit Komplett-Service inklusive automatischer
Be- und Entladesysteme, Härtepressen usw.
Globale Infrastruktur mit Vertretungen und Ansprechpartnern in Nord-Amerika, Europa und Asien
Über 90 Jahre Erfahrung und tausende weltweit realisierte Anlagen
Weitere Informationen finden Sie unter
www.afc-holcroft.com
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
AFC-Holcroft USA · Wixom, Michigan | AFC-Holcroft Europe · Boncourt, Schweiz | AFC-Holcroft Asia · Shanghai, China
483

HÄRTEREI-KOLLOQUIUM 2011
Produktvorschau
schen Beheizung oder mit
Gasbrennern beheizt werden.
Je nach Prozessbedingungen
können Wärmebehandlungen
bis zu 2.200 °C durchgeführt
werden. Produktspezifische
Einbauten innerhalb des
Prozessraums optimieren die
thermischen und chemischen
Vorgänge innerhalb der Anlage.
Auf Grund des einfachen
Produkttransportes erfüllen
diese Anlagen die Anforderungen
vieler Anwendungen
in der chemischen und pulverproduzierenden
Industrie.
ELINO bietet eine Vielzahl von
Anlagen für oxidierende und
reduzierende Atmosphären.
Kalzinieren, Vorreduzieren,
Reduzieren und Carburieren
von Metallpulvern im Trommelofen
werden, bei Bedarf,
als Komplett-System ausgeführt.
Pyrolyse-, Syntheseund
auch Vergasungsanlagen
kommen im Bereich von alternativen
Energien zum Einsatz.
Auf Basis der in der
Technikumsanlage ermittelten
Prozessparameter kann
ELINO ein Upscaling für Industrieanlagen
durchführen.
ELINO INDUSTRIE-OFENBAU
GmbH
www.elino.de
Halle 3 / Stand 326
bensdauer des Brenners bieten.
Installation, Betrieb und
Wartung sind vereinfacht und
kostengünstig. Die Brennstoffeinsparung
ist konstant und
auch nach jahrelanger Nutzung
ohne altersbedingte Einflüsse
im Wärmetauscher/Rekuperator-Bereich.
Mögliche
Brennstoffe sind Erdgas, Propan
oder Butan. Der Brenner
ist in drei Größen erhältlich
mit einer maximalen Brennerleistung
von 60 bis 175 kW.
Der TJSR v5 kann überall im
Zündbereich direkt gezündet
werden, ein Zündbrenner ist
nicht erforderlich. Die Zündung
des TJSR v5 ist bei Hoch/
Niedrig/Aus möglich. Proportionalbetrieb
und Luftüberschussbetrieb
sind ebenso
möglich. Mit der höchsten
Flammengeschwindigkeit in
der Industrie liefert der TJSR
v5 eine stabile Flamme über
seinen gesamten Eingangsbereich.
Eclipse, Inc.
www.eclipsenet.com
Halle 4 / Stand 428
Neuer direkt-befeuerter Rekuperatorbrenner
Eclipse, Inc. hat den TJSR v5
Rekuperatorbrenner für direkt
befeuerte Brenneranwendungen
vorgestellt. Das
fortschrittliche Brennerkonzept
bietet eine Flamme mit
hoher Geschwindigkeit und
brennstoffsparender Rekuperation.
Ein kompakt integrierter
Ejektor saugt die Brennerabgase
durch einen integrierten
keramischen Rekuperator.
Der Rekuperator wärmt die
einströmende Verbrennungsluft
stark vor, wodurch der
Brennerwirkungsgrad deutlich
erhöht wird und der
Brennstoffverbrauch um
50 % gegenüber typischen
Umgebungsluft-Brennern
sinkt. Durch die TJSR
v5-Konzeption ist kein
Heißluft-Rohrsystem
zum Anschluss eines
externen Rekuperators
mehr erforderlich.
Dadurch
sinken Material-
und Installationskosten.
Der
innenisolierte Wärmetauscher
und das Auslassgehäuse
halten die Wärme
im Rekuperatorbereich
und erhöhen den Wirkungsgrad.
Die Außentemperaturen
bleiben sehr niedrig – höherer
Bedienerkomfort und
geringerer thermischer Verschleiß
der zugehörigen Komponenten
außerhalb des
Ofengehäuses sind gewährleistet.
Die integrierten Gasund
Luftblenden vereinfachen
die Installation, Einstellung
und den Aufbau des
Brenners. Eingangswerte
oder Brennerleistung müssen
beim Einschalten nicht eingestellt
werden.
Das neue Brennergehäuse ist
bis zu 40 % leichter.
Änderungen
am Ofenaufbau
und die Installation
werden einfacher,
da Belastungen
und Spannungen
bei der
Montage
weniger berücksichtigt
werden müssen. Die
internen Komponenten sind
aus von der Raumfahrt bekannten
Siliziumkarbid-Materialien,
die exzellente Wärmeleitung
und extrem lange Le-
Neuer Regler nanodac startet in Phase 3
Invensys Eurotherm
hat sein umfangreiches
Know-how im
Bereich sicherer Aufzeichnungs-
und präziser
PID-Regeltechnik
im Kompaktgerät
„nanodac“ optimiert.
Zusätzlich zu
den Grundfunktionen
und den Erweiterungen
in Phase 2
wurde in Phase 3
nun ein weiterer
wichtiger Kundenwunsch
erfüllt: Ein umfangreicher
Programmgeber, der
mit 100 Programmen mit je
25 Segmenten ein weites Feld
von Anforderungen im Bereich
Wärmebehandlung, Sterilisation,
Desinfektion, Milchverarbeitung
etc. abdeckt. Für
Applikationen mit größeren
Anforderungen an die Programmanzahl
können je 100
weitere Programme auf einen
USB-Stick und über einen FTP
Server geladen werden. Um
die Übersicht zu behalten,
können alle Programme mit
Namen versehen werden.
Auch bietet eine „Ampel-“
Anzeige, Informationen über
den Programmstatus und ein
Bargraf macht den Programmfortschritt
deutlich.
Zusätzlich bietet der nanodac
Modbus TCP/IP Master weitere
Funktionen wie zwei Slaves,
30 Datenpunkte, Kaskadenregelblock
und eine abwaschbare
Front.
Der Schreiber/Regler nanodac
bietet die ultimative
Aufzeichnungs- und PID-Regeltechnik
für ein Gerät dieser
Größe. Das kompakte
¼-DIN-Format bietet vier
hochpräzise Universaleingänge
für sichere Datenaufzeichnung
und präzise PID-Regelung.
Dank seines ¼-VGA-
Farbdisplays mit kristallklarer
Anzeige ist der nanodac die
perfekte Schnittstelle zwischen
dem Bediener und der
Anlage. Durch die geringen
Abmessungen ist der nanodac
ideal für kleine Maschinen
oder Prozesse, bei denen diese
kombinierte Funktionalität
aus Platz- oder Kostengründen
bisher nicht machbar
war. Der beachtliche 50-MB-
484
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

Flash-Datenspeicher kann
über den USB-Port mit einem
abnehmbaren USB-Speicherstick
um mindestens weitere
8 GB Speicherplatz ergänzt
werden. Über Ethernet können
Dateien auf einen FTP-
Server geladen werden, wodurch
sich eine praktisch
grenzenlose Speicherkapazität
ergibt. Trotz der geringen
Größe werden keinerlei Abstriche
bei der Datensicherheit
gemacht, denn das Gerät
unterstützt sowohl sichere,
binäre als auch offene CSV-
Datenformate.
Das Produkt umfasst außerdem
zwei unabhängige Regelkreise
mit dem hochmodernen
Eurotherm-PID-Algorithmus
und einer der besten
Selbstoptimierungsfunktionen.
Der Algorithmus maximiert
die Produktivität von
Prozessen und bietet die
Möglichkeit, Überschwingen
zu verhindern und Stromschwankungen
auszugleichen.
Die nanodac-Eingangskreise
zeichnen sich durch
hohe Messgenauigkeit (besser
als 0,1% des Messwerts)
und Störunanfälligkeit aus.
Das Gerät erfüllt strengste
Messwertstandards (einschließlich
Nadcap), die die
Grundlage für präzise Regelund
Aufzeichnungsfunktionen
sind. Das kristallklare Display
und die zahlreichen grafischen
Anzeigeoptionen des
Geräts sorgen dafür, dass der
Bediener alle Prozessinformationen
problemlos ansehen
kann. Für weitere Benutzerfreundlichkeit
sorgen Konfigurationsmenüs
am Frontdisplay
mit Konfigurationsassistenten
und weitere Softwareprogramme
zur Konfiguration
und Datenbearbeitung.
Eurotherm Deutschland GmbH
www.eurotherm.de
Halle 1 / Stand 173
Die Kosten für Prozessgas
und die vermeidbaren Emissionen
beim Einsatzhärten von
metallischen Teilen verringern
sich bis zu Faktor 10, sobald
nach dem neuen, patentierten
HybridCarb-Verfahren zur
Gasaufkohlung von Ipsen vorgegangen
wird. Für Härtereien
ergibt das eine jährliche
Ersparnis von bis zu € 25.000
pro Ofen allein durch den signifikant
geringeren Gasverbrauch.
Ipsen arbeitet zudem
an Plänen, HybridCarb im
Nachrüst-Kit für bereits bestehende
Öfen anzubieten.
Produktvorschau
Neues Recycling-System für Prozessgase
bei Wärmebehandlungen
Im Härterei-Alltag werden
zum Aufkohlen große Mengen
Kohlenwasserstoffhaltiger
Gase (etwa Erdgas) durch
die bis zu 1.000 °C heiße
Ofenkammer geführt. Der
gasgebundene Kohlenstoff
diffundiert hierbei in die Oberfläche
der Werkstücke und
bietet so die Basis für gute
Oberflächenhärte. Allerdings
brennt die gesamte Gasmenge
jeweils nach kurzer Verweildauer
außerhalb des
Ofens kontrolliert ab und wird
dadurch nach kurzer Zeit
nutzlos. Der Durchsatz variiert
hierbei je nach Ofengröße ab
etwa 16 m 3 /h. Jeweils nur
sehr geringe Mengen des im
Gas enthaltenen Kohlenstoffs
werden dabei zur Steigerung
der Oberflächenhärte verwendet.
Der überwiegende Anteil
von rund 97 % verbrennt ungenutzt.
Der Wirkungsgrad
des Verfahrens liegt mithin bei
etwa 2 bis 3 %.
Ipsen International hat nun
eine Möglichkeit entwickelt,
diesen Wirkungsgrad radikal
HÄRTEREI-KOLLOQUIUM 2011
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
485

Mit
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PROZESSWÄRME
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Thermoprozesstechnik
Diese Sonderpublikation der Fachzeitschriften GASWÄRME
International und elektrowärme international bietet eine reich
bebilderte Zusammenstellung von Fachberichten zum Thema
Energieeffizienz von gasbeheizten sowie elektrothermischen
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Vorname/Name des Empfängers
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Postfach 10 39 62
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Branche/Wirtschaftszweig
Bevorzugte Zahlungsweise Bankabbuchung Rechnung
Bank, Ort
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Datum, Unterschrift
Kontonummer
PAPRZW2011
Widerrufsrecht: Sie können Ihre Vertragserklärung innerhalb von zwei Wochen ohne Angabe von Gründen in Textform (z.B. Brief, Fax, E-Mail) oder durch Rücksendung der Sache widerrufen.
Die Frist beginnt nach Erhalt dieser Belehrung in Textform. Zur Wahrung der Widerrufsfrist genügt die rechtzeitige Absendung des Widerrufs oder der Sache an die Vulkan-Verlag GmbH, Versandbuchhandlung, Postfach 10 39 62, 45039 Essen.
Nutzung personenbezogener Daten: Für die Auftragsabwicklung und zur Pfl ege der laufenden Kommunikation werden personenbezogene Daten erfasst, gespeichert und verarbeitet. Mit dieser Anforderung erkläre ich mich damit einverstanden, dass ich vom
Oldenbourg Industrieverlag oder vom Vulkan-Verlag per Post, per Telefon, per Telefax, per E-Mail, nicht über interessante Fachangebote informiert und beworben werde. Diese Erklärung kann ich mit Wirkung für die Zukunft jederzeit widerrufen.

zu verbessern: HybridCarb
heißt das neue Verfahren, bei
dem Ipsen nunmehr beinahe
die gesamte Gasmenge aus
dem Ofen zum Recycling auf
hoher Wertstufe durch eine
Aufbereitungskammer führt,
anstatt sie abzufackeln. Nach
dem patentierten Ipsen-Prinzip
wird die Gasmischung
nunmehr mittels Zusatzgas in
einem geschützten Hybrid-
Verfahren angereichert und
zurück in den Ofen geführt.
Das Prinzip ist dabei entfernt
vergleichbar mit dem geschlossenen
Kreislauf einer
Zentralheizung, bei der ja
auch nicht das Heizwasser
nach jedem Durchlauf durch
die Heizkörper weggeschüttet
wird. Der gesamte Prozess
im Härterei-Ofen ist, mit
Rücksicht auf eine gute und
exakt reproduzierbare Qualität
der Aufkohlung, mittels
der Ipsen-typischen Systemkontrolle
recht einfach zu
steuern. Insgesamt steigt der
Wirkungsgrad der Kohlenstoffübertragung
und damit
die Kohlenstoffausnutzung
messbar an: Von ehemals
zwei Prozent auf bis zu 30 %
schnellt der System-Wirkungsgrad
mittels Hybrid-
Carb-System in die Höhe. Die
verbrauchte Prozessgasmenge
– und damit natürlich auch
die Kosten – sinken um den
Faktor 10 bis 15. Das bedeutet,
dass von einem Jahresumsatz
für einen typischen
Ofen von etwa 65 t Erdgas
nach einer Reduzierung um
ca. 58 t pro Jahr nur noch 5
bis 10 % übrigbleiben, mithin
rund 7 t überigblieben. Allein
für die Gasaufkohlung errechnet
sich daraus mittels
HybridCarb-Verfahren eine
jährliche Kostenersparnis von
bis zu € 25.000 pro Ofen. Zugleich
bedeutet die reduzierte
Nutzung von Rohstoffen natürlich
einen guten Zug zu
zeitgemäß schonendem Umgang
mit Ressourcen.
Ipsen International GmbH
www.ipsen.de
Halle 9 / Stand 917
Produktvorschau
UCON AG Containersysteme KG
Fachbereich Wärmetechnik
Fürstinnenstraße 2
45883 Gelsenkirchen
Tel.: +49 (0)209 / 4010
Fax: +49 (0)209 / 401520
E-Mail: waermetechnik@ucon.de
Internet: www.ucon.de
Kontakt: Sandrine Brisset
Anzeige
Härterei-Kolloquium
Halle 3, Stand 307
Mitglied des Fachverbandes
Thermoprozesstechnik im VDMA.
Gasnitrierens (KGN). Die KGN
Technologie ist eine einfache
und praxiserprobte Mehrzweckmethode
der thermochemischen
Behandlung bei
niedrigen Temperaturen der
Maschinen- und Werkzeugteile,
die verbesserte und stabile
Qualitäten der behandelten
Teile als auch niedrigere
Arbeitskosten ermöglicht. Der
Nitrierprozess wird automatisch
von NPCS-Steuerung
überwacht, es ist kein Bedienpersonal
für den Prozess erforderlich.
Die Verwendung
der KGN Technologie in Nitrieröfen
erlaubt:
– die Prozesszeit mindestens
um das Doppelte zu reduzieren
– die neue Qualität der Nitrierschicht
zu verbessern
– die Gebrauchsdauer der behandelten
Teile wesentlich
zu erhöhen.
JSC Nakal – Industrial Furnaces
www.nakal.ru
Halle 1 / Stand 132
HÄRTEREI-KOLLOQUIUM 2011
Nitrieröfen mit KGN Technologie
Für die europäische Extrusionsindustrie
bietet Nakal
elektrische Öfen für die thermochemische
Behandlung
an, speziell erstellt für das Nitrieren
der Extrusionsstanzen
und Stanzstähle, mit dem Ziel
die Qualität zu verbessern,
Kosten zu reduzieren und die
Geschwindigkeit der Wärmebehandlung
dieser Teile zu erhöhen.
Der Hauptvorteil der Nitrieröfen
ist die neue, in Russland,
als auch in Deutschland, Kanada
und USA patentierte
Technologie des katalytischen
Produkterweiterung bei Ofen unabhängigen
Temperaturmesssystemen
Die Firma PhoenixTM ist Entwickler
und Hersteller von
Ofen unabhängigen Temperaturmesssystemen
zur Inline-
Messung von Produkt- und
Umlufttemperaturen in Industrieöfen.
Dabei fährt ein Datenlogger,
geschützt durch
einen Hitzeschutzbehälter,
zusammen mit den Werkstücken
durch den Ofen hindurch.
Während der Ofenreise
können so Temperaturen
an bis zu 20 Punkten unter
Produktionsbedingungen aufgenommen
werden. Hierbei
übernehmen mehrstufige Isolationen
(z. B. mikroporöse
Isolationen in Verbindung mit
‚phase-change‘-Kühlkörpern
oder Wasserverdunstungen)
die Hitzeschutzleistung. Im
Zusammenhang mit der Weiterentwicklung
der PTM1000
Datenlogger-Serien erweitert
Phoenix TM jetzt sein Portfolio
um eine Funktelemetrie, die
auch in vorhandene Systeme
nachgerüstet werden kann.
Das verwendete Prinzip basiert
auf dem Zigbee Protokoll,
das speziell für den Datenaustausch
zwischen Funksensoren
entwickelt wurde.
Alle Geräte bilden dabei ein
Netzwerk, das dadurch auch
unter ungünstigen Bedingungen
eine sichere Datenübertragung
gewährleistet. Der
Sender ist hier bereits in den
Logger eingebaut, der Koordinator
(Empfänger) wird einfach
per USB an den PC angeschlossen
und auch darüber
mit Energie versorgt. Der batteriebetriebene
Router wird
an einer günstigen Position
am Ofen platziert, um das Si-
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
487

HÄRTEREI-KOLLOQUIUM 2011
Produktvorschau
gnal aus dem Ofen aufzubereiten
und an den weiter entfernten
PC zu senden. Die
Vorteile der Funktelemetrie
liegen in einer Verfügbarkeit
der Messdaten in Echtzeit, die
eine sofortige Prozessoptimierung,
auch unter schwierigsten
Bedingungen (z. B. in Vakuumöfen,
etc) ermöglicht.
Eine weitere Neuerung in
dem Produktprogramm von
Phoenix TM sind Temperaturmesssysteme
für den keramischen
Bereich. Hier arbeiten
die Systeme entweder in einem
extrem kompakten Hitzeschutzbehälter,
der unter
dem Herdwagen befestigt,
Messfahrten von 100 h und
länger standhalten kann oder
Rollenherdsystemen, die zusammen
mit dem Produkt die
heißen Brenntemperatur
durchläuft und einen einfachen
und präzisen Temperaturverlauf
des Brenngutes
aufzeichnet und per Funk an
die Schaltwarte senden kann.
PhoenixTM GmbH
www.phoenixtm.de
Halle 2 / Stand 215
Vakuum-Kammeröfen mit Molybdänheizansatz
Die gängigen Einsatzgebiete
des Einkammer-Vakuumofens
sind das Glühen, Härten, Anlassen
und auch Löten von
Bauteilen aus verschiedensten
Stahlwerkstoffen. In der Regel
werden für diese und ähnliche
Aufgabenstellungen
wassergekühlte Einkammer-
Vakuumöfen mit Graphitfilzisolierter
Heizkammer Ausführung
mit eckigem oder
rundem Aufbau eingesetzt.
Für das martensitische Härten
von Bauteilen diversester
Stahlqualitäten sind diese Systeme
zumeist mit mechanischen
Drehschieber- und
Wälzkolbenpumpen ausgestattet.
Die erzeugte Feinvakuumatmosphäre
realisiert
das typisch metallisch blanke
Wärmebehandlungsergebnis.
An Vakuumanlagen, die zum
Löten mit Nickelbasisloten in
Hochvakuumatmosphäre eingesetzt
werden, ist üblicherweise
noch eine zusätzliche
Öldiffusionspumpe installiert.
Die in vielen Spezialbereichen
ständig steigenden Anforderungen
an Werkstoffe und
deren breitem Spektrum an
spezifischen Wärmbehandlungs-
bzw. Fügeprozessen
haben entsprechend höhere,
differenzierte Ansprüche an
die Ofentechnik. Eine Basis
für die geforderte Ofenatmosphäre
bei z. B. Glühprozessen
von Sonder-Titanlegierungen
oder dem Löten von Diamant-Werkstoffen
im 10
-6mbar- Bereich bieten Ganz-
Hochpräzise Temperatur- und
Sauerstoffmesstechnik
Die thermo-control Körtvélyessy
GmbH fertigt seit fast
30 Jahren hochgenaue und
langlebige Thermoelemente
und Sauerstoffsonden. Die innovativen
Konstruktionsmerkmale
sind ausschlaggebend
für die bekannte Präzision und
Verlässlichkeit
Produkte. Zu diesen
gehören z. B.:
der
– die Aufhebung
von Drift-Effekten
durch unterschiedlich
dicke
Thermodrähte in den
Thermoelementen
– die Ermöglichung von In-Situ
Prüfmessungen von eingebauten
Thermoelementen
durch ein separates
Leerrohr
– die flexible Einbauposition
von Sauerstoffsonden
durch Verwendung von rein
keramischen Komponenten
– die Einsparung der externen
Einspeisung von Refe-
Mit der neuen Brennerreihe
Spaltstrom Rekumat ® S 100,
150, 200, 250 und 400 hat
die WS Wärmeprozesstechnik
GmbH eine weitere innovative
Brennergeneration entwickelt
und erfolgreich am
Markt eingeführt. Rippenrohr
Rekubrenner sind in Wärmebehandlungsanlagen
seit
1970, 1980 im Einsatz und
metall-Vakuumkammeröfen.
Die Ofenheizkammer ist hier
mit mehrlagigen Molybdänund
Edelstahlschildern isoliert,
anstatt mit Graphitmaterial.
Zur Evakuierung auf geforderte
niedrigste Hoch -
vakuum-Bereiche werden unter
anderem trockenlaufende
mechanische Vorpumpen sowie
Turbomolekularpumpen
oder Cryopumpen eingesetzt.
Schmetz GmbH
www.schmetz.de
Halle 9 / Stand 923
Rekumat ® S stellt neue Brennerreihe
renzluft für Sauerstoffsonden
– die Ermöglichung von Temperaturmessung
mit Thermoelementen
in dynamischen
Magnetfeldern durch
eine patentierte Anordnung
der Thermopaare.
Mit
der Erlangung
der ISO 9001:2008
Zertifizierung im Juni
2010 wurde die PARTS Produktlinie
eingeführt. Diese
beschäftigt sich mit der Bau
und Vertrieb von OEM-Produkten
für Anlagenhersteller
und den Wiederverkauf. Zu
den Produkten gehören u. a.
Thermoelemente mit keramischen
Schutzrohren, Mantelthermoelemente
sowie Thermostecker.
thermo-control Körtvélyessy
GmbH
www.thermo-control.com
Foyer OG/ Stand 3
Stand der Technik. Eine deutliche
Verbesserung der Luftvorwärmung
durch größere
Rippenrekus ist nicht möglich,
da der Formgebung bei Rippenrekus
aus hitzebeständigen
Guss und bei keramischen
Rekus Grenzen gesetzt
sind. So würde eine Verdoppelung
der Rekufläche bei
konstantem Durchmesser
488
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

eine Verdoppelung der Rekulänge
bedeuten. Eine deutliche
Energieeffizienzsteigerung
erfordert aber eine Vervielfachung
der Wärme übertragungsgröße.
Zwar erfüllen
Regenaratorbrenner nahezu
ideal diese Voraussetzungen,
arbeiten aber wiederum bei
Leistungen < 100 kW und bei
den heutigen Energiepreisen
nicht immer wirtschaftlich.
Auf Grund dieser Tatsachen
hat WS den Rekumat ® S entwickelt
mit dem entscheidenden
Vorteil der dreidimensional
Ausnutzung des Bauvolumens
gegenüber dem zweidimensionalen
des Rippenrekus.
Der hohe Wärmeübergang
wird durch die Verteilung
der Luft auf viele Einzelwärmetauscher
und der damit
verbundenen hohen Wärmeübertragung
durch Luft- und
Abgasströme in engen Spalten
erreicht. Dies hat als Konsequenz,
dass bei gleichen
Baugrößen der Spaltstromrekuperator
gegenüber dem
Rippenreku eine Wirkungradsteigerung
von 10 bis 15 %
erreicht. Trotz der sich daraus
ergebenden hohen Luftvorwärmung
können mit dem
von der WS GmbH entwickelten
Verbrennungsverfahren
der flammlosen Oxidation
(FLOX ® ), NO x Werte von
< 100 ppm in speziellen Fällen
auch < 50 ppm im Strahlrohr
erreicht werden.
Ein weiteres Ziel der Entwicklung
war die Austauschmöglichkeit
der Rekumat M Baureihe
durch die Rekumat S
Baureihe, ohne Änderungen
am Ofen oder Strahlrohr vornehmen
zu müssen. So können
die Brenner der Rekumat
® M Baureihe bei gleichen
Abmessungen und Druckverlusten
auf Verbrennungsluftund
Abgasseite gegen die
entsprechenden Brenner der
Rekumat S Baureihe S 100,
150, 200 ausgetauscht werden.
Die Größen Rekumat ® S
250 und 400(Anschlussleistung
200, 400 kW) stehen
nach umfangreichen
Tests ebenfalls kurz
vor der Markteinführung.
Natürlich waren
Prozesssicherheit
und möglichst
einfache Wartung der
Brenner während des gesamten
Entwicklungsphase stets
ein zentrales Thema. Durch
den modularen Aufbau der
Brenner wurde zum einen das
Ziel hinsichtlich einfacher
Wartung ebenso erreicht, wie
zum anderen die Prozesssicherheit
durch intensive Tests
im WS Labor und vor allen
Produktvorschau
Dingen durch Anwendungen
unter Prozessbedingungen in
Wärmebehandlungsöfen bewiesen.
Die Eigenschaften
hoher Wirkungsgrad von
≥ 85 % verbunden mit geringen
NO x Werten von < 100
ppm durch
das FLOX ®
Verbrennungsverfahren
sind Alleinstellungsmerkmale
der Rekumat ® S Baureihe.
Zwischenzeitlich wurde diese
neue innovative Brennertechnologie
von WS Wärmeprozesstechnik
auch patentiert.
WS Wärmeprozesstechnik
GmbH
www.flox.com
Halle 9 / Stand 939
HÄRTEREI-KOLLOQUIUM 2011
ECOTHAL ®
– der effiziente Gasbrenner
Der ECOTHAL-SER Brenner (Brenner mit integriertem Rekuperator) ist für
einen hohen Wirkungsgrad und hohe Zuverlässigkeit bei gleichzeitig geringen
Abgaswerten entwickelt worden. Steigern Sie Ihre Produktivität, basierend auf
der erhöhten Leistung, und der besseren Energiebilanz von ECOTHAL.
So beginnen auch Sie Geld zu sparen, indem Sie den besseren Wirkungsgrad,
die höhere Leistung und Produktivität bei gleichzeitig längeren Warungsintervallen
ausnutzen.
Kanthal – a Sandvik brand
Aschaffenburger Str. 7 a,
64546 Moerfelden-Walldorf
Tel +49 6105 40010 • www.kanthal.com
Besuchen Sie uns auf dem Härtereikolloquium in Wiesbaden, 12.–14. Oktober 2011
Sie finden uns in Halle 9, Stand 912
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
489

HÄRTEREI-KOLLOQUIUM 2011
Produktvorschau
Unternehmensverbund zum Vertrieb von
Glüh- und Härteofenanlagen
Der Unternehmensverbund
der Industrieofen- und Härtereizubehör
GmbH Unna (IHU)
befasst sich mit der Herstellung
und dem Vertrieb von
Glüh- und Härteofenanlagen
sowie deren Zubehör und Ersatzteile
sämtlicher Ofenfabrikate.
Ebenfalls führt der Unternehmensverbund
Wartungen
und Reperaturen an
diesen Anlagen durch. Die
Produktpalette beinhaltet ferner
Abschreckmittel, Isoliermittel
gegen Aufkohlung und
Aufkohlungsflüssigkeiten. Ein
weiterer Bereich der Fertigungsmöglichkeiten
bezieht
sich auf Stahlkonstruktionen
und den Apparatebau.
Industrieofen- und Härtereizubehör
GmbH Unna
www.ihu.de
Halle 9 / Stand 932
Sammlung von Beispielsystemen
mit Gaseingangsstrecken,
Brennersystemen und
Prozesssteuerungen. Jedes
Beispiel wird anhand eines
Fließbildes ausführlich mit
Anwendungs- und Funktionsbeschreibung
erklärt. Hinweise
zum System und die
Nennung möglicher Komponenten
werden abgerundet
von einer Verknüpfung zur
jeweiligen Normengrundlage.
Normenauszüge werden
durch Interpretationen vom
Fachmann und durch die Verbindung
mit praktischen Beispielen
anschaulich dargestellt
und so verständlich aufbereitet.
Auch die funktionale
Sicherheit von Systemen sowie
die Bestimmung und Berechnung
von geforderten
Safety Integrity Level (SIL)
bzw. Performance Level (PL),
die zunehmend an Bedeutung
gewinnen, werden thematisiert.
Neben grundsätzlichen
Erklärungen gibt es hier
Erläuterungen von Anwendungsbeispielen.
So finden
Planer und Betreiber von der
Risikobeurteilung bis zur Bestimmung
der erforderlichen
Werte die richtigen Produkte
– inklusive fachgerechter Einbindung
in ein Gesamtsystem.
Neben weiteren Ratgebern
für Einsteiger und Experten
stehen dem Anwender eine
Reihe von Werkzeugen zur
Verfügung. Die Apps, die entweder
online oder offline betrieben
werden können, helfen
nicht nur beim Auslegen
und Auswählen von Armaturen
und Rohrleitungen, sondern
auch beim Konvertieren
und Berechnen physikalischer
Werte. Darüber hinaus bieten
sie dem Anwender Unterstützung
beim Bestimmen von
SIL/PL-Einstufungen.
Elster GmbH
www.kromschroeder.de
Foyer OG / Stand 4
Moderne und effiziente Strahlrohr-Technologie
Internet-basierte KST-Wissensplattform
Umfangreiches Systemwissen
ist für Planer und Betreiber
von Thermoprozessanlagen
besonders wichtig. Die Anforderungen
reichen hierbei vom
Verständnis physikalischer Zusammenhänge,
über die Einhaltung
rechtlicher Grundlagen
wie nationaler und internationaler
Richtlinien und
Normen, bis hin zu Erfahrungen
mit unterschiedlichen Armaturen
und Geräten sowie
deren Zusammenspiel in Systemen.
Die neue Wissensplattform
„Kromschröder System
Technik“ (KST) bietet
allen Planern und Anlagenbetreibern,
ob Neueinsteigern
oder Experten, Unterstützung
und Projektierungshilfe – und
das nun auch zeitgemäß im
Internet. Der Nutzer kann somit
sichergehen, dass das Unternehmen
schnell auf Veränderungen
und Neuerungen
reagiert und KST dementsprechend
regelmäßig ergänzt
und aktualisiert ist.
Ein Kernbereich der neuen
KST ist die umfangreiche
Immer höhere Ansprüche an
Metallbauteilen machen eine
Wärmebehandlung dieser Teile
oft erforderlich. Viele Wärmebehandlungsprozesse,
vor
allem im höheren Temperaturbereich,
lassen in der Regel
keinen Kontakt zwischen
Wärmgut und Abgase zu
(Schutzgasatmosphäre). Eine
indirekte Beheizung der Anlage
ist dann unumgänglich.
Die übliche Beheizungseinrichtung
besteht aus Brennern
mit Strahlrohren. Rezirkulierende
Strahlrohre kombiniert
mit einem Re ku pe ratorbrenner
bilden aufgrund
ihrer hohen Energieeffizienz
den Stand der Technik.
Die neue UCON Strahlrohrgeneration
wurde mit hitzebeständigen
Metallkomponenten
für den Ofen- und Anlagenbau
entwickelt. Die
verbesserte Festigkeit erweitert
den Anwendungsbereich
der Rohre. Eine überarbeitete
Konstruktion, gemeinsam mit
490
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

dem Einsatz neuer Hochleistungswerkstoffe
und der Einführung
neuer Fertigungsmethoden
führen zu einem leistungsfähigeren
Produkt als
bisher. Rezirkulierende Strahlrohre
moderner Art werden
als Mantelrohr bzw. in P- oder
Doppel-P-Ausführung angefertigt.
Herkömmliche Strahlrohrformen
wie z. B. U- und
W-Rohre werden nach demselben
Konzept angefertigt.
Weitere Merkmale dieser
Strahlrohre sind: (1) Unempfindlichkeit
gegen mechanische
Einwirkungen, welche
Das neuste Temperaturmessgerät
von LumaSense Technologies
ist ein digitales Quotientenpyrometer,
das Hersteller
aus der Industrie in die
Lage versetzt, ihre Produktqualität
und Erträge
bei der Handhabung, der
Montage oder durch das Produkt
auftreten können; (2)
Reparaturfähigkeit und (3)
Kleinserien / Einzelfertigung
sind auch kurzfristig lieferbar.
Typische Anwendungen sind
Ofenanlagen zur Wärmebehandlung
von Stahl wie z. B.
Härteöfen, Warmumformanlagen,
kontinuierliche Bandglühanlagen
(CAL), Bandverzinkungsanlagen
(CGL) und
die Emaillieröfen.
UCON AG Containersysteme KG
www.ucon.de
Halle 3 / Stand 307
Neuester Pyrometer bietet höhere Genauigkeit
unter harten Einsatzbedingungen
durch eine präzisere Messung
von Extremtemperaturen auch
unter den härtesten Bedingungen
zu optimieren.
Das ISR 6 Advanced ist ein Pyrometer
zur berührungslosen
Temperaturmessung, das dem
Nutzer eine bessere Kontrolle
seiner Prozesse ermöglicht
und ideal für den Einsatz in
der Stahl- und Metall-, Silizium-,
Glas- und Zementherstellung
geeignet ist. Der Sensor
ist für Messbereiche zwischen
600 und 3.000 °C
konzipiert. Hierdurch ist das
Gerät besonders gut für Anwendungen
geeignet, die
eine präzise Temperaturmessung
bei sehr hohen Temperaturen
erfordern, wie es zum
Beispiel beim Induktionserwärmen,
Glühen, Schweißen,
Schmieden, Schmelzen, Sintern
oder Züchten von Kristallen
der Fall ist. Zu den weiteren
wesentlichen Merkmalen
zählen eine Messfeldgröße
von bis zu 0,7 mm, eine Erfassungszeit
von weniger als
2 ms sowie die 2-Farben-Methode
bei der zwei benachbarte
Wellenlängen für die
Temperaturmessung verwendet
werden. Im Gegensatz zu
herkömmlichen Pyrometern
sind Temperaturmessungen
mit dem ISR 6 Advanced in
weiten Bereichen emissionsgradunabhängig
und unempfindlich
gegen verschmutzte
Produktvorschau
Sichtfenster oder Staub im
Messstrahl. Außerdem wird
die Produktionsqualität verbessert,
indem das Risiko falscher
Testergebnisse durch die
Fähigkeit, sehr geringe Signalstärken
automatisch zu erkennen,
minimiert wird. Falls erforderlich
kann das Pyrometer
auch im 1-Kanalmodus betrieben
und wie ein konventionelles
Pyrometer verwendet
werden.
LumaSense Technologies Inc.
www.lumasenseinc.com
Halle 3 / Stand 334
Wirtschaftlich charchieren bei über 1.100 °C
Das neue CFC-Hybridsystem
aus CFC und Keramik von
GTD Graphit Technologie
kombiniert die besonderen Eigenschaften
von CFC und Keramik
in der Wärmebehandlung
für optimale Ergebnisse
bei Temperaturen über
1.100 °C. Diese Kombination
berücksichtigt vor allem die
unterschiedlichen Aus dehnungs
koeffizienten dieser
beiden Werkstoffe im Hochtemperaturbereich
und bringt
ihre unterschiedlichen Eigenschaften
in einem System
konstruktiv in Einklang.
Das zum Patent angemeldete
CFC-Hybridsystem mit der
Trapez-Führung der Keramik
ermöglicht eine Anbringung
an einer Seitenwand, ohne
das die Keramik herausfallen
kann. Das bedeutet, dass
auch Teile aufrecht chargiert
werden können, die sich an
der Wand abstützen, wie beispielsweise
Turbinenflügel mit
unterschiedlichen Schwerpunkten.
Alle Chargiersysteme
werden gemeinsam mit
dem Kunden auf seine besonderen
Anforderungen hin
speziell entwickelt. GTD bietet
dementsprechend jeweils
die beste Lösung in Bezug auf
den Preis des Systems, das
optimale Handling sowie die
Integration in die Produktionsabläufe.
Die Vorteile des CFC-Hybridsystems
auf einen Blick:
– absolute Verzugsfreiheit
– leichte Bauweise für besseres
Handling
– Kostensenkung durch hervorragende
Energiebilanz
– automatisches Be- und Entladen
möglich
– schnelle Produktionszyklen
für hohe Wirtschaftlichkeit
– lange Lebensdauer und sichere
Prozesse
– dauerhafter Schutz vor
Kontaktreaktionen/Aufkohlen
– optimierte Teilequalität.
GTD Graphit Technologie
GmbH
www.gtd-graphit.de
Halle 1 / Stand 150
HÄRTEREI-KOLLOQUIUM 2011
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
491

HÄRTEREI-KOLLOQUIUM 2011
Produktvorschau
Neuer Ammoniaksensor im Gasanalysegerät
MGas 5.1 NH3
Als Resultat ständiger Verbesserungs-
und Optimierungsmaßnahmen
präsentiert die
Firma MESA Electronic GmbH
auf dem diesjährigen Härterei-Kolloquium
in Wiesbaden,
die Erweiterung Ihres Gasanalysegerätes
MGas 5.1 um die
20000 ppm Ammoniak. Die
Messkammer des Analysators
ist auf ca. 120 °C geheizt. Der
Analysator wird häufig im Bereich
„Carbo-Nitrieren“ eingesetzt.
Das Gasanalysegerät MGas
5.1 NH3 ist zur Aufzeichnung
Einstellungen für die Begasung
können mit CARBO-
FLEX ® in einer Rezeptdatenbank
hinterlegt und einem
bestimmten Produkt zugeordnet
werden. Dieses bedienerfreundliche
Konzept hat
einen entscheidenden Vorteil:
Mit einer einzigen Einstellung
lassen sich die gesamten Atmosphärenparameter
in kürzester
Zeit dem Produktionsbedarf
anpassen. Der Aufbau
der Anlage verbindet Einstell-,
Auswertungs- und Steuerelemente
zu einer kompakten,
zentralen Einheit. Untergebracht
sind die Komponenten
in wenigen Standard-Schaltschränken.
Der Anwender
profitiert damit von einer sehr
guten Übersicht und besonderem
Bedienkomfort. Darüber
hinaus bietet CARBO-
CAT ® jede Menge Flexibilität.
So sind zum Beispiel aufkohlende-
ebenso wie neutraleoder
entkohlende Atmosphären
einstellbar.
Linde AG
www.linde-gas.de
Halle 2 / Stand 202
Wärmebehandlungsanlagen mit höchster
Verfügbarkeit
Gaskomponente Ammoniak
(NH3). Das Messprinzip für
den neu entwickelten NH3
Sensor basiert auf einem
durchstimmbaren Diodenlasers
(TDSL). Dabei werden im
nahen Infrarotspektrum die
Absorption von Ammoniak
und Wasser gemessen und
verrechnet. Der momentane
Messbereich des am Markt
befindlichen Gerätes umfasst
derzeit einen Bereich von 0 –
aller Daten mit einem internen
Datenlogger ausgestattet.
Mit Hilfe eines USB-Sticks
können die Daten auf der
mitgelieferten Software ausgewertet
werden. Das Gerät
verfügt über optionale
Schnittstellen wie z. B. RS485,
Modbus, Ethernet und weitere
Schnittstellen.
MESA Electronic GmbH
www.mesa-international.de
Foyer OG / Stand 1
Die Firma Schwartz GmbH
fertigt kontinuierlich und diskontinuierlich
betriebene
Wärmebehandlungsanlagen
an, die sowohl unter Luft- als
auch unter Schutzgasatmosphäre
betrieben werden
können. Durch moderne Beheizungssysteme
werden die
hohen Ansprüche durch den
Umweltschutz und die Anforderungen
zur Energieeinsparung
erfüllt.
Die unterschiedlichen Ofentypen
sind für die folgenden
Anwendungen im Einsatz:
Härten, Anlassen, Vergüten,
Normalisieren, Weichglühen
und Blankglühen. Auch weiterhin
setzt sich das Presshärten
in der Automobilindustrie
durch. Schwartz Wärmebehandlungsanlagen
erfüllen
den Anspruch der Kunden,
die Festigkeit für sicherheitsrelevante
Bauteile zu erhöhen
bei gleichzeitiger Einsparung
von Gewicht und Kosten. Das
Spektrum der im Einsatz befindlichen
Öfen umfasst folgende
Anlagen:
– mit und / oder ohne Warenträgerbetrieb
– gas-, elektrisch- oder hybridbeheizt
– für den Betrieb mit und /
oder ohne Schutzgas.
Schwartz GmbH
www.schwartz-wba.de
Foyer OG / Stand 1202
Ofensteuerung mit besonderem Bedienkomfort
Unterschiedliche Materialqualitäten
erfordern unterschiedliche
Atmosphären in Ihrem
Ofen. Für Neutralglühanwendungen
und zur Herstellung
von Oberflächen mit idealen
Eigenschaften bietet CARBO-
CAT ® in Verbindung mit
CARBOFLEX ® ein einzigartiges
System zur Erzeugung der
richtigen Atmosphäre im
Ofenraum. Dabei wird eine
Mischung aus Luft und Erdgas
(oder Propan) in einen beheizten
Katalysator eingespeist,
wo sie unter anderem
zu Kohlenmonoxid und Wasserstoff
reagieren – die Gasmengen
und die Zusammensetzung
der Ofenatmosphäre
werden über die vorgegebene
Rezeptur gesteuert. Die
492
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

Wahlweise inkl. CD
oder DVD mit
komplettem
eBook
Praxishandbuch
Thermoprozesstechnik
Band II: Anlagen – Komponenten – Sicherheit
Das Praxishandbuch Thermoprozesstechnik ist das Standardwerk für
die Wärmebehandlungsbranche und Pflichtlektüre für jeden Ingenieur,
Techniker und Planer, der sich mit der Projektierung oder dem Betrieb von
Thermoprozessanlagen befasst.
Der Band II widmet sich den Themenbereichen Anlagen, Komponenten und
Sicherheit. Namhafte Experten der Thermoprozesstechnik beschreiben anschaulich
alle relevanten Sachverhalte. Das Werk gibt einen zusammengefassten,
detaillierten Überblick, der sowohl für Studierende aller einschlägigen Fachrichtungen
sowie für Ingenieure hilfreich ist.
Das Buch ist leserfreundlich gestaltet und zahlreiche farbige Tabellen, Graphiken
und Bilder visualisieren die beschriebene Anlagen und Prozesstechnik.
Kapitelübersicht
Anlagen: Schmelzen, Erwärmen und Homogenisieren,
Wärme behandeln, Oberfl ächentechnik, Fügen/Trennen
Komponenten: Brennstoff Erwärmung, Elektrische Erwärmung
Sicherheit: Normen und Sicherheit
Hrsg.: H. Pfeifer, B. Nacke, F. Beneke
2. Aufl age 2011, 1000 Seiten, Farbdruck, Hardcover
Buch + CD-ROM
Buch + DVD
mit Zusatzinhalten
mit Zusatzinhalten und
vollständigem eBook
Vulkan-Verlag
www.vulkan-verlag.de
Sofortanforderung per Fax: +49 (0) 201 / 820 02 - 34 oder im Fensterumschlag einsenden
Ja, ich bestelle gegen Rechnung 3 Wochen zur Ansicht
___ Ex. Praxishandbuch Thermoprozesstechnik Band II + CD-ROM
2. Aufl age 2011 – ISBN: 978-3-8027-2948-5
für € 180,- (zzgl. Versand)
___ Ex. Praxishandbuch Thermoprozesstechnik Band II + DVD-ROM
2. Aufl age 2011 – ISBN: 978-3-8027-2955-3
für € 240,- (zzgl. Versand)
Die bequeme und sichere Bezahlung per Bankabbuchung wird mit einer Gutschrift
von € 3,- auf die erste Rechnung belohnt.
Antwort
Vulkan-Verlag GmbH
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45039 Essen
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Land, PLZ, Ort
Telefon
E-Mail
Branche/Wirtschaftszweig
Telefax
Bevorzugte Zahlungsweise Bankabbuchung Rechnung
Bank, Ort
Bankleitzahl
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Widerrufsrecht: Sie können Ihre Vertragserklärung innerhalb von zwei Wochen ohne Angabe von Gründen in Textform (z.B. Brief, Fax, E-Mail) oder durch Rücksendung der Sache widerrufen.
Die Frist beginnt nach Erhalt dieser Belehrung in Textform. Zur Wahrung der Widerrufsfrist genügt die rechtzeitige Absendung des Widerrufs oder der Sache an die Vulkan-Verlag GmbH, Versandbuchhandlung, Postfach 10 39 62, 45039 Essen.
Nutzung personenbezogener Daten: Für die Auftragsabwicklung und zur Pfl ege der laufenden Kommunikation werden personenbezogene Daten erfasst, gespeichert und verarbeitet. Mit dieser Anforderung erkläre ich mich damit einverstanden, dass ich vom
Oldenbourg Industrieverlag oder vom Vulkan-Verlag per Post, per Telefon, per Telefax, per E-Mail, nicht über interessante Fachangebote informiert und beworben werde. Diese Erklärung kann ich mit Wirkung für die Zukunft jederzeit widerrufen.
PAPTP22010

Lexikon der
Gastechnik
Begriffe, Definitionen und
Erläuterungen
Seit über 30 Jahren ist das „Lexikon der Gastechnik“
ein elementares Nachschlagewerk für die Gasversorgungswirtschaft.
Kurz gefasste Definitionen erlauben
eine Orientierung hinsichtlich der wichtigsten technischen
Begriffe in der öffentlichen Gasversorgung.
Ursprünglich entstanden aus einem Arbeitskreis „Begriffsbestimmungen
im Gasfach“ des DVGW wurde das Werk von
verschiedenen Autorenteams kontinuierlich weiterentwickelt
und ergänzt. Neben einer Überprüfung der Defi nitionen
enthält die 5. Aufl age viele neue Begriffe zu den aktuellen
technischen Entwicklungen.
Um dem modernen Nutzungsverhalten gerecht zu werden,
wird das Kompendium jetzt auch in vollständig digitaler
Form angeboten.
Hrsg.: B. Naendorf
5. Aufl age 2011, ca. 250 Seiten + Datenträger, Broschur
Buch + DVD
mit Zusatzinhalten und
vollständigem eBook
Oldenbourg-Industrieverlag GmbH
www.gwf-gas-erdgas.de
Sofortanforderung per Fax: +49 (0) 201 / 820 02 - 34 oder im Fensterumschlag einsenden
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___ Ex. Lexikon der Gastechnik (ISBN: 978-3-8356-3280-6)
zum Preis von € 50,– zzgl. Versand
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Glühen von kornorientiertem Elektroblech
in gasbeheizten Mehrstapel-
Haubenglühanlagen
Annealing of grain oriented silicon steel in gas-fired multi-stack batch
annealing furnaces
Von Peter Wendt, Frank Maschler, Michal Buryan, Malte Fließ
FACHBERICHTE
Im Gegenteil zum breiten Einsatz für Kohlenstoffstahl und Edelstahl haben sich
Einstapel-Haubenglühöfen beim Glühen von kornorientiertem Elektroblech nicht
durchgesetzt. Der Vorteil des gasdichten Glühraums ist aus Prozesssicht beim
Elektroband nicht notwendig, so dass innerhalb der letzten 20 Jahre alle neuen
Anlagen aus Effektivitätsgründen als Mehrstapel-Haubenglühanlagen ausgeführt
wurden. Für die Bezeichnung dieser Anlagen hat sich auch im deutschsprachigen
Raum der englische Begriff MBAF (Multi Stack Bell Type Annealing
Furnaces) durchgesetzt.
In contrast to their widespread use for carbon steel and stainless steel, singlestack
bell-type annealing furnaces have not become an established solution for
the annealing of grain-oriented electrical steel sheet. The advantage of a gastight
annealing chamber offered by these furnaces is not necessary for electrical
sheet for process reasons. For efficiency reasons, most of the new plants constructed
for these applications over the past 20 years have therefore been multistack
bell-type annealing furnaces (MBAF).
Die Hochtemperaturglühung in der
MBAF-Haubenglühanlage erfolgt
nach der Entkohlung des kaltgewalzten
Bandes (Bild 1) und anschließender
Beschichtung des Bandes mit
Magnesiumoxid.
Ausschnitt der Referenzliste zeigt, wurden
allein in den letzten fünf Jahren 44
MBAF-Sockel mit insgesamt 135 Glühplätzen
und einer Gesamtglühkapazität
von über 140.000 t/a installiert bzw. beauftragt.
Die Hochtemperaturglühung von
kornorientiertem Elektroblech
Ziel der Hochtemperatur-Glühung ist die
Ausprägung der sog. GOSS-Textur, die
zwischen 900 °C und 1100 °C abläuft.
Im Temperaturbereich unterhalb dieser
Schwelle muss das Grobkornwachstum
des bereits rekristallisierten Bandes unterdrückt
werden. Dies wird durch Inhibitoren
(z.B. AlN, MnS) in geeigneter Konzentration
und Korngröße erreicht.
Als GOSS-Textur bezeichnet man die
Ausrichtung der kubischen Kristalle mit
ihrer Seitenkante in Walzrichtung, d.h. in
Orientierung (Bild 4). Je genauer
die Seitenkanten in Walzrichtung orientiert
sind, desto besser sind die magnetischen
Eigenschaften.
Zu Beginn der Glühung liegen nur sehr
wenige Kristalle in GOSS-Textur vor.
Beim Durchlaufen der Umwandlungstemperatur
wachsen die Bezirke mit
GOSS-Textur, indem sie anderweitig ori-
Der Einsatz von kornorientiertem Elektroband
ist von Vorteil bei Anwendungen,
wo der magnetische Fluss in eine
Richtung verläuft. Dies ist vorwiegend
der Fall in Verteilungs- und Leistungstransformatoren,
Drosselspulen und
Wandlern (Bild 2 [1]).
Bei den installierten Anlagen dieses Typs
hat die LOI Thermprocess GmbH einen
Marktanteil von 100 % weltweit. Die
Glühkapazitäten für das kornorientierte
Elektroblech wurden in den letzten Jahren
auf Grund des steigenden Bedarfs
der vorher genannten Produkte stetig
vergrößert, was ein Teilausschnitt aus der
Referenzliste belegt (Bild 3). Wie der
Bild 1: Übersicht Verfahrensstufen zur Herstellung von kornorientiertem Band
Fig. 1: Process steps for the production of grain-oriented steel strip
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
495

FACHBERICHTE
entierte Kristalle an ihren Grenzen umwandeln.
Danach müssen die nun nicht
mehr benötigten Inhibitoren (N, S) durch
Diffusion aus dem Band entfernt werden.
Hierzu dient die Haltestufe bei ca.
1200 °C, bei der üblicherweise reiner
Wasserstoff als Schutzgas genutzt wird.
Weiterhin vollzieht sich während der
Glühung die Umwandlung der MgO-Beschichtung
in Magnesium-Silikat, welches
u.a. zur Isolation der Windungen
und zur Verhinderung des Verklebens
zwischen den Windungen dient.
Bei der Temperaturregelung während
der Aufheizphase ist der Wasserdampfgehalt
der MgO-Beschichtung zu berücksichtigen,
um die Oxidation des
stark siliziumlegierten Bandes zu begrenzen.
Viele Stahlproduzenten verwenden
Material mit einem hohen Schwefelgehalt,
um die gewünschte Gefügeorien-
Bild 2: Anwendungen von kornorientiertem
Elektroblech [1]
Fig. 2: Applications of grain-oriented electrical
sheet [1]
tierung bei der vorangehenden Bearbeitung
zu beeinflussen. Schwefel im Stahl
reagiert beim Hochtemperaturglühen
während des Haltens mit der
Wasserstoffschutz gas atmosphäre und
bildet H 2 S. Auch dies ist bei der Auswahl
der Ausrüstung zu bedenken.
Die Schutzhauben und die Heizhaube
werden zunächst für einen vorgegebenen
Zeitraum mit einer bestimmten
Menge Stickstoff gespült. Anschließend
wird Wasserstoff als Schutzgasatmosphäre
eingeleitet. Die Spülung mit Wasserstoff
wird während des Heizens und
Kühlens fortgesetzt, um gasförmige Reaktionsprodukte
zu entfernen und einen
positiven Druck unter der Schutzhaube
aufrechtzuerhalten. Die Kühlung erfolgt,
indem Verbrennungsluft durch die Brenner
in den Heizraum eingeblasen wird.
Zum Ende des Glühprozesses werden
Heizhaube und Schutzhauben mit Stickstoff
gespült, bevor die Heizhaube gezogen
wird (Bild 5), um auf einem anderen
Glühsockel eingesetzt zu werden. Um
eine Oxidation der Bunde während der
abschließenden Kühlung zu verhindern,
wird die Stickstoffspülung der Schutzhauben
und Bunde fortgesetzt bis die
für den Abschluss des Zyklus festgesetzte
Temperatur erreicht ist.
Anlagenaufbau und
Anlagentypen
Anlagenaufbau
Im Vergleich zu den allgemein bekannten
Einstapel-Haubenglühanlagen unterscheidet
sich das Hochtemperaturglühen
in Mehrstapelanlagen sowohl konstruktiv
als auch prozesstechnisch in wesentlichen
Punkten:
a) Aufgrund der hohen Glühtemperaturen
(1170 bis 1220 °C) erfolgt die
Wärmeübertragung fast ausschließlich
durch Strahlung und deshalb wird auf
eine interne Umwälzung mittels Sockelventilator
verzichtet.
b) Es wird eine Sandtassenabdichtung
zwischen Schutzhaube und Glühraum
bevorzugt, sowie zusätzlich eine Wasserdichtung
am Umfang des Glühsockels
eingesetzt.
c) Die Schutzgaszusammensetzung variiert
aus prozesstechnischen Gründen
mehrfach innerhalb des Glühprozesses
(Bild 6).
Bild 3: Ausschnitt Referenzliste MBAF-Anlagen
Fig. 3: Except from reference list for MBAF plants
496
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

FACHBERICHTE
d) Der Heizraum unter der Mehrstapel-
Heizhaube ist während des Glühprozesses
mit der gleichen Schutzgasatmosphäre
befüllt wie die Schutzhaube.
Das System von Heizhaube und
Glühsockel wird während des gesamten
Glühzyklus unter Druck gehalten,
so dass keine Luft in die Heizhaube
eintritt bzw. an die Bunde gelangen
kann, die gerade geglüht werden.
e) Weltweit hat sich eine Elektrobeheizung
durchgesetzt. Die Widerstandsheizung
durch in die Heizhaubenwände
und -decke eingebettete Heizelemente
sorgt für eine optimale
Temperaturgleichmäßigkeit von weniger
als ±10 K in den Bunden.
f) Die Kühlung wird intensiviert durch an
der Heizhaube installierte hocheffektive,
gasdichte Kühlsysteme um die
Kühlzeit zu reduzieren.
Anlagentypen
Unter der Heizhaube sind in der Regel
drei oder vier einzelne Glühgutstuhlungen
in einer Reihe angeordnet. Beim Einsatz
kleinerer Bunde (≤ 12 t) erfolgt in
der Regel eine zweilagige Chargierung,
das heißt, es können zwei Bunde übereinander
auf selbsttragenden Platten geladen
werden (Bild 7).
Bei größeren Bunden wird auf eine zweilagige
Chargierung verzichtet, weil dann
die tragende Stützkonstruktion für diese
Bundgewichte nicht mehr effektiv ist.
Große Bunde (> 12 t) werden deshalb in
der Regel einlagig auf eine Hochtempera
turtrageplatte aus einer hochhitzebeständigen
Legierung geladen oder direkt
auf das Sandmedium im Glühsockel
gestellt (Bild 8).
Jede Glühgutstuhlung hat eigene
Schutzgaseingänge und eine Schutzhaube,
um die Schutzgasatmosphäre um
die einzelnen Bunde zu lenken. Schutzhauben
werden in der Regel aus einem
rostfreien Hochtemperaturstahl hergestellt.
Da während des Glühens Heizhaubentemperaturen
von bis zu 1250 °C erreicht
werden, ist die Wahl des Schutzhaubenmaterials
im Hinblick auf die
Lebensdauer von erheblicher Bedeutung.
Die Schutzhauben werden durch ihr
Eigengewicht mittels Sandtasse gegenüber
dem Sockel abgedichtet. Während
des Spülens wird das Atmosphärenabgas
durch einen geringen Überdruck aus der
Schutzhaube durch den Sand in das Innere
der Heizhaube geleitet und dann
durch das Ausgangsdruckventil aus der
Heizhaube abgeführt. Der ausgespülte
Bild 4: Ausbildung der GOSS-Textur beim Hochtemperaturglühen
Fig. 4: Formation of GOSS texture in high-temperature annealing
Bild 5: MBAF-Anlage: Ziehen der Heizhaube
Fig. 5: MBAF plant: removal of heating hood
Bild 6: Typische Glühkurve von kornorientiertem Elektroblech
Fig. 6: Typical annealing program for grain-oriented electrical sheet
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
497

FACHBERICHTE
Bild 7: MBAF-Anlage: zweilagige Chargierung
Fig. 7: MBAF plant with two-layer charging
Bild 8: MBAF-Anlage: einlagige Chargierung
Fig. 8: MBAF plant with single-layer charging
Wasserstoff wird am Heizhaubenausgang
verbrannt.
Gasbeheizte MBAF
Motivation und Randbedingungen
für die Entwicklung
In gewachsenen Stahlwerksstrukturen ist
eine in der Prozessroute sinnvolle Installation
einer elektrisch beheizten Mehrstapelhaubenofenanlage
nicht immer
problem los möglich. Oftmals ist die benötigte
Spannungsversorgung nicht ausreichend
bzw. nicht vorhanden und die
Installation einer entsprechenden Mittelspannungsver
sor gung mit entsprechenden
Trafos ist aufwändig und kostenintensiv.
Brenn- und Schutz gase sind in der
Regel vorhanden und leicht bis zum
Übergabepunkt an eine MBAF-Anlage
heranzuführen. Weiterhin sind die Kosten
für die Beschaffung von Brenngas im
Vergleich zur elektrischen Energie bei
vielen Kunden geringer.
Aus diesen Gründen hat sich die LOI
Thermprocess im Jahre 2008 dazu
entschlos sen, auf der Basis der elektrisch
beheizten Mehrstapel-Anlage mit zwei-
lagiger Char gierung (3x2) und den Erfahrungen
aus dem Bereich der Einstapel-Haubenglühöfen
eine gasbeheizte
Anlage zu entwickeln, die im Jahre 2009
erfolgreich in Betrieb genommen wurde.
Randbedingungen für die Entwicklung
Die erste Bedingung für die erfolgreiche
Entwicklung einer solchen Anlage ist natürlich
die Qualität des Produktes, die
durch eine neue Beheizungstechno logie
nicht verschlechtert werden darf. Um
dies zu gewährleisten, müssen die bewährten
Glühkurven mit den entsprechenden
Parametern (Aufheiz- und Abkühlraten,
Haltezeiten, Temperaturgleichmäßigkeit
im Glühstapel und in
den Coils, Schutzgas atmosphären im
Glühraum etc.) abgebildet und eingehalten
werden können.
Die Änderung der Beheizungseinrichtung
bedingt eine Anpassung der Sicherheits
einrichtungen an der Anlage, um
einen gefahrlosen Betrieb zu garantieren,
da sich während des Glühprozesses
Schutz- und Brenngase im gleichen
Brennraum vermischen. Zusätzlich sind
die gesetzlichen Grenzwerte für die ent-
stehenden Abgase bei Glühtemperaturen
von ca. 1200°C einzuhalten.
Das Design der neuen Anlage muss zudem
eine vergleichbare Bedien- und
Wartungs freundlichkeit aufweisen und
nicht zuletzt bei Betriebs- und Instandhal
tungs kosten im Rahmen der bekannten
Größen aus dem Betrieb von elektrisch
beheizten MBAF-Anlagen liegen.
Beheizungseinrichtung
Kern der Neuentwicklung war das Design
der Beheizungseinrichtung. In enger
Zusammenarbeit mit dem Brennerlieferanten
WS Wärmeprozesstechnik und
dem Gaswärme Institut e.V. in Essen
wurden verschiedene Brenneranordnungen
bzgl. ihrer Flammengeschwindigkeiten
und Temperaturverteilungen im
Brennraum und Strömungspfade simuliert.
In Bild 9 ist die Temperatur- und
Geschwindigkeitsver teilung im Brenner
im Flammenbetrieb dargestellt.
Bild 10 zeigt die gewählte Brenneranordnung
an der Heizhaube. Jede Stirnseite
ist mit fünf Brennern ausgerüstet.
Bild 9: Temperatur- und
Geschwindigkeitsverteilung
im Brenner (Flammenbetrieb)
Fig. 9: Temperature and
velocity distribution in
burner (flame operation)
498
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

FACHBERICHTE
An jeder Längsseite der Heizhaube sind
zusätzlich zwei Brenner installiert.
Durch die gewählte Brenneranordnung
lässt sich eine gleichmäßige Temperaturver
teilung im Brennraum erzielen, wie
die Ergebnisse der CFD-Simulation für
die Schutzhaubentemperaturverteilung
(Bild 11) zeigen.
Üblicherweise wird bei > 850 °C in den
flammenlosen Betrieb (FLOX-Modus) geschal
tet, mit dem Ergebnis sehr niedriger
NOx-Emissionen. Im Flammenbetrieb
werden max. 200 mg/m³ erreicht, im
FLOX-Betrieb

FACHBERICHTE
Bild 12: Gasbeheizte
MBAF-Anlage
(drei Sockel, zwei
Heizhauben)
Fig. 12: Gas-fired
MBAF plant (3
bases, 2 heating
hoods)
duziert sich der Unterschied in den
Investitions kosten im Vergleich zur gasbeheizten
Mehrstapelhaubenofenanlage
erheblich. Für den oben genannten Fall
werden die Mehraufwendungen für die
Gas-MBAF nach etwas mehr als einem
Jahr ausgeglichen.
Max. Coilaußendurchmesser:
1500 mm
Max. Bandbreite: 1050 mm
Max. Coilgewicht: 10 t
Max. Chargengewicht: 60 t
Anschlusswert Heizhaube: 1120 kW
Produktionskapazität: 10.000 t/Jahr
Der Aufbau des Glühsockels ist der elektrisch
beheizten Variante weitestgehend
gleich. Die Beheizung ist mit insgesamt
zehn Hauptbrennern (je 100 kW) und
vier Seitenbrennern (je 30 KW) realisiert.
Der Hauptteil des Abgases wird durch die
Rekuperatorbrenner zur Vorwärmung
der Verbrennungsluft abgeführt, ein kleiner
Teil wird zur Ofendruckregelung benutzt
und über einen separaten Ausgang
abgezogen. Zur Abkühlung der Charge
wird kalte Verbrennungsluft genutzt.
Vergleich elektrisch und
gasbeheizte MBAF
Typische Glühkurve
Vergleicht man eine typische Glühkurve
einer elektrisch beheizten Mehrstapelhaubenofenanlage
mit der einer gasbeheizten
Anlage, dann zeigt sich, dass die
Temperatur-Zeit-Kurven nahezu identisch
sind. Der Temperaturausgleich im
Coil ist in beiden Anla gentypen gleich.
Die Abkühlung der Bunde in der gasbeheizten
Anlage ist am Kühl anfang etwas
langsamer, was sich jedoch im Laufe der
gesamten Kühlung wieder ausgleicht.
Während bei der elektrisch beheizten
Variante im Heizraum nahezu die gleiche
Atmosphäre vorliegt wie im Glühraum
und die Abdichtung zur Umgebung
durch die Heizhaube bzw. deren Wassertasse
zum Sockel hin erfolgt, ist bei der
gasbeheizten Variante der Heizraum mit
Verbrennungsabgas gefüllt. Es ist sicherzustellen,
dass das aus den Schutzhau-
ben über die Sandtassen in den Heizraum
austretende Schutzgas sicher verbrannt
wird. Wasserstoff kann nur
oberhalb der Sicherheits-Zündtemperatur
von 750 °C eingesetzt werden. Durch
geeignet positionierte Temperatur-Messstellen
und einer angepassten Steuerung
der Beheizung konnte ein der elektrisch
beheizten Anlage gleichwertiges Wasserstoff-Spülregime
ermöglicht werden.
Glühergebnisse
Aus den Produktionsergebnissen in den
letzten zwei Jahren zeigt sich, dass die
elektromagnetischen Eigenschaften des
geglühten Elektrobleches in keiner Weise
abhängig von der Beheizungsart sind.
Dies konnte in vollem Umfang vom Kunden
bestätigt werden. Die Eigenschaften
werden nur durch die Gestaltung der
Glühkurven erzeugt. Da der Temperaturausgleich
im Coil nahezu identisch verläuft,
lassen sich Glühkurven von der E-
MBAF auf die Gas-MBAF übertragen und
umgekehrt.
Investitions- und Betriebskosten
Unter der Annahme, dass für die Installation
einer MBAF-Anlage die erforderliche
Mittelspannungsversorgung im Bereich
der Anlage zur Verfügung steht und man
die gebaute Anlage auf eine Anlage mit
sechs Glühsockeln und fünf Heizhauben
hochrechnet, ergeben sich für die gasbeheizte
Anlage um ca. 25 % höhere Investitionskosten.
Demgegenüber stehen
Einsparungen von ca. 10 % bei den Kosten
für die notwendi gen Schutzgase und
ca. 25 % bei der Energie für die Beheizung
der Anlage. Durch die reduzierten
Betriebskosten werden die Mehraufwendungen
bei der Beschaffung nach ca.
zwei Jahren ausgeglichen.
Falls für die elektrisch beheizte MBAF-
Anlage eine zusätzliche Mittel span nungsver
sorgung installiert werden muss, re-
Fazit
Die Erfahrungen mit der neu entwickelten
gasbeheizten Mehrstapel haubenofen
anlage zeigen, dass dieser Anlagentyp
aus technischer und prozesstechnischer
Sicht gleichwertig mit der elektrisch
beheizten MBAF-Anlage ist. Das Investment
für die Installation des neuen Anlagentyps
hängt von den geschilderten
Rahmenbedin gungen beim Kunden ab.
Der Rückfluss der höheren Investitionskosten
wird durch eine Reduzierung der
Betriebskosten erreicht.
Literatur
[1] Merkblatt 401: Elektroband und -blech,
Stahl-Informations-Zentrum, Düsseldorf
[1] Dr. Wendt, Peter; Gasse, William: Benefits of
converting HN batch annealing to hydrogen;
Steel Times International, September 2002,
pages 18-21
[2] Dr. Wendt, Peter; Maschler, Frank; Dr. Wang,
Peizhong; Quality aspects of hydrogen annealed
steel strip; Metallurgical Plant and
Technology 6 (2007), pages 154-162 •
Dr.-Ing. Peter Wendt
LOI Thermprocess GmbH, Essen
Tel.: 0201/ 1891-236
Peter.Wendt@loi-italimpianti.de
Dipl.-Ing. Frank Maschler
LOI Thermprocess GmbH, Essen
Tel.: 0201/ 1891-308
Frank.Maschler@
loi-italimpianti.de
Dr.-Ing. Michal Buryan
LOI Thermprocess GmbH, Essen
Tel.: 0201/ 1891-349
Michal.Buryan@
loi-italimpianti.de
Dipl.-Ing. Malte Fließ
LOI Thermprocess GmbH, Essen
Tel.: 0201 / 1891-854
Malte.Fliess@loi-italimpianti.de
500
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

Produktivitätssteigerung durch
Hochgeschwindigkeitsgaseindüsung
und Sauerstoff in Schutzgasöfen
Improving the productivity of controlled atmosphere furnaces with oxygen
Von Anders Lugnet, Gerd Waning
FACHBERICHTE
Der Durchsatz von großen Durchlauf-Schutzgasöfen (üblicherweise sind dies Rollenherddurchlauf-
oder Durchstoßöfen) wird oft durch ihre Leistungsfähigkeit
beim Aufheizen der Charge begrenzt. Versuche mit flammenlosen Oxyfuel-Brennern
haben gezeigt, dass man mit diesem Brennertyp die Wärmestromdichte,
die von den zur indirekten Beheizung der Öfen verwendeten Strahlrohren ausgeht,
fast verdoppeln kann, was eine höhere Wärmeübertragung bei den gleichen
Rohrtemperaturen ermöglicht. Es war jedoch unklar, ob dies tatsächlich die
Leistung des Ofens verbessern würde. Unter Einsatz einer numerischen Strömungssimulation
wurde dazu das Modell eines kompletten Rollenherddurchlaufofens
gebaut, wobei besonders auf die Leistungsfähigkeit des Ofens beim
Aufheizen der Charge geachtet wurde.
The output of large continuous controlled atmosphere furnaces, typically rollerhearths
or pushers, is often limited by their ability to heat up the load. Experiments
with flameless oxy-fuel burners have shown that this type of burner can
almost double the heat flux from the radiant tubes used to heat these furnaces
indirectly, enabling higher heat transfer at the same tube temperatures. However
it was not clear if this would actually improve the performance of the furnace. A
model of a complete roller hearth furnace focusing on its performance in heating
the load was constructed using computational fluid dynamics.
Bei großen Durchlauf-Schutzgasöfen,
die indirekt über Strahlrohre
beheizt werden, handelt es sich üblicherweise
um Rollenherddurchlauföfen
(Bild 1) oder Durchstoßöfen. Bei beiden
Ofenarten ist der Durchsatz – aufgrund
des Zeitaufwands für das Aufheizen der
Charge – oft begrenzt. Infolge des geringen
Platzes kann man diesen Nachteil
aber nicht einfach dadurch ausgleichen,
dass man am vorderen Teil des Ofens
weitere Strahlheizrohre anbringt. Zudem
kann man die Rohre selbst nicht heißer
laufen lassen, da sie aufgrund des Materials,
aus dem sie bestehen, bereits die
Grenze ihrer thermischen Belastbarkeit
erreicht haben. Eine mögliche Lösung
wäre jedoch, die vom Strahlrohr ausgehende
Wärmestromdichte zu erhöhen.
Um dies zu bewerkstelligen, könnte man
z.B. den Brenner durch die flammenlose
REBOX ® -Brennertechnologie von Linde
ersetzen [1, 2]. Diese Technologie erhöht
die Wärmestromdichte – die beim besten
herkömmlichen Airfuel-Brenner seiner
Klasse maximal 50 kW/m 2 beträgt –
auf 90 kW/m 2 . REBOX ® -Brenner sind
aber nicht nur effizienter (sie weisen, im
Vergleich zu den üblichen Effizienzen
von nur 75 % bei den führenden konventionellen
Brennern, Effizienzen von
über 90 % auf), sie erzeugen auch fast
kein NO x . Aufgrund der Verbrennungseigenschaften
ist das Temperaturprofil auf
der gesamten Arbeitslänge des Brenners
(ca. 0,5 bis 2 m) sehr flach, wodurch
man eine höhere Mitteltemperatur erhält
als mit einem herkömmlichen Brenner
(Bild 2).
Die Wärmestromdichte zu erhöhen löst
die gestellte Aufgabe jedoch nicht ganz,
denn die Wärme muss schließlich noch
vom Rohr auf die Charge übertragen
werden. Ein großer Teil der Wärmeübertragung
findet durch Konvektion statt;
und weil die meisten Rollenherddurchlauföfen
keine Ventilatoren besitzen, ist
die Übertragung nicht sehr effizient. Um
in solchen Öfen ohne Ventilatoren die
Zirkulation der Ofenatmosphäre zu
verbessern, wurde von Linde die
CARBOJET ® -Hochgeschwindig keits gaseindüsung
entwickelt [3, 4]. Es wurde
getestet, ob die Verwendung von Brennern
mit hoher Wärmestromdichte in
Kombination mit der CARBOJET ® -
Technologie zur Verbesserung der Atmosphärenzirkulation
die Heizleistung eines
typischen Rollenherddurchlaufofens verbessern
würde.
Um die optimale Konfiguration zu bestimmen
und die potenzielle Produktionssteigerung
vorausberechnen zu können,
wurde entschieden, vor der Installation
des Systems in einem großen Rollenherddurchlaufofen
eine numerische Strömungssimulation
durchzuführen.
Das Modell
Modellbeschreibung
Die Modellierung des Rollenherddurchlaufofens
(RHO) auf Basis der numerischen
Strömungssimulation (CFD) wurde
unter Einsatz des handelsüblichen CFD-
Codes FLUENT 6.3.26 durchgeführt. Für
den Aufbau der Geometrie und des Netzes
wurde GAMBIT 2.4 verwendet. Neben
der Modellierung einer Gesamtlänge
von 20 m für den Glühraum des RHO
wurde die Modellierungsanalyse zudem
auf den Kühlabschnitt erweitert, der sich
50 m hinter dem Ofen erstreckt.
Beim Bau des CFD-Modells wurden die
folgenden Parameter verwendet:
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
501

FACHBERICHTE
Bild 1: Brenner an einem Rollenherddurchlaufofen
Fig. 1: A roller hearth furnace showing the burners
– Gesamtlänge des RHO: 20 m
– Gesamtlänge des für die numerische
Strömungsanalyse betrachteten Bereichs:
72 m
– Gesamtzahl der Strahlrohre über den
Rollen: 39
– Gesamtzahl der Strahlrohre unter den
Rollen: 38
Wo keine Hochgeschwindigkeitsgaseindüsung
verwendet wurde, vernetzte
man den gesamten Bereich unter Verwendung
von sechsflächigen Zellen.
Dort, wo die Hochgeschwindigkeitsgaseindüsung
eingesetzt wurde, wurden die
Bereiche um die Düsen unter Verwendung
von feinen, vierflächigen Zellen vernetzt
und der verbleibende Raum mit
sechsflächigen Zellen aufgefüllt. Dies ermöglichte
eine präzise Auflösung des
Strömungsfeldes in der Nähe der Düsen,
wo zu erwarten war, dass die Geschwindigkeitsgradienten
hoch sind. Wo keine
Hochgeschwindigkeitsgaseindüsung zum
Einsatz kam, betrug die Gesamtzahl der
Maschen 1,8 Mio. Zellen; wo die Hochgeschwindigkeitsgaseindüsung
verwendet
wurde, ergaben sich 2,4 Mio. Zellen.
Modellierung und Randbedingungen
Um die Wirkung der Hochgeschwindigkeitsgaseindüsung
zu untersuchen, wurde
dem Ofen Endogas mit einer Durchflussrate
von 55 kg/h zugeführt. Gleichzeitig
wurde Stickstoff mit 175 kg/h
eingedüst. Dabei übernahmen vier
CARBOJET ® -Düsen jeweils 11,2 kg/h der
gesamten Stickstoffzufuhr. Die Ofenwände
wurden unter Einsatz der Randbedingung
für Wände in FLUENT modelliert.
Die Stärke der Ofenauskleidung
wurde aufgrund der Einschränkungen
der Geometrie und der Maschen nicht
berücksichtigt. Basierend auf der verfügbaren
Fachliteratur wird vorausgesetzt,
dass eine konstante Wärmestromdichte
von 750 W/m 2 von den Ofenwänden abgeleitet
wird [5].
Die Einlässe für das Endogas und den
Stickstoff wurden als Massenstromeinlässe
definiert. Die im Vergleich zu den Abmessungen
des Ofens geringe Größe der
CARBOJET ® -Lanzen machte es unmöglich,
diese Lanzen innerhalb des Ofenmodells
geometrisch richtig darzustellen. Im
Modell wurden sie deshalb durch Massen-
und Impulsquellen ersetzt. Dieser
Vorgang wurde durch den Vergleich von
Ergebnissen einer vorangegangenen Simulation
bestätigt, bei der eine einzelne
Lanze detailliert dargestellt wurde. Turbulenz
wurde mit dem k-ω-Modell behandelt.
In vorangegangenen Studien
wurde festgestellt, dass dieses Modell bei
freien Konvektionsströmen eine bessere
Korrespondenz zwischen den Experimenten
und der Simulation erzielt als das k-ε-
Modell. Strahlung wurde im Rahmen des
„sophisticated discrete ordinates model“
(DOM) berücksichtigt. Die in der Strömung
vorhandenen Spezies weisen eine
zu vernachlässigende Strahlungsabsorption
auf.
Infolge der Einschränkungen bezüglich
der Größe des Modells kann das Material,
das im Ofen verarbeitet wird (insbesondere
die Charge), nicht geometrisch
aufgelöst werden. Stattdessen wird das
Material als eine flache Oberflächenzone
aufgefasst, die durch die Länge des
Ofens verläuft. Für die Brenner in der
Eingangshälfte des Ofens wurde bezüglich
der Wärmestromdichte eine Randbedingung
von 50 KW/m 2 festgelegt. Für
die Fälle, in denen Oxyfuel-Brenner verwendet
wurden, wurde definiert, dass
die ersten 10 Brenner eine Wärmestromdichte
von 90 KW/m 2 haben sollten. Für
die Brenner in der hinteren Hälfte des
Glühraums wurde die Wärmestromdichte
auf 20 KW/m 2 gesenkt, um die Temperatur
der Metalloberfläche unter den
zulässigen Grenzwerten zu halten
(Bild 3).
Modellierungsansatz
Nach 9,3 m vom Eingang sollte die Charge
eine Temperatur von 850 °C erreicht
Bild 2: Temperaturprofile eines herkömmlichen und eines mit einem
REBOX ® -Brenner befeuerten Rohres
Fig. 2: The temperature profiles of a conventional and a REBOX ® burner
fired tube
Bild 3: Das Modell des Rollenherddurchlaufofens (Eingangs- und Kühlabschnitt
nicht im Bild)
Fig. 3: The roller hearth furnace model (entry and cooling section not
shown)
502
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

FACHBERICHTE
Anschließend wurde unter Verwendung
der Daten der Wärmeübertragungskoefhaben.
Ziel war es, hierfür die maximale
Beladungsmasse unter den jeweils gegebenen
Bedingungen zu ermitteln. Die gewählte
Temperatur ist dabei typisch für
das Glühen von Rohren in dieser Ofenart.
Zur Lösung der gegebenen Aufgabe sind
zwei Ansätze möglich: Beim instationären
Lösungsansatz müsste für viele Positionen
der fortlaufenden Charge eine
neue Berechnung durchgeführt werden.
Bei einer stationären (zeitlich nicht variierenden)
Simulation, bei der man die
Charge in einer Position halten kann,
muss man andere Wege finden, um die
Bewegung der Charge nachzuahmen.
Jede Methode hat ihre Nachteile. Bei der
instationären Simulation führen die
Komplexität der Geometrie und die Größe
des Bereichs zu einer Gesamtmaschenzahl
von über 2 Mio. Zellen. Die
Durchführung einer Simulation mit beweglichen
Maschen unter Verwendung
der Maschengrößen und über den zu
betrachtenden Zeitraum macht es unmöglich,
innerhalb einer vernünftigen
Zeitspanne Ergebnisse zu erzielen. Bei
der Verwendung einer stationären Simulation
hingegen hat man, obwohl man
damit in einem vernünftigen Zeitrahmen
Ergebnisse erzielen kann, das Problem,
dass es schwierig ist, die dem Prozess innewohnende
Unbeständigkeit (d.h. die
Bewegung der Charge) zu simulieren.
Stationärer Ansatz
Bei der Durchführung der stationären Simulation
wurde vorausgesetzt, dass die
Temperatur an jedem Punkt innerhalb
des Rollenherddurchlaufofens konstant
ist; und dass der Wärmeübertragungskoeffizient
auf der Oberfläche der
Stahlcharge an jedem Punkt konstant
sein wird, über die Länge der Charge jedoch
variieren wird. Zudem wurde der
Bereich, der die Charge enthält, in mehrere
Unterbereiche unterteilt.
Um die Simulation durchzuführen wurde
vorausgesetzt, dass es auf der Oberfläche
der Charge eine Temperaturverteilung
gebe. Alle anderen Randbedingungen
waren dieselben wie die oben dargestellten,
und es wurde keine Wärme -
leitungsgleichung innerhalb der Charge
gelöst.
Anschließend wurde das Modellieren
durchgeführt:
Durch eine numerische Strömungssimulation
konnte man die Strömungs- und
Temperaturfelder erhalten. Der Wert des
Wärmeübertragungskoeffizienten auf
Bei der Wiederholung des Modells mit
CARBOJET ® -Hochgeschwindigkeits gasdü
sen (Simulationen 3 und 4) konnten an
der 9,3-m-Marke mit der Standard-Airfuder
Oberfläche jeder Zone wurde abgeleitet
als
Total Surface heat flux
h =
( T −T
)
wall
ref
(1)
(wobei T wall die Oberflächentemperatur
der Charge und T ref die Referenztemperatur
(298 K) ist).
Unter Verwendung der Daten der Wärmeübertragungskoeffizienten
wurde die
Temperatur in jedem Bereich der Charge
wie im Folgenden gezeigt berechnet:
Für den Bereich der Charge, der gerade
in den Ofen eintritt (dieser tritt bei T ini
ein), wird die Rate der Wärmeabgabe
durch die erste Zone berechnet als
Q = h * Area
_
*( T − T ) (2)
First _ zone 1 First zone ini ref
Es kann angenommen werden, dass die
erste Zone in diesem Ausmaß Wärme
verlieren wird, bis die Charge die Positionen
der zweiten Zone erreicht. Daher:
Gesamte von der ersten Zone verlorene
Wärme (Joules) = Q First_zone * benötigte
Zeit um die Positionen der zweiten Zone
zu erreichen (3)
Durch die Charge verlorene/aufgenommene
Wärme = m* cp *( Tini − Tfinal
) (4)
(wobei T ini die Anfangstemperatur, T final
die Endtemperatur, m die Masse der
Charge in der betrachteten Zone und C p
die spezifische Wärme des Chargenmaterials
ist)
Die Endtemperatur, die durch die Teile
der ersten Zone bis zum Zeitpunkt des
Erreichens der zweiten Zone erzielt wird,
ist also:
T = T − ( Q*
time)/( m* c p
) (5)
final
ini
Dieser Vorgang wurde wiederholt, um
die Temperatur der anschließenden Zonen
zu berechnen.
Bei der Durchführung dieser Berechnungen
wurde vorausgesetzt, dass die Wärmeleitfähigkeit
einer Stahlcharge deutlich
höher ist als die des sie umgebenden
Gases. Daher ist der Widerstand gegenüber
der Wärmeübertragung auf der
Gasseite deutlich höher. Deswegen wurde
keine Wärmeleitungsgleichung für
das Innere der festen Zone gelöst. Außerdem
wurde vorausgesetzt, dass alle
Rohre in jeder einzelnen Zone die gleiche
Temperatur aufwiesen.
fizienten und der Gleichung (3) die Temperatur
auf jeder Zone der Stahlcharge
berechnet, um für die Charge ein aktualisiertes
Temperaturfeld zu erstellen. Um
neue Wärmeübertragungskoeffizienten
zu berechnen, wurde die Simulation mit
diesem aktualisierten Temperaturfeld
wiederholt. Schließlich wurden die Temperaturen
unter Verwendung der neuen
Wärmeübertragungskoeffizienten neu
errechnet. Dieser Vorgang wurde mehrere
Male wiederholt, bis die Temperaturen
und die Wärmeübertragungskoeffizienten
innerhalb der Wiederholung nicht
mehr variierten.
Simulationen
Insgesamt wurden vier verschiedene Simulationen
durchgeführt. Diese beinhalteten:
1. Alle Airfuel-Brenner ohne Hochgeschwindigkeitsgaseindüsung
2. Ersatz der ersten zehn Brenner durch
Oxyfuel-Brenner ohne Verwendung
von Hochgeschwindigkeitsgaseindüsung
3. Alle Airfuel-Brenner mit Düsen zur
Hochgeschwindigkeitsgaseindüsung in
Betrieb
4. Ersatz der ersten zehn Brenner durch
Oxyfuel-Brenner mit Düsen zur Hochgeschwindigkeitsgaseindüsung
in Betrieb
Die zweiten, dritten und vierten Simulationen
wurden mit immer größeren Chargen
wiederholt, bis sie anzeigten, dass
die Charge bei einer Distanz von 9,3 m
vom Ofeneinlass eine Temperatur von
850 °C erreichte.
Resultate und Diskussion
Bild 4 vergleicht die Heizrate für die 1.
Simulation unter Verwendung von Airfuel-Brennern
mit einer Beladungsrate von
10 t/h mit der Heizrate von Airfuel-Brennern,
die unter den gleichen Bedingungen
betrieben werden, bei denen jedoch
die ersten 10 Brenner durch Oxyfuel-
Brenner bei einer Beladungsrate vom
10,4 t/h ersetzt wurden (2. Simulation).
Beide erzielen 850 °C am selben Punkt
(9,3 m vom Ofeneinlass), doch es ist auffallend,
dass sich die Charge in der Oxyfuel-Zone
selbst bei erhöhter Beladung
schneller aufheizte.
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
503

FACHBERICHTE
Bild 4: Die Heizrate bei Verwendung von Airfuel-Brennern und bei Ersatz
der ersten 10 Brenner durch Oxyfuel-Brenner
Fig. 4: The heating rate using air-fuel burners and with the first 10 burners
replaced by oxy-fuel
Bild 5: Die Heizrate bei Verwendung von Airfuel-Brennern und bei Ersatz
der ersten 10 Brenner durch Oxyfuel-Brenner bei Betrieb der CARBOJET ® -
Düsen
Fig. 5: The heating rate using air-fuel burners and with the first 10 burners
replaced by oxy-fuel with the high-speed gas injection nozzles in
operation
el-Konfiguration 11,2 t/h auf 850 °C aufgeheizt
werden. Die Heizleistung der
Oxyfuel-Konfiguration erhöhte sich ebenfalls,
sodass es möglich wurde, 12 t/h aufzuheizen.
Die Heizraten werden in Bild 5
verglichen. Hierbei fällt auf, dass der Oxyfuel-Abschnitt
am Ofeneinlass einen erheblichen
Einfluss auf die Heizrate hat.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefasst.
Durch die Ergebnisse wird klar, dass sowohl
die Verwendung von flammenlosen
REBOX ® -Oxyfuel-Brennern mit ihrem
verbesserten Heizprofil als auch die erhöhte
Wärmestromdichte und die verbesserte
Atmosphärenzirkulation durch
den Einsatz von CARBOJET ® -Hochgeschwindigkeitsgasdüsen
dazu beitragen,
die Durchsatzleistung des Ofens zu
erhöhen. Die höchste Steigerung erzielt
man durch die Kombination von Oxyfuel-Brennern
und CARBOJET ® -Düsen,
weil bei dieser Konfiguration die von den
Oxyfuel-Strahlrohren ausgehende höhere
Wärmestromdichte die Charge wirkungsvoller
aufheizt. Dieses Ergebnis
stimmt mit dem einer früheren Arbeit
überein, bei der gezeigt werden konnte,
dass schon die alleinige Verwendung der
CARBOJET ® -Technologie beim Betrieb
eines Drehrohrofens die Produktion um
18 % steigerte [6]. Eine Steigerung der
Durchsatzleistung an einem realen Rollenherddurchlaufofen
nur durch den Einsatz
der CARBOJET®-Technologie wurde
mittlerweile im Dauerbetrieb bestätigt.
Die hohe Effizienz und die verbesserte
Wärmestromdichte von Oxyfuel-Brennern
in Strahlrohren ist bekannt [7]. Zusammen
mit den geringen NO x -Emissionen
aus dem flammenlosen REBOX ® -Brenner
verdeutlicht es die Umwelt freundlichkeit
der Technologie. Zudem verbraucht sie
weniger Brennstoff und verursacht nur
wenige sonstige Emissionen.
Fazit
Die Kombination der flammenlosen
REBOX ® -Oxyfuel-Technologie mit der
CARBOJET ® -Hochgeschwindig keits gaseindüsung
kann die Durchsatzleistung
eines typischen Rollenherddurchlaufofens
im Vergleich zur Airfuel-Brennertechnologie
ohne Hochgeschwindigkeitsgaseindüsung
um 20 % erhöhen.
Literatur
[1] Krishnamurthy, N., Blasiak, W. und Lugnet,
A.: Development of High Temperature Air
and Oxy-Fuel combustion technologies for
Tabelle 1: Heizleistung für verschiedene Brenner- und CARBOJET ® -Konfigurationen
Table 1: Heating capability for various burner and CARBOJET ® configurations
Modell CARBOJET Brenner Beladungsrate (t/h) Erhöhung
1 Aus Airfuel 10 0
2 Aus Oxyfuel 10,4 4
3 An Airfuel 11,2 12
4 An Oxyfuel 12 20
minimized CO 2 and NOx emissions in Industrial
Heating, The Joint International Conference
on Sustainable Energy and Environment,
1-6, 2004
[2] von Schéele, J., Vesterberg, P., Ritzén, O.: Invisible
Flames for Clearly Visible Results, Nordic
Steel & Mining Review, Sweden,16, 2005
[3] Waning, G.: EP1842930, Process for heat
treatment
[4] Waning, G., Mahlo, Th., Möbus, H. und Biedenkopf,
P.: CFD simulations of atmospheres
in roller hearth furnaces: effect of high speed
injection by CARBOJET TM , Proceedings of the
15 th IFHTSE Congress and SMT 20 CD-ROM,
paper F5, 2006
[5] Trinks, W., Mawhinney, M. H., Shannon, R.
A., Reed, R. J. und Garvey, J. R.: Industrial
Furnaces, Wiley-IEEE, 2004
[6] Stratton, P., Mahlo, T. und Uğurtan, M.: Optimising
Atmosphere Circulation in Heat Treatment
Furnaces, Proceedings of IMMC 2008,
Instanbul Turkey, CD-ROM, (auf Türkisch)
[7] Baukai, C. E.: Heat Transfer in Industrial
Combustion, CRC Press, 2000
•
Anders Lugnet
AGA Gas AB, Lidingö,
Schweden
anders.lugnet@linde-gas.com
Tel.: +46 8731 / 1085
Gerd Waning
Linde AG, Bielefeld
gerd.waning@de.linde-gas.com
Tel.: 0521 / 3034-127
504
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

FACHBERICHTE
Modellgestütztes Energieeffizienz-
Monitoring an Industriefeuerungen
Model-based energy efficiency monitoring of gasfired furnaces
Von Sven Gose, Stefan Schult, Jost Sternberg
Der vorliegende Beitrag soll die Vorteile eines Monitoring-Systems für die energetische
Bewertung von Wärmeerzeugungsanlagen aufzeigen. Zunächst werden
die auftretenden Verlustgrößen und Einsparpotenziale beschrieben. Aus den
Verlustgrößen werden die konventionellen Kennzahlen zur Beurteilung der Energieeffizienz
abgeleitet und gegenübergestellt. Da diese Kennzahlen einen diskontinuierlichen
Prozess oft nur mangelhaft beschreiben können, wird die Kennzahl
„Brennstoffnutzungsgrad“ eingeführt. Dieser Nutzungsgrad, der nur mittels
eines kontinuierlichen Monitoring-Systems erfasst werden kann, ermöglicht eine
realistische Betrachtung der Energieeffizienz einer Wärmeerzeugungsanlage.
Der Nutzen eines solchen Monitoring-Systems wird abschließend anhand eines
Beispiels verdeutlicht.
This paper first describes the losses and the saving potential of heat generation
plants and contrasts the usual characteristic numbers for assessing the energy
efficiency. As these numbers describe a discontinuous process often only insufficiently,
the characteristic number “fuel efficiency” is introduced. This number
can only be calculated through a continuous monitoring system. The benefits of
such a monitoring system are demonstrated by an example.
Die typische Wandlung von latenter
Wärme aus fossilen Energieträgern
durch Feuerungssysteme verschiedenster
Verfahrenstechnik ist heute, nach
wie vor, die wesentliche Quelle für Bereitstellung
von Wärme für fast alle Arten
von Industrieprozessen. Es ist allgemein
bekannt, dass die Rohstoffpreise tendenziell
steigen und dass die Ressourcen
knapper werden. Eine regelmäßige Überprüfung
von Energieeinsparmaßnahmen
ist deshalb mittlerweile unabdingbar.
Das Design eines Feuerungssystems ist in
der Regel auf die Anwendung abgestimmt
und bei einer ordentlichen Prozessführung
wird die im Brennstoff gebundene
Energie vollständig umgewandelt.
Die Emissionen an unvollständig
verbrannten Komponenten liegen im
Größenbereich weniger ppm. Hier gibt
es in Hinsicht auf die Effizienz-Optimierung
kein Potenzial. Um den Hebel sinnvoll
ansetzen zu können, muss man sich
mit dem Prozess beschäftigen, in den
das Feuerungssystem eingebunden ist.
Die bestehenden Potenziale zur Steigerung
der Energieeffizienz hängen also im
Wesentlichen vom Betriebsprofil der Anlage
ab. Die Frage, welche Technologien
dazu beitragen diese Potenziale auszuschöpfen
ohne die Wirtschaftlichkeit aus
den Augen zu verlieren, steht dabei im
Mittelpunkt.
Ein leistungsfähiges Effizienz-Monitoring-System
kann ein hilfreiches Werkzeug
sein, dieses Betriebsprofil zu ermitteln
und auszuwerten, um so durch
Transparenz zur Effizienz zu gelangen.
Allgemeine Energieverluste und
Einsparpotenziale
Um die Energieeinsparpotenziale von Industrieprozessen
generell mit Modellen
beschreiben zu können, sollten zunächst
die Verlustströme kategorisiert werden.
Eine Aufteilung in vier Kategorien kann
dabei ausreichen:
a) Oberflächenverluste der Feuerungsanlage,
des Kessels oder Ofens,
b) Verlustströme auf Seiten des Wärmeträgers
oder -transporteurs (Abgas-
oder Abluft-Verlustströme, aber auch
Herde, etc.),
c) Verlustströme auf Seiten des zu erwärmenden
Gutes und
d) Unnötiger Verbrauch an Hilfsenergie.
Bei einer derartigen Kategorisierung ist
es irrelevant, ob es sich z.B. um einen
Hochofen, Rollenherdofen oder eine
Dampfkesselanlage handelt.
Oberflächenverluste
Zur Minimierung der Oberflächenverluste
bietet sich in jedem Fall eine Isolierung
an, mit der die Oberflächenverluste in
der Regel auf weniger als 1-3 % reduziert
werden können. Ausnahmen stellen
lediglich Komponenten dar, die beispielsweise
aufgrund von mechanischen
Notwendigkeiten (wie Stabilitätskriterien)
nicht isoliert werden können (z.B.
Drehrohröfen).
Verlustströme auf Seiten des
Wärmeträgers
Verlustströme auf Seiten des Wärmeträgers
sind für die Effizienzbetrachtung
wesentlich interessanter, da sie häufig
eine wirtschaftlich beachtliche Größe
darstellen, die mit vergleichsweise einfachen
Mitteln zu mindern sind. Hier bestehen
vielfach Möglichkeiten, dem Prozess
die Verlustwärmeströme über Wärmetauscher
an geeigneter Stelle wieder
zuzuführen (z.B. Luftvorwärmung oder
Economiser).
Für Dampfkesselanlagen spielt auch die
Minimierung der Abschlamm- und Absalzverluste
eine Rolle.
Verlustströme auf Seiten
des zu erwärmenden Gutes
Verlustströme auf Seiten des zu erwärmenden
Gutes sind zwar oftmals ähnlich
hoch wie Verlustströme auf Seiten des
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
505

FACHBERICHTE
Wärmeträgers, lassen sich aber aufgrund
der schwierigeren Wärmetauschproblematik
häufig nicht ohne großen Aufwand
nutzbar machen.
Unnötiger Verbrauch an
Hilfsenergie
Der Begriff Hilfsenergie bezieht sich im
Wesentlichen auf die elektrische Energie.
Zwei Lösungsansätze sind heute bereits,
auch außerhalb der Feuerungstechnik,
im Fokus: Die Steigerung der Energieeffizienz
von elektrischen Antrieben (Effizienzklassen,
Frequenzumrichter) und der
Einsatz energiesparender Leuchtmittel.
Verluste und Einsparpotenziale
Bild 1: Energieströme einer Kesselanlage
Fig. 1: Energy flows of a boiler plant
Kessel
Q O
Für die Bilanzierung (also für die Gegenüberstellung
von Aufwand und Nutzen)
eines Wärmeerzeuger- oder Ofenprozesses
müssen im ersten Schritt die ein- und
austretenden Energieströme bestimmt
werden.
H Br
H L
H Kondensat
H Speisewasser
Bild 2: Energiebilanz um eine Kesselanlage
Fig. 2: Energy balance for a boiler plant
H Dampf
H A
H Absalz
H Abschlamm
H Durchluft
Bild 1 zeigt die Energieströme eines Wärmeerzeugers
(hier Kesselanlage), Bild 2
die Energiebilanz samt der Bilanzströme.
Die eintretenden Energieströme sind die
elektrische Energie für das Verbrennungsluftgebläse
sowie die Enthalpien
des Brennstoffs und der Verbrennungsluft.
Der Nutzen ist der austretende
Dampf- oder Heiß wasser enthalpiestrom.
Die auftretenden Verluste teilen sich auf
in Abgas- und Durchlüftverluste, Verluste
durch Speisewasser, Oberflächenverluste
und elektrische Verluste. Im Folgenden
werden die verschiedenen Verlustarten
quantifiziert und Maßnahmen vorgestellt,
wie diese Verluste verringert werden
können.
Abgasverluste
Die Abgasverluste hängen von der Menge
und der Temperatur des Abgases ab.
Sie lassen sich gemäß der 1. BImSchV
mit folgender Formel berechnen, wobei
C1 und C2 brennstoffspezifische Werte
sind:
̇
1 ⎛ C
H ṁ
1
A
=
Br
⋅huBr
⋅
100 ⎜
⎝ 21−
O
2,
tr
⎞
+ C
⎟ ⋅ 2
⎠
⋅
( )
ϑA
−ϑ L
( 1)
Bild 3: Einfluss der Abgastemperatur und der -menge auf den Feuerungstechnischen Wirkungsgrad
Fig. 3: Influence of the flue gas temperature and the quantity on the combustion efficiency
Um diese Verluste zu minimieren, müssen
die Abgasmenge und/oder die Abgastemperatur
reduziert werden. Für die
Reduktion der Abgastemperatur bieten
sich Wärmetauscher an. Zur Reduzie-
506
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

FACHBERICHTE
rung der Abgasmenge muss der Verbrennungsprozess
optimiert werden, um
den Luftüberschuss möglichst gering zu
halten.
Beispielsweise reduziert eine Maßnahme,
die den Sauerstoffgehalt im Abgas
(also die Abgasmenge) um 1 % senkt,
die Abgasverluste um etwa 0,5 %. Wird
die Abgastemperatur um 10 K verringert,
sinken die Abgasverluste um etwa
0,4 %. Dieser Zusammenhang zwischen
Abgastemperatur, Sauerstoffgehalt im
Abgas und Feuerungstechnischen Wirkungsgrad
ist in Bild 3 erkennbar.
Durchlüftverluste
Aus Sicherheitsgründen sollte vor jedem
Neustart einer Kesselanlage das im Kessel
befindliche Luftvolumen ausgetauscht
werden. Da die ausgetauschte
Luft vom Kessel erwärmt wird, fallen
Durchlüftverluste an. Die Verlustmenge
hängt von der Kesseltemperatur und der
Länge der Durchlüftphase ab – aus der
unten stehenden Formel kann man errechnen,
dass pro Startvorgang eines
10-MW-Kessels Abgasverluste von etwa
30 kWh anfallen. Im intermittierenden
Betrieb können so Verluste von beachtlichen
2 MWh/d entstehen. Das Einsparpotenzial
bei dieser Verlustart besteht
darin, die Anzahl der Durchlüftvorgänge
zu reduzieren. Um dies zu erreichen, ist
es häufig sinnvoll den Regelbereich des
Brenners zu erweitern oder die Reglereinstellungen
zu optimieren.
Ḣ Durchl ft
= V̇
⋅ρ
⋅t ⋅n
⋅
⋅
c pL
L L Durchl ft Durchl ft
,
⋅ϑ
K
(2)
Speisewasserverluste
Speisewasserverluste entstehen durch
Ausschleusen von enthalpiereichem
Speisewasser aus dem Kessel. Dies ist
zum einen notwendig, um eine zu starke
Belastung des Kessels mit Salzen zu verhindern
(„Absalzen“). Zum anderen
muss der sogenannte „Schlamm“ regelmäßig
vom Kesselboden entfernt werden
(„Abschlammen“). Hier sind die
Menge und die Temperatur des ausgeschleusten
Kesselwassers die bestimmenden
Größen zur Berechnung der
Verluste.
Die Menge des benötigten Speisewassers
hängt in erster Linie von der Prozessführung
ab, genauer gesagt von der
Dampfmenge, die durch einen nachgelagerten
Prozess verbraucht wird und so-
mit nicht als Kondensat wieder dem
Wärmeträgerkreislauf zugeführt wird.
Zur Bestimmung der notwendigen nachzuführenden
Speisewasser-Mengen
dient folgende Formel:
ṁ
Speisewasser
1
=
1 − R
FF
(( 1−R ) ⋅ ṁ
+
R
Dampf
+ m ̇
Abschlamm
)
(3)
Die oben gezeigte Formel beinhaltet zusätzlich
die Speisewassermenge, die notwendig
ist, um den Salzgehalt des Kessels
nicht über eine kritische Schwelle
steigen zu lassen (also die „Absalzmenge“).
Beispielsweise muss bei ungenügender
Speisewasserqualität 10% der
zugeführten Speisewassermenge an heißem
Kesselwasser zusätzlich abgesalzt
werden, wie folgende Berechnung darlegt:
.
̇
Absalz
= Absalz ⋅ ⋅ϑ K
kg K
(4)
H m 4,18 kJ
m
ṁ =
Absalz
Speisewasser
L
⋅L
Kessel ,max
Speisewasser
(5)
Die Höhe der Absalzverluste hängt also
von der Menge des frischen Speisewassers
und von dessen Qualität ab. Je höher
die Qualität (heißt: je niedriger der
Salzgehalt), desto weniger Kesselwasser
muss für den Absalzvorgang ausgeschleust
werden. Einsparpotenziale bei
den Speisewasserverlusten liegen also im
Bereich der Wasseraufbereitung: Qualitativ
hochwertiges Speisewasser kann zu
signifikanten Energieeinsparungen führen.
Oberflächenverluste
Die Oberflächenverluste einer Kesselanlage
entstehen durch Strahlungs-, Konvektions-
und Leitungsvorgänge mit der
Umgebung. Die Oberflächenverluste
durch Strahlung und Konvektion lassen
sich vereinfacht unter der Annahme einer
einheitlichen Oberflächentemperatur
folgendermaßen berechnen:
Q̇ 4 4
= A (α⋅( ϑ − ϑ ) + ε ⋅ε
( T −T
))
o
K
K U 0 r K U
(6)
Um diese Verluste zu minimieren, muss
der Kessel gut isoliert werden. Außerdem
sollten Wärmebrücken, die z.B.
durch unisolierte Mannlöcher entstehen,
vermieden werden. Für gut isolierte Kessel
liegen die Oberflächenverluste bei
unter 1 %.
Elektrische Energie
Der größte Verbraucher elektrischer
Energie ist, über die gesamte Feuerungsanlage
gesehen, der Antriebsmotor des
Verbrennungsluftgebläses. Hier lassen
sich durch die Verwendung einer Drehzahlregelung
signifikante Energieeinsparungen
erzielen – solange der Motor
nicht betriebsbedingt permanent in der
Nennlast laufen muss. Bild 4 zeigt anschaulich,
dass durch eine Drehzahlregelung
für das Gebläse gerade im Teillastbereich
eine große Menge elektrischer
Energie eingespart werden kann.
Bilanzierung durch Anlagenkennzahlen
Für die vollständige Bilanzierung (also für
die Gegenüberstellung von Aufwand
und Nutzen) eines Wärmeerzeuger- oder
Ofenprozesses müssen die ein- und austretenden
Energieströme kontinuierlich
gemessen werden. Da dies oftmals aufwändig
ist, werden vielfach stark vereinfachte
Berechnungsverfahren verwendet,
die zu Anlagenkennzahlen führen,
die nur einen statischen Prozess abbilden
können. Dadurch werden nicht alle auftretenden
Verluste einbezogen. Insbesondere
diskontinuierlich auftretende
Prozessstörungen, wie das Abschlammen
einer Kesselanlage, An- und Abfahrvorgänge
(Durchlüften) oder Standby-Verluste
werden mit diesen konventionellen
Berechnungsverfahren und
Kennzahlen nicht erfasst – dabei ließen
sich diese Störgrößen bereits bei hinreichender
Kenntnis des Gesamtprozesses
mit einfachen Annahmen genügend genau
abbilden.
Bild 4: Gegenüberstellung einer Klappen- und
Drehzahlregelung
Fig. 4: Comparison of a damper and speed
control
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
507

FACHBERICHTE
Tabelle 1: Tabelle mit einem Vergleich der Kenngrößen
Table 1: Table with a comparison of the characteristic numbers
Abgasverlust nach Siegert (Abgastemperatur
und O 2 Gehalt)
Zur Beurteilung des Betriebsprofils von
Kesselanlagen wird üblicherweise der
Feuerungstechnische Wirkungsgrad
(auch als „thermischer Nutzungsgrad“
bezeichnet) des Kessels herangezogen.
Gemäß der Definition in der 1. BImSchV
sind die relevanten Größen zur Bestimmung
des Feuerungstechnischen Wirkungsgrads
Brennstoffkennwerte, der
Sauerstoffgehalt im Abgas, die Abgastemperatur
und die Lufttemperatur:
⎛ C1
η
FT
= 100 −
⎜
⎝ 21−
O
% 2,
tr
⎞
+ C
⎟ − 2
2% (7)
⎠
Der Feuerungstechnische Wirkungsgrad
kann mit diesen Größen zwar einen kontinuierlich
arbeitenden Wärmeerzeuger
in einem Betriebspunkt vergleichend beschreiben,
liefert jedoch bei dynamisch
betriebenen Anlagen keine belastbaren
Feuerungstechnischer
Wirkungsgrad
Werte. Neben diesem für Industrie-Feuerungssysteme
entscheidenden Nachteil
werden auch Oberflächenverluste,
Durchlüft- sowie Standby-Verluste und
der gesamte Bereich der Speisewasserqualität
und -aufbereitung nur pauschal
betrachtet oder bleiben sogar komplett
unberücksichtigt.
Auch der Kesselwirkungsgrad beschreibt
nur einen Teil der auftretenden Energieströme
in nur einem statischen Betriebpunkt.
Hier werden z.B. Durchlüft- und
Standby-Verluste sowie Verluste durch
das Absalzen nicht erfasst.
η
K
=
( ṁ
Speisewasser
−ṁ
Abschlamm
) ⋅( hDampf −hSpeisewasser
)
m ⋅H
̇
Br
Br
Kesselwirkungsgrad
Brennstoffnutzungsgrad
Strahlungsverluste
Absalz- und Abschlammverluste
Verluste beim Durchlüften
Standby-Verluste
Betrachtung nur im Beharrungszustand
Betrachtung dynamischer Betriebsweisen
Bild 5: Lastgang eines durchschnittlichen Tages bei der Brauerei Fiege
Fig. 5: Load profile of an average day at the brewery Fiege
(8)
Die konventionellen Kennzahlen erfassen
die Effizienz einer Kesselanlage nur
unzureichend, da wesentliche Effizienzgrößen
erst mit Berücksichtigung der dynamischen
Betriebsweise sinnvoll dargestellt
werden können. Für eine vollständige
Bilanzierung einer Kesselanlage
muss daher eine andere Kenngröße gewählt
werden. Die Autoren schlagen dafür
den Brennstoffnutzungsgrad vor.
Diese Kennzahl wird durch kontinuierliche
Erfassung (Monitoring) der entscheidenden
Energieströme über eine Zeitspanne
gebildet (siehe Formel (9)). Für
die Erfassung der Energieströme ist eine
entsprechende Mess- und Auswerte-
Hardware notwendig, die an der Kesselanlage
installiert wird. Diese Kennzahl
bietet sich an, da sie in ähnlicher Form
auch auf andere Energiewandlungsprozesse
anwendbar ist.
η
Br
Nutzen
= =
Aufwand
t
∫
0
t
∫
0
Ḣ
Br
Dampf
Luft
dt
( Ḣ
+ Ḣ
) dt
Aufwand
−Verluste
=
=
Aufwand
(9)
t
∫
0
( H ̇ + H ̇ −H ̇ −H
̇ − ḢH − Q ̇ ) dt
Br Luft Absalz Abschlamm
t
∫
0
( Ḣ
+ Ḣ
) dt
Br
Luft
Durchl ft
Tabelle 1 stellt die drei genannten Kenngrößen
gegenüber und zeigt, welche
Größen bei ihnen berücksichtigt werden.
Modellgestütztes Effizienz-
Monitoring am Beispiel von
Kesselfeuerungen
Sinnvolle bzw. effiziente Maßnahmen zu
ermitteln, um die Energieeffizienz von
Anlagen zu steigern, ist oftmals nicht trivial.
Insbesondere wenn der Prozess
nicht kontinuierlich in einem engen Leistungsfenster
betrieben werden kann,
sind bei Optimierungsbetrachtungen
auch instationäre Betriebsbedingungen
mit zu berücksichtigen, die eine zielgerichtete
Bewertung von Einsparpotenzialen
erschweren.
Notwendig ist eine spezielle Hard- und
Software, die die wichtigsten Energieströme
aufnimmt und speichert. Weiterhin
ist es sinnvoll, wenn die gespeicherten
Daten einfach zu beurteilen sind und
schnell abgelesen werden können. Somit
ist die Zusammenfassung von Prozessgrößen
in einer Effizienzkennzahl, wie
dem oben beschriebenen Brennstoffnutzungsgrad,
von großem Vorteil. Wenn
O
508
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

FACHBERICHTE
Bild 6: Anteilige Verluste
des 2-MW-Kessels
(links) und des 3-MW-
Kessels (rechts)
Fig. 6: Losses of the
2-MW boiler (left) and
the 3-MW boiler (right)
Strahlung
20 %
Strahlung
31%
Abgas
39%
Durchlüften
19%
Abgas
61 %
Durchlüften
30%
Wesentlich ist aber vor allem, dass mehr
Transparenz erzeugt wird, um das Bewusstsein
für zusätzliche Energieeinspardies
gelingt und wenn das Monitoring-
System zusätzlich mit nur wenigen, leicht
zugänglichen kontinuierlichen Messdaten
korrekte Ergebnisse liefert, fällt der
zusätzliche Aufwand zur Implementierung
gering aus.
Ein solches Monitoring-System, der
SAACKE se@vis efficiency monitor, wurde
bei der Brauerei Fiege in Bochum eingesetzt,
um Einsparpotenziale aufzudecken.
Dort sind ein Dampfkessel mit 3
MW und ein weiterer Dampfkessel mit 2
MW Leistung im Einsatz. Prozessbedingt
ist bei diesen Kesseln die Dampfabnahme
sehr unstetig (z.B. durch das sog. Einmaischen,
Bild 5) – eine große Herausforderung
für die Effizienz-Berechnung und
damit ein sehr gutes Beispiel für die Vorteile
eines permanenten Monitoringsystems.
Mithilfe des Monitoring-Systems kann
ein genaues Betriebsprofil der Feuerungsanlagen
erstellt werden (Bild 5), das als
Grundlage für die Analyse der Kesselverluste
dient. Die Diskontinuität des Prozesses
und somit das Betriebsprofil beider
Kessel ist gut ersichtlich. Die Verluste der
einzelnen Kessel können mit dem Monitoring-System
erfasst und nach der Ursache
aufgeschlüsselt werden, wie die zwei
Diagramme in Bild 6 zeigen.
Anhand der in Tabelle 2 dargestellten
Werte wird der entscheidende Vorteil eines
permanenten Monitoring-Systems
deutlich: Der Feuerungstechnische Wirkungsgrad
der beiden Kessel liegt bei
über 90 % – der Brennstoffnutzungsgrad
allerdings nur bei 85 % bzw. 75 %.
Erst mit diesen Zahlen ist eine fundierte
Analyse der Energieeffizienz möglich, die
dann auch die notwendige Grundlage
für eine zuverlässige Investitionsentscheidung
darstellt.
Aus der Analyse der Betriebsdaten ergeben
sich folgende Rückschlüsse: Infolge
der zahlreichen Brennerstarts beider Kes-
In den kommenden Jahren wird ein großer
Teil der industriellen Wärmeerzeuger
oder Ofenprozesse in Deutschland mosel
ist zunächst eine Optimierung der
Leistungsregelung sinnvoll. Eine Kesselfolgeschaltung
wird gewährleisten, dass
erst dann Dampf aus dem 3-MW-Kessel
entnommen wird, wenn der 2-MW-Kessel
an seine Leistungsgrenzen gelangt.
Ein großes Einsparpotential bei geringen
Investitionskosten böte eine Kesselwarmhaltung
für den 3-MW-Kessel, der
somit im Standby-Betrieb schnell zur
Dampflieferung genutzt werden kann.
Durch die Warmhaltung ist auch ein
kontinuierlicherer Betrieb der Heizkessel
gewährleistet. Im Gegensatz dazu ist die
Nachrüstung mit einem Economizer (Abgaswärmetauscher
zur Kesselspeisewasservorwärmung)
oder einer O 2 -Regelung
nicht lohnend. Sie würden zwar ebenfalls
zur Effizienzsteigerung beitragen,
sind aber im diesem Beispiel wegen der
vergleichsweise geringen Größe der Feuerungsanlage
und der ständig wechselnden
Lastverhältnisse für den Betreiber
wahrscheinlich nicht wirtschaftlich.
Natürlich lassen sich mit einem Effizienz-
Monitoring-System auch bereits umgesetzte
Investitionsentscheidungen nachträglich
bilanzieren, um deren Wirtschaftlichkeit
zu bewerten.
Tabelle 2: Daten der untersuchten Kessel
Table 2: Data of the studied boilers
potenziale bei Betreibern zu steigern.
Ähnlich wie in dem o.g. Beispiel sind
selbst bei hochmodernen Anlagen in
Deutschland Einsparpotenziale > 10 %
vorhanden und mit schon geringem Aufwand
zu heben. Bei einfacher ausgestatteten
Anlagen sind zweifellos deutlich
höhere Potenziale zu erwarten.
Die Firma SAACKE arbeitet beispielsweise,
unterstützt durch das BMU und die
DEG, an einem Projekt, das dazu beitragen
wird, Energiesparpotenzial von Feuerungsanlagen
auch in Schwellen- und
Entwicklungsländern aufzuzeigen und
so die Entscheidungsträger vor Ort für
dieses Thema sensibilisieren soll. In
Mumbai (Indien) werden derzeit an verschiedenen
Dampfkesselanlagen moderne
Feuerungen installiert. Mit Hilfe des
kontinuierlichen Monitoring-Systems,
das bereits Monate vor der Modernisierung
installiert wurde, kann schon heute
abgeschätzt werden, dass nach vollständiger
Modernisierung Energieeinsparungen
von mehr 10 % erreicht werden
können, und dass sich Investitionen solcher
Art innerhalb kurzer Zeit rechnen.
Fazit
Ist-Zustand 3-MW Kessel 2-MW Kessel
Brennstoffnutzungsgrad 75 % 85 %
Feuerungstechnischer Wirkungsgrad
Kesselverluste resultierend aus:
>91,5 % >90,5%
Strahlungsverluste 31 % 20 %
Durchlüftverluste 30 % 19 %
Abgasverluste 39 % 61 %
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
509

FACHBERICHTE
dernisiert werden. Diese Maßnahmen
werden vermutlich auf der Basis von
Kennzahlen zum stationären Betrieb
durchgeführt – obwohl diese nicht auf
das individuelle Betriebsprofil der Anlage
eingehen. Im schlimmsten Fall können
diese Zahlen deshalb zu Fehlinvestitionen
führen.
Um die richtigen Entscheidungen zur Effizienzsteigerung
zu treffen, muss zunächst
Transparenz geschaffen werden,
die dann, in einem zweiten Schritt, mit
dem Ergreifen der richtigen Maßnahmen
zu höherer Effizienz führt. Erst durch
eine eingehende Betrachtung des realen,
ggf. diskontinuierlichen Prozesses wird
diese Transparenz geschaffen. Dieser
Weg erscheint auf den ersten Blick zwar
aufwändiger, ermöglicht aber im Gegensatz
zu den herkömmlichen Ansätzen
eine qualifizierte Bewertung von kostenintensiven
Veränderungen.
•
Dipl.-Ing. Sven Gose
SAACKE GmbH, Bremen
s.gose@saacke.de
Tel.: 0421 / 64955646
Dipl.-Ing. Stefan Schult
SAACKE GmbH, Bremen
s.schult@saacke.de
Tel.: 0421 / 64955041
Dipl.-Ing. Jost Sternberg
SAACKE GmbH, Bremen
j.sternberg@saacke.de
Tel.: 0421 / 64950
Abkürzung Bedeutung Einheit
A Oberfläche m²
h spez. Enthalpie kJ/kg
H Enthalpie kJ
H·
Enthalpiestrom
kJ/s
L Leitfähigkeit µS
m·
Massenstrom
kg/h
n Frequenz 1/h
O 2,tr Sauerstoffkonzentration trocken Vol-%
Q· 0 Oberflächenverluste kW
R FF Rückführfaktor -
R R Rückführrate -
t Zeit s
T absolute Temperatur K
V·
Volumenstrom
m³/h
α Wärmeübergangskoeffizient kW/m² K
ε 0 Emissivität -
η Wirkungsgrad %
ρ Dichte kg/m³
ϑ Temperatur °C
Indice
A
Abgas
Absalz
Absalzen
Abschlamm
Abschlammen
Br
Brennstoff
Dampf
Dampf
Durchlüft
Durchlüften
FT
Feuerungstechnisch
K
Kessel
Kondensat
Kondensat
L
Luft
max
maximal
Speisewasser Speisewasser
U
Umgebung
Konstanten
C 1 Brennstoffspezifische Konstante -
C 2 Brennstoffspezifische Konstante -
c p,l spez. isobare Wärmekapazität der Luft 1kJ/kg K
ε r Stefan Bolzmann Konstante 5,67 10 -8 W/m²K 4
Hotline
Chefredakteur:
Redaktionsbüro:
Redaktion:
Anzeigenverkauf:
Leserservice:
Dipl.-Ing. Stephan Schalm
Annamaria Frömgen, M.A.
Silvija Subasic, M.A.
Jutta Zierold
Martina Grimm
0201/82002-12 s.schalm@vulkan-verlag.de
0201/82002-91 a.froemgen@vulkan-verlag.de
0201/82002-15 s.subasic@vulkan-verlag.de
0201/82002-22 j.zierold@vulkan-verlag.de
0931/4170473 mgrimm@datam-services.de
510
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

FACHBERICHTE
Wärmetechnische Optimierung
einer Erwärmungseinrichtung für
Gesenkschmiedeteile
Thermotechnical optimization of the heating equipment for drop forged parts
Von Manfred Bauer, Thomas Solbrig
Die Anforderungen an Unternehmen, in denen Prozesse im Hochtemperaturbereich
ablaufen, sind in den letzten Jahren dramatisch gestiegen. Aus technologischer,
ökonomischer und ökologischer Sicht muss jede Anwendung einer genauen
Betrachtung und Untersuchung unterzogen werden. Nur mit innovativer
Technik, im Folgenden dargestellt an einem Wiedererwärmungsofen für Gesenkschmiedeteile,
lässt sich die Energieeffizienz von Industrieanlagen weiter steigern
und gleichzeitig dafür zu sorgen, dass sich diese Anlagen auch noch wirtschaftlich
betreiben lassen. Ein völlig neues Ofenkonzept, geänderte Ofenkonstruktion
(senkrechter Materialfluss), adaptierte Materialzuführung, der Aufbau
der Brennkammer, die Auswahl eines mehrschichtigen Wärmedämmsystems
und nicht zuletzt eine innovative Brenner- und Feuerungstechnik mit 100 %
Nutzung der Abgaswärme waren die Voraussetzungen die Ziele zu erreichen.
During the last years companies dealing with processes run at high temperatures
have been facing increased requirements. Every appliance is subject to the detailed
inspection and examination due to technological, economical and environmental
reasons. Only innovative technology (further demonstrated on the example
of the reheat furnace for drop forged parts) helps increase industrial
equipment energy efficiency and at the same time ensures economic efficiency
while operating the equipment. Absolutely new furnace concept, modified furnace
design (vertical material flow), an adapted material feed, combustion
chamber structure, the choice of multilayer thermal insulation system and not to
forget the innovative burner and firing technology with 100% use of waste gas
heat were the preconditions to achieve these aims.
Derzeit werden bei der Gesenk- und
Freiformschmiede Ing. Stefan Kutsche
mittels fünf ölbeheizter
Schmiedeöfen ca. 1.400 t Stahl pro Jahr
auf eine Arbeitstemperatur von 1.150 °C
erwärmt und anschließend zu Gesenkschmiedeteilen
verarbeitet.
Die Energieverluste aufgrund der Nichtnutzung
des heißen Abgases liegen auf
relativ hohem Niveau und daher war es
notwendig parallel zu allen anderen Aktivitäten
hinsichtlich Energieeffizienz
jede Anstrengungen zu unternehmen
diese Energie ebenfalls zu nutzen.
Die durch die derzeit installierten Ölbrenner
zugeführte Wärmemenge ist unabhängig
der Schmiedeteilgeometrie eine
konstante Größe und führt daher dazu,
dass einzelne Schmiedeteile nicht gleichmäßig
erwärmt werden, was sich wiederum
in unterschiedlichen Materialeigenschaften
der Endprodukte auswirken
kann.
Die Bilder 1a und b dokumentieren den
bisherigen Stand der Wiedererwärmungsöfen
im Unternehmen.
Anforderungen an die Beheizungseinrichtung
für den senkrechten
Schmiedeofen
Bild 2 zeigt die vertikale Temperaturverteilung
in den einzelnen Zonen (Abschnitten)
der neuen Anlage. Dabei sind
auf der linken Seite der Abbildung der
Temperaturverlauf und die schrittweise
Erwärmung der Schmiedeteile dargestellt,
auf der rechten Seite die Abnahme
der Temperatur des Abgases entlang der
Segmente des Rekuperators. Die Abgastemperatur
am oberen Ende des Abschnittes
1 wurde mit 124,3 °C gemessen.
Ein wesentlicher Teil des Wärmeinhaltes
des Abgases konnte somit auf das
vorzuwärmende Schmiedeteil abgegeben
werden.
Die feuerfeste Zustellung und Dämmung
der wärmetechnischen Anlage wurde in
Form einer mehrschichtigen wärmetechnisch
optimierten Sandwichbauweise
ausgeführt.
Von außen (kalte Seite) nach innen (Feuerseite)
kamen folgende Materialien zum
Einsatz:
– HTW-Matte: Rohdichte 128 kg/m³, Dicke
½“
– Vakuumformteil aus HTW, oberflächengehärtet
und vorgebrannt
– Feuerbeton
Die Auswahl der feuerfesten Materialien
erfolgt entsprechend den Rahmenbedingungen
und Anforderungen der Einbauposition
im Ofen. Zum Transport und zur
Führung der Schmiedeteile durch den
Ofen werden hochtemperaturbeständige
Konstruktionsmaterialien (Kanthal
APM) der Firma Kanthal / Sandvik eingesetzt.
Kanthal APM ist eine pulvermetallurgisch
hergestellte ferritische Legierung
(FeCrAl) mit einer maximalen Einsatztemperatur
von 1.425°C bei guter Oxidationsbeständigkeit.
Die hohe Warmund
Kriechfestigkeit des Materials erlauben
einen Einsatz auch dort, wo hohe
Anforderungen an die Formstabilität gestellt
werden.
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
511

FACHBERICHTE
Bild 1a und b: Ölbefeuerte Schmiedeöfen ohne Wärmerückgewinnung (derzeit im Einsatz)
Fig. 1a and b: Oil fired forging furnaces without heat recovery (currently in use)
Bei der Verarbeitung dieser Materialen
sind besondere Rahmenbedingungen
und Herstellerempfehlungen insbesondere
beim Schweißen einzuhalten. Diese
Empfehlungen gelten sowohl für voroxidierte
als auch nicht oxidierte Materialien.
Allgemeine Empfehlungen
– Schweißverfahren: WIG
– Schweißzusatz: möglichst ähnliches
Material, wie das an das APM-Rohr
anzuschweißende Material mit niedrigem
Si- und C-Gehalt
– Schweißparameter: minimal mögliche
Schweißtemperatur und Schweißstrom
sind anzustreben; zu hohe Temperatur
beim Schweißen kann zu Rissbildung
führen.
– Verschweißen von Kanthal APM mit
Kanthal APM (z.B. Rohrboden): Vorwärmen
der Teile auf 300 ° bis 500 °C
mit Gasflamme oder in einem Ofen
Schweißzusatz: Kanthal A1 Draht 1 bis
3 mm
Den Boden zunächst mit einigen
Schweißpunkten anheften, den
Schweißspalt mit 3-4 Lagen vollkommen
ausfüllen. Der Schweißvorgang
muss beendet sein, bevor die beiden
vorgewärmten Teile unter 200 °C abgekühlt
sind. Nach Beendigung des
Schweißvorganges muss das Rohr sofort
(vor Abkühlung unter 180 °C) entspannungsgeglüht
werden; Temperatur
700 °C, Haltezeit 1 h
– Ein einsatzbedingt notwendiges Voroxidieren
im Anschluss an das Entspannungsglühen,
aber gleichfalls sofort
nach dem Schweißvorgang muss
erfolgen, Temperatur 1050 °C / Haltezeit
5h
Brennertechnik
Das völlig neue Ofenkonzept machte
auch eine innovative Brenner- und Feuerungstechnik
notwendig als Voraussetzung
dafür, die Ziele zu erreichen. Zum
Einsatz kommen zwei an die Brennkammer
tangential angesetzte Brenner
C20/48.1 aus der Brennerserie C von FBB
Engineering GmbH.
Bild 2: Vertikale Temperaturverteilung in den einzelnen vertikal angeordneten Zonen (Abschnitten)
der Anlage mit Brennkammer und Rekuperator, ohne Berücksichtigung der wärmetechnischen Optimierung
durch eine gesteuerte Teilezuführung
Fig. 2: Vertical temperature distribution in separate vertically arranged zones (sections) of the unit
with combustion chamber and recuperator and without consideration of the thermotechnical optimization
by means of controlled parts feeding
Der Brenner besteht aus dem Gehäuse,
mit einem Luftanschluss, einem Gasanschluss
und einer Mischkammer. Gas
und Luft werden getrennt in die Mischkammer
zugeführt und darin vorgemischt.
Das Gas-Luft-Gemisch strömt
durch das Brennrohr und die Zündung
erfolgt durch eine Zündelektrode die
gleichzeitig als Flammenüberwachungselektrode
dient. Der Brenner wird in dieser
Anwendung unter stöchiometrischen
Bedingungen betrieben.
In der C-Brennerserie (Typ C 17 – C 48)
gibt es eine Reihe von Brennern unterschiedlicher
Leistungen (3 – 45 kW) mit
angepassten Brennrohrdurchmessern.
512
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

FACHBERICHTE
Bild 3: Brenner C20/48.1
Fig. 3: Burner C20/48.1
Bild 3 zeigt den Brenner C20/48.1 inkl.
Zündeinrichtung, wie er in der beschriebenen
Anwendung eingesetzt wird.
Steuerung
Die Brennersteuerung ist nach EN746-2
ausgeführt und die eingesetzten Brenner
werden mittels je einer gemeinsamen
Zünd- und Überwachungselektrode betrieben.
Die eigentliche Regelung der
beiden Brenner erfolgt über eine Gasgleichdruckregelung,
die es erlaubt, dass
jeder der beiden Brenner einzeln in der
Leistung verändert werden und geregelt
werden kann. Als Regelgröße für die
Leistungsregelung wird die Brennkammertemperatur
benutzt. Die komplette
Bedienung der Brennersteuerung erfolgt
am Steuerschrank, der in unmittelbarer
Nähe an der Brennkammer sitzt.
Die Brennkammer
Das Herzstück der Anlage stellt die
Brennkammer dar (Bild 4). Ein ganzheitliches
Ofenkonzept, die richtige Auswahl
und die zweckmäßige Verwendung der
Brennertechnik zum einen und eine den
wärmetechnischen Anforderungen ausgelegte
Ofenraumgeometrie und feuerfeste
Zustellung zum anderen sind maßgeblich
verantwortlich für eine hohe
Energieeffizienz der beschriebenen Beheizungseinrichtung
und damit für die
Wettbewerbsfähigkeit der erzeugten
Produkte. Die durch die maßgebliche
Energieeinsparung erzielte Verringerung
der CO 2 -Emissionen leistet einen wesentlichen
Beitrag zum Umweltschutz.
Durch den Einsatz der innovativen Brenner-
und Feuerungstechnik mit weitgehender
Nutzung der strömungsinduzierten
Abgaswärme und aufgrund des effizienten
Wärmeübergangs zwischen
Flamme und Schmiedeteil im Ofen konnte
eine wesentlich bessere Energieausnutzung
erreicht werden.
Die Möglichkeit der adaptiven Anpassung
des Brenners auf unterschiedliche
Schmiedeteilgeometrien und die elektronische
Steuerung der Teilezuführung
stellen sicher, dass beim Wechsel der zu
fertigenden Bauteilserie immer die optimale
Wärmeenergieausnutzung im System
erhalten bleibt.
Der prognostizierte Gesamtwirkungsgrad
der Anlage von ca. 70-90 % der
zugeführten Primärenergie konnte durch
Messungen mit 89,4 % bei kontinuierlicher
Arbeitsweise belegt werden.
Messungen in der Brennkammer:
– Außentemperatur in mittlerer
Wärmetauscherhöhe: 29 °C
– Außentemperatur im mittleren
Brennkammerbereich: 76 °C
– Temperatur im Inneren der
Brennerbuchse: 1.175 °C
– Temperatur der ausgetragenen
Schmiedeteile: 1.145 °C
Bild 5 zeigt die komplette Schmiedeofenanlage
mit Brennkammer, Rekuperator
und Teilezuführung als völlig neu
konzipiertes Ofenkonzept mit geänderter
Ofenkonstruktion und senkrechtem
Materialfluss inkl. adaptierter Materialzuführung.
Fazit
Die Innovation liegt in der Umsetzung
des synergetischen Zusammenspiels von
Brenner, Wärmeführung in der Brennkammer
und Abwärmerückgewinnung
durch Vorwärmung der Schmiedeteile im
Rekuperator sowie der bedarfsgerechten
Zuführung der geometrisch unterschiedlichen
Schmiedeteile. Mit der adaptiven
Flammanpassung des Brenners sowie
durch die bedarfsgerechte Steuerung der
Zuführung bei wechselnden Schmiedeteilgeometrien
wird sichergestellt, dass
zu jedem Zeitpunkt eine optimale Res-
Bild 4: Brennkammer
Fig. 4: Combustion chamber
Bild 5: Gesamtansicht des Schmiedeofens mit
Brennkammer, Rekuperator und Teilezuführung
Fig. 5: Overall view of the forging furnace with
combustion chamber, recuperator and parts
feeding
sourcennutzung und Energieeffizienz
gewährleistet wird.
Umweltpreis Sachsen
Das Projekt wurde im Juni 2011 mit
dem Titel “Energiereduzierung durch
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
513

FACHBERICHTE
Optimierung und Einsatz neuer Prozessführender
Komponenten an einer
Erwärmungseinrichtung für Gesenkschmiedeteile“
mit dem „Preis für Umweltschutz
2011“ in Sachsen aus gezeichnet.
Kooperation
Das vorliegende Projekt, das eine Förderung
durch die Deutsche Bundesstiftung
Umwelt erhielt, wurde in Zusammenarbeit
von FBB Engineering GmbH, Mönchengladbach,
und Gesenk- und Freiformschmiede
Ing. Stefan Kutsche,
Burgstädt, durchgeführt.
Danksagung
Für die gute Zusammenarbeit während
des Projektes möchten wir uns bei folgenden
Unternehmen bedanken:
– Kanthal GmbH / Sandvik Wire & Heating
Technology
– Metacon
– Bachmann
– Westsächsische Hochschule Zwickau,
Wärmetechnik
– ME Erhardt
Patent
Unter dem Akz. 102009049678 ist das
Patent eingetragen.
•
Manfred Bauer
FBB Engineering GmbH,
Mönchengladbach
Tel.: 02166 / 9700 565
m.bauer@fbb-engineering.de
Thomas Solbrig
Gesenk- und Freiformschmiede
Ing. Stefan Kutsche, Burgstädt
Tel.: 03724 / 1865-11
service@gesenkschmiedekutsche.de
ZF 100 ® Brenner (Zero Flame)
Tri X100 ® Brenner
LOW NO X Brenner (< 70 ppm)
Regenerativbrenner
Sinterbrenner
Flachflammenbrenner
Impulsbrenner
Strahlrohrbrenner
Sauerstoffbrenner
Zündbrenner
Sonderbrenner
Isolierbetonschalen
Fasermodule
Vakuumringe
Feuerfestbauteile
FBB ENGINEERING GmbH
Breite Strasse 194
41238 Mönchengladbach
Tel.: +49 (0) 2166 - 9700 - 400
Fax.: +49 (0) 2166 - 9700 - 444
www.fbb-engineering.de
info@fbb-engineering.de
514
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

FACHBERICHTE
Sicherheit und Verfügbarkeit von gasbeheizten
Wärmebehandlungsanlagen
Teil 2: Zusammenhang von Sicherheits- und
Verfügbarkeitsbetrachtungen
Safety and availability of gasfired heat treatment plants
Part 2: Interdependence of safety and availability
Von Ulli Wellner, Dieter Kutzner
Die Begriffe „Sicherheit“ und „Verfügbarkeit“ wurden in der GWI 5/11 definiert
und erläutert. Die Darlegungen zur Sicherheitstechnik werden in diesem Artikel
fortgeführt und anhand von Beispielen aus der Ofen- und Brenner technologie
illustriert. Insbesondere wird die Bedeutung von Redundanzen in der Sicherheitstechnik
beschrieben. Es besteht eine Wechselwirkung zwischen Sicherheit und
Verfügbarkeit, die häufig als Unvereinbarkeit dieser beiden Ziele in Erscheinung
tritt. Letztendlich liegt jedoch eine mehrdimensionale Optimierungsaufgabe in
Bezug auf die Konzeption von Anlagen vor.
The terms „safety” and „availability” have been defined and explained in the
previous issue. The discussion of safety engineering will be continued in this article
and illustrated by examples taken from plants implementing gas burners
and furnaces. The effect of redundancies on the sensitivity of safety systems is
explained and describes in detail. The existing interdependence of safety and
availability is often seen as a contradiction. Optimization of both goals is just not
possible; at least, when observing cost. But this only means, that we have to
deal with a multidimensional optimization task, when planning plants.
Redundanz in der Sicherheitstechnik
bedeutet, dass einzelnen Komponenten
des Systems mehrfach vorhanden
sind. Im Extremfall ist das gesamte
Sicherheitssystem mehrfach
vorhanden. Redundante Zweige eines
Sicherheitssystems werden als „Kanäle“
bezeichnet. Diese Redundanzen sollen
die Sensitivität der Sicher heits einrichtung
dadurch erhöhen, dass die Wahrscheinlichkeit
für ein Versagen (d.h. eine Gefahr
wird nicht erkannt) der Sicherheitseinrichtung
selbst reduziert wird. Bei
teilweise redundant ausgeführten Systemen
müssen die für ein Versagen besonders
anfälligen Komponenten mehrfach
ausgeführt werden. Die „schwächste“
Komponente bestimmt das Sicherheitsniveau
(z.B. eine SIL-Klassifizierung [1])
der gesamten Einrichtung). Theoretisch
gilt, dass das Sicherheitsniveau eines Systems
höchstens dem Sicherheitsniveau
der schwächsten Komponente entspricht.
Ferner muss auch eine Analyse
der Ausfallsicherheit von Komponenten
gemessen an den realen Einsatzbedingungen
in der betreffenden Anlage erfolgen.
So sagt die MTBF einer Messung
nur etwas über die Ausfall wahrscheinlichkeit
des Messgeräts unter idealen
Bedingungen aus. Im realen Anlagenbetrieb
kommen noch weitere
Gefährdungen für das Messgerät hinzu.
I.a. können folgende Faktoren zum Versagen
von Komponenten einer Sicherheits
einrichtung beitragen:
• Gerätefehler:
– MTBF = statistische Kenngröße für
Wahrscheinlichkeit des Versagens
– nicht vermeidbar, aber reduzierbar
durch erhöhte Investition in „besseres“
Gerät
• verfahrenstechnische „Unwägbarkeiten“:
– Auswirkungen auf das Gerät bzw.
auf die Messgröße, die vom Verfahren
herrühren und die Funktion des
Geräts beeinträchtigen
– unvermeidbar, da für Verfahren bzw.
Konstruktion der Anlage physikalisch
bedingt („höhere Gewalt“)
• Externe Schädigungen:
– das Gerät wird durch unbeabsichtigte
äußere nicht aus dem Verfahren
resultierende Einflüsse beschädigt
und dadurch zum Versagen gebracht
– eigentlich vermeidbar, praktisch
kaum vermeidbar
• Manipulation und Fehlbedienung:
– mutwillige Veränderungen am Gerät,
die ein Versagen zur Folge haben
– Eingriffe des Bedienpersonals, die
das Gerät schädigen („menschliches
Versagen“)
– kaum vermeidbar
Man bezeichnet die Robustheit einer Sicherheitskomponente
in Bezug auf die
o.g. Faktoren als „Eigensicherheit“ (im
allgemeinen Sinne). D.h. je höher die
Eigensicher heit der Komponente, desto
geringer der Betrag des Geräts selbst
zum Risiko der falsch negativen Gefährdungsbeurteilung
(Gefahr ist vorhanden,
wird jedoch nicht erkannt).
Redundanz von Komponenten zielt auf
eine Erhöhung der Eigensicherheit des redundanten
Systems im Vergleich zum einfach
aufgebauten System. Dies ist aber
nur der Fall, wenn die redundanten Komponenten
unabhängig voneinander sind.
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
515

FACHBERICHTE
Die Wahrscheinlichkeit für ein Doppelversagen
ist nur bei Versagensunabhängigkeit
geringer als die Wahrscheinlichkeit
für ein Einzelversagen. Für den Fall
von beein flussenden Umgebungsparametern
ist die Annahme von Versagensunab
hängigkeit nicht richtig; ebenfalls
nicht bei Manipulation. Für Gerätefehler
kann, insbesondere bei diversitärer Ausführung
der betreffenden Komponenten,
von Unabhängigkeit ausgegangen
werden. Redundanz ist hier oft das wirtschaftlichste
Mittel zur Verbes serung der
Eigensicherheit. In den anderen Fällen
müssen zusätzliche Maßnahmen getroffen
werden, damit die Redundanz auch
„wirkt“. Zu diesen Maßnahmen gehören
„Diver sität der Örtlichkeit“ und „Diversität
der Messgröße“. D.h. die redundanten
Kompo nenten werden an unterschiedlichen
Orten angeordnet. Damit
soll vor allem die Aus wirkung von externen
Schädigungen minimiert werden.
Grundlage ist die Annahme, dass eine
externe Schädigung nur örtlich begrenzt
wirkt. Unter „Diversität der Mess größe“
versteht man die Erhebung von zwei unterschiedlichen
Messgrößen durch die
Redundanzpartner, die aber gleichermaßen
eine Aussage über die zu beurteilende
Gefährdung ermöglichen.
Manipulationen können durch Redundanz
nicht verhindert werden; Redundanz
macht es nur schwieriger die Manipulationen
durchzuführen. Eine geeignete
Maß nahme gegen Manipulation sind
Plausibilitätsbetrachtungen. Solche Betrachtungen
basieren auf dem Verfahren
bzw. physikalischen Gesetzmäßigkeiten.
Im Gutzustand des Sicherheitssystems
werden die vom Sicherheitssystem verwerteten
Informatio nen auf Konsistenz
mit dem Systemzustand geprüft. Dies
kann in manchen Fällen nur über Beobachten
eines längeren Zeitraums durchgeführt
werden. Sind die Infor mationen
nicht plausibel, so muss nach den Ursachen
gesucht werden. Ursache kann
eine Manipulation sein, muss es aber
nicht. Auf Kosten der Selektivität (nur
Gefahren werden auch als solche identifiziert)
kann bei Vorliegen eines nicht
plausiblen Zustands Gefahr signalisiert
werden; besser ist es jedoch zu warnen
und eine Aufklä rung anzufordern.
Zur Illustration von Redundanz bei Sicherheitssystemen
zur Verbesserung der
Sen sitivität soll wieder das schon im ersten
Teil dieser Abhandlung erwähnte
Beispiel des Endschalters „unten“ an der
Haupttür eines mit Brennern befeuerten
Ofens dienen. Die Information „Ofentür
geschlos sen“ wird durch diesen Endschalter
ermittelt. Das Sicherheitssystem
schaltet bei „Ofentür nicht unten“ und
„Brenner an“ die Gaszufuhr ab.
Anmerkung:
Durch Abschalten der Brenner bei geöffneter
Ofentür soll verhindert werden,
das Ofenperso nal durch heiße Gase verletzt
wird. Dieses Risiko ist bei klassischer
Betriebsweise von Bren nern relativ gering.
Liegt aber ein Regenerativsystem
mit alternierend feuernden Brennern vor,
so können, wenn während des Zündvorgangs
die Ofentür geöffnet ist, durch
Druckstöße beim Zünden Gefährdungen
für das Personal entstehen. Das Risiko ist
hier wesentlich höher als bei Dauerbetrieb
der Brenner. D.h. bei gleicher Auftretenswahrscheinlichkeit
für das schadensauslösende
Ereignis sind die Folgen
(Kosten) ungleich höher. Zusätzliche
Maß nahmen sind also erforderlich.
Ein Blockieren des Endschalters in der
Position „Tür geschlossen“ stellt ein Versagen
des Sicherheitssystems dar; d.h.
die von einer geöffneten Ofentür ausgehende
Gefahr wird nicht erkannt.
Ursachen für eine Fehlfunktion des Endschalters:
• Gerätefehler:
Endschalter blockiert z.B. wegen Materialermüdung
• verfahrenstechnische „Unwägbarkeiten“:
Endschalter blockiert wegen verfahrensbedingter
Verschmutzung im Zustand
„geschlossen“
• Externe Schädigungen:
Endschalter wird durch z.B. einen
Chargiervorgang beschädigt und verbleibt
im Zustand „geschlossen“
• Manipulation:
Endschalter wird elektrisch oder mechanisch
„gebrückt“.
Bei einem „einkanaligen“ Aufbau entsprechend
Bild 1 (a) wird das Versagen
des Endschalters die Sicherheitseinrichtung
vollständig außer Kraft setzen. Bei
redun dantem Aufbau entsprechend
Bild 1 (b) müssen beide Endschalter den
Zustand „Tür geschlossen“ anzeigen,
damit das System „keine Gefahr“ meldet
(Voterkonfiguration: 1 von 2 (1v2);
d.h. „gut“ nur, wenn beide Endschalterinforma
tio nen „gut“). Werden die redundanten
Endschalter auch noch an verschiedenen
Posi tionen angeordnet, so
sinkt die Wahrscheinlichkeit für eine
Fehlfunktion weiter. Eine „Diversität der
Messgröße“ ließe sich z.B. dadurch realisieren,
dass ein Endschalter durch die
Ofentür betätigt wird, während der
Bild 1: 1-kanaliger (a) und 2-kanaliger (b) Aufbau eines Sicherheitssystems (Beispiel)
Fig. 1: Single channel (a) and double-channel (b) design of a safety system (example)
516
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

FACHBERICHTE
zweite Schalter durch den Türantrieb betätigt
wird.
Eine Manipulation, d.h. das Brücken beider
Endschalter, wird dagegen nicht erkannt.
Eine Plausibilitätsbetrachtung
gründet sich darauf, dass die Tür aus
verfahrens tech nischen Gründen innerhalb
eines definierten Zeitraums mindestens
einmal geöffnet werden muss. Wird
die Tür in diesem Zeitraum nicht geöffnet,
so ist dies zwar nicht plausibel, eine
Fehlfunktion muss jedoch nicht unbedingt
vorliegen. Bei einem längeren Stillstand
kann es sich um eine normale Erscheinung
handeln; eine gesonderte
Überprüfung ist ggf. erforderlich. Will
man die Plausibilitätsbetrachtung verbessern,
um auch hier zu keinen falsch
positiven Entscheidungen (Verhalten
nicht plausibel, aber keine Fehlfunktion)
zu gelangen, muss man noch mehr Information
heranziehen. So muss bei
Ausgabe des Befehls „Öffnen“ an den
Türantrieb (gemeint ist jede Vorrichtung,
die die Tür öffnet bzw. schließt) nach einer
definierten Ver zögerungszeit „Tür
nicht geschlossen“ durch die Endschalter
signalisiert werden. Wird zusammen mit
einem Befehl „Tür öffnen“ kein Verlassen
der Endlage erkannt, so liegt eventuell
eine Fehlfunktion der Sicherheitseinrichtung
vor (es kann jedoch auch eine
Fehlfunktion des Türantriebs vorliegen).
Erst wenn zusätzliche Information über
die Türposition vorliegt und diese einen
Zustand „Tür nicht geschlossen“ anzeigt,
wird eine Fehlfunktion der Sicherheitseinrichtung
immer wahrscheinlicher.
Anmerkung:
Im Beispiel ist ein regelmäßiges Ansprechen
der Sicherheitseinrichtung durch
das Verfahren gewährleistet. Es gibt je-
Bild 2: Sicherheitssystem mit Plausibilitäts- und Testmodul
Fig. 2: Scheme of a safety system including plausibility check and test system
Einflussfaktoren, die alle redundanten
Zweige eines Sicherheitssystems gleichermaßen
beeinflussen, müssen gesondoch
Sicherheitseinrichtungen, die nur
im Gefahrenfall ansprechen oder im normalen
Betriebszustand der Anlage fast
nie ansprechen. Beispiel ist die Überwachung
eines dauernd brennenden Zündbrenners
durch Ionisation. Nur wenn der
Zündbrenner abgeschaltet wird, wird
eine funktionstüchtige Überwachungseinrichtung
den Zustand „Aus“ melden.
Sollte während des normalen Betriebs
die Überwachungseinrichtung so geschädigt
werden, dass immer „ein“ erkannt
wird, verliert die Sicherheitseinrichtung
ihre Sensitivität, ohne dass dies
erkannt werden kann. In solchen Fällen
muss die Sicherheitseinrichtung periodisch
getestet werden. Das Verfahren ist
ggf. so zu modifizieren, dass ein kurzes
periodisches Abschalten des Zündbrenners
möglich ist.
Bild 2 zeigt ein Sicherheitssystem mit
zwei redundanten Kanälen, einem 1v2-
Voter, einer Plausibilitätseinheit und einer
Testeinrichtung. Ein negativer Test
führt hier zur Sicherheitsreaktion; bei geringerem
Risiko genügt es jedoch, nur
eine Warnung auszulösen.
Bisher wurde nur die Redundanz bei der
Informationsgewinnung betrachtet. Da
die übrigen Komponenten eines Sicherheitssystems
ebenfalls versagen können,
müssen für diese Komponenten die gleichen
Betrachtungen wie für die Sensorik
angestellt werden. Bild 3a und 3b zeigt
am Beispiel der Ofentürüberwachung,
wie die Eigensicherheit des Systems auf
der Aktorseite verbessert werden kann.
Variante a) zeigt zwei Aktoren (Schließer
im Pfad „Gasventil auf“), die vom Ergebnis
des Voters (realisiert durch Reihenschaltung
der Sensoren) angesteuert
werden. Variante b) zeigt einen vollständig
zwei-kanaligen Aufbau des Sicherheitssystems.
Der Voter wird hier durch
Reihenschaltung der Gasventile realisiert.
Bild 3: 2-kanaliges Sicherheitssystem (sensorseitig), (a) mit redundanten Aktoren, (b) vollständig 2-kanalig (Beispiel)
Fig. 3: Double channel safety system (input), (a) with redundant outputs, (b) double channel outputs (Example)
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
517

FACHBERICHTE
dert überwacht werden. Tritt eine solche
Einwirkung in der Gestalt auf, dass vom
Sicherheitssystem keine Gefahr mehr erkannt
werden kann, so muss das Sicherheitssystem
als Gesamtheit einen „sicheren“
Zustand annehmen. Unter einem
„sicheren“ Zustand versteht man, dass
das System die Entscheidung „Gefahr
vorhanden“ trifft und entsprechende
Aktionen auslöst. Im Beispiel ist die
Stromversorgung für Sensoren und Aktoren
ein solcher Einflussfaktor.
Durch die in Bild 3 gezeigte Verschaltung
und durch Anordnung von Gasventilen,
die energielos geschlossen sind, wird bei
Ausfall der Energie sichergestellt, dass
die Anlage in den sicheren Zustand geht,
d.h. die Brenner werden abgeschaltet. Es
verbleibt nur noch das Restrisiko, dass die
Gasventile mechanisch nicht schließen.
Dieses Restrisiko wird noch durch Anordnung
von zwei hinter einander angeordneten
Gasventilen gemindert. Verbessern
lässt sich die Anordnung 3b nur noch dadurch,
dass jeder Endschalter jedes Gasventil
vom Befehl abtrennt.
Es ist auch erforderlich, die Übertragungskanäle
zwischen den einzelnen
Kom po nen ten eines Sicherheitssystems
in die Betrachtung der Eigensicherheit
einzubeziehen. Jede Störung eines Übertragungskanals
muss für den betreffenden
Zweig der Sicherheitseinrichtung so
wirken, als ob am Eingang des Übertra-
gungskanals „Gefahr vorhanden“ ansteht.
Im Beispiel (Bild 3) stellt die Verdrahtung
zwischen den Endschaltern
den Übertragungskanal zwischen Sensor,
Voter und Aktor dar. Wird dieser Kanal
gestört, z.B. durch Drahtbruch, so
werden die die Ventile vom Befehl abtrennenden
Relais stromlos und öffnen.
D.h. die Ventile schließen und sperren
das Gas ab.
Wie schon ausgeführt benötigt man bei
vorliegenden Redundanzen eine zusätzliche
Entscheidungsinstanz (voter), die die
mehrfach vorhandenen (Zwischen-)Ergebnisse
vergleicht und dann die end -
gültige Ent scheidung trifft. Damit stellt
der Voter eine weitere Fehlerquelle dar.
Eine redundante Ausführung eines Voters
gibt es i.a. nicht, da ja gerade der
Voter die redundant ermittelte Information
auswertet und zu einer Entscheidung
verdichtet. Nur eine vollständige Verdopplung
des Sicherheitssystems mit
Querverschaltung der Entscheidung vermeidet
diesen „single-point-of-failure“
(SPOF). Unter einem SPOF eines Systems
versteht man eine Komponente, deren
Ausfall den Ausfall des gesamten Systems
nach sich zieht. Stellt der Voter einen
solchen SPOF dar, so ist darauf zu
achten, dass der Ausfall des Voters erkannt
wird und das Sicherheitssystem
daraufhin den „sicheren Zustand“, nämlich
die Signalisierung von Gefahr, einnimmt.
Bild 4: Vollständig
2-kanaliges Sicherheitssystem
mit Querverschaltung
(Beispiel)
Fig. 4: Complete
double channel safety
system with cross
links (Example)
Unter einer Querverschaltung versteht
man bei einem zwei-kanalig aufgebauten
System die Weiterleitung der Entscheidung
eines Kanals auf die Aktoren
des anderen Kanals. Bild 4 zeigt am Beispiel
der Türendschalter einen zwei-kanaligen
Aufbau mit Querverschaltung.
Der Voter ist immer noch ein SPOF; durch
seinen aufwändigen Aufbau jedoch gut
gegen Eigenversagen geschützt.
Anmerkung:
In der Sicherheitstechnik wird häufig die
Vereinfachung getroffen, dass zu einem
Zeitpunkt immer nur ein Fehler auftritt.
Grundlage dieser Annahme ist, dass die
Verbundwahrscheinlichkeit von zwei
Fehlerereignissen kleiner ist als die Wahrscheinlichkeit
für jedes Einzelereignis.
D.h. ein Doppelversagen ist immer unwahrscheinlicher
als ein Einzelversagen.
Dies ist sicher nicht der Fall, wenn das
Versagen einer zweiten Komponente
dem Versagen einer anderen Komponente
folgt. Oft wird der Fehler gemacht,
dass die Information von den redundanten
Sensoren zwar über zwei getrennte
Kabel dem Voter zugeführt werden, diese
aber eng beieinander auf dem gleichen
Kabelweg geführt werden. Wird
dieser Kabelweg zerstört, sind mit hoher
Wahrscheinlichkeit beide Signale betroffen.
Die Anwendbarkeit des Ausschlusses
von Mehrfachversagen muss im Einzelfall
sorgfältig geprüft werden. Insbesondere
bei hohem Risiko muss hier das
sich aus der Annahme von Einzelversagen
ergebende Restrisiko betrachtet
werden. Strenges Beachten von Diversität
ist Grundbedingung.
Mehrfache Redundanzen
Sicherheitstechnisch zu bevorzugen ist
immer die Anordnung redundanter,
diver sitärer Systeme zur Überwachung
von größeren Risiken, da hier höhere
Sensitivität erforderlich ist. Die Zunahme
der Kom plexität der Sicherheitssysteme
birgt jedoch die Gefahr, dass die Eigensicherheit
sinkt. Abhilfe bringt die Trennung
der Sicherheits systeme; jedes System
beurteilt den Anlagenzustand für
sich und wirkt dann auf einen zugeordneten
Aktor.
Als Beispiel sei die Überwachung der Einhaltung
einer mindestens stöchiometrischen
Verbrennung bei einer Gasverbrennung
angeführt:
Das Verbrennungsluftverhältnis Lambda
ist der Quotient aus der tatsächlich für
518
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

FACHBERICHTE
die Verbrennung zur Verfügung stehenden
Luftmasse zur mindestens notwendigen
Luftmasse für eine stöchio metrische
Verbrennung. Letztere Größe ergibt
sich aus der zu verbrennenden Gasmenge
und ihrer Zusammensetzung (bei der
Verbrennung von reinem Methan wird
bezogen auf die Gasmenge näherungsweise
die 10-fache Luftmenge benötigt).
Der Bedarf an Luft für eine Verbrennung
mit der Luftzahl λ ist der Luftbedarf L λ =
λ * L min . Lambda sollte 1 nicht unterschreiten;
für eine effektive und emissionsarme
Verbrennung sollte Lambda
aber auch nicht wesentlich größer sein.
Eine Lambda-Regelung des Luft-Gasgemisches
sollte den Luftbedarf für einen
gegebenen Lambda-Sollwert und einer
gegeben Gasmenge einstellen.
Unterstöchiometrische Verbrennungen
stellen ein hohes Risiko mit möglichen
Personenschäden dar. Die Sicherheitseinrichtungen
sollten auf jeden Fall dieses
Risiko abdecken. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit,
des Materialschutzes und
des Umweltschutzes muss aber auch das
Auftreten eines zu hohen Lambdas erkannt
werden. Lambda kann nicht direkt
gemessen werden. Eine Sicherheitseinrichtung
muss also andere, zugängliche
Messgrößen erheben, um die vorgegebenen
Grenzwerte für Lambda einzuhalten.
1. Messung der Luft- und Gasmengen:
Die Mengen werden z.B. mit Messblenden
über den Differenzdruck ermittelt,
in Normkubikmeter gewandelt
und unter Berücksichtigung des Gaskomposition
in Lambda umgerechnet.
Dieses Verfahren erfordert „sichere“
Messumformer (Δ p/mA), eine fehlersichere
Messwerterfassung, eine fehlersichere
Recheneinheit, eine sichere
Ausgabe eines Freigabekontakts und
ein sicheres Ventil für die Absperrung
der Gaszufuhr.
Abhängig ist das Verfahren von einer
korrekten Angabe des Brennwertfaktors
des verwendeten Gases.
2. Messung des Restsauerstoffs im Abgas:
Die als O 2 verfügbare Sauerstoffmenge
im Abgas korreliert mit Lambda und
lässt sich als Indikator verwenden. Die
Messung kann z.B. mit einem O 2 -Laser
durchgeführt werden und liefert ein
Stromsignal proportional zum O 2 -
Wert. Dieser kann über einen Grenzwertschalter
eine Abschaltung der
Gaszufuhr bei zu geringem O 2 -Wert
vornehmen.
3. Überwachung der Flammenintensität
des Brenners:
Die Intensität der Flamme eines Gasbrenners
wird mit einer Fotozelle gemessen,
in einen mVolt-Wert gewandelt.
Über einen Grenzwertschalter
kann eine Abschaltung der Gaszufuhr
vorgenommen werden.
Für sich allein genommen ist nur Verfahren
3 hinreichend sicher. Hierfür gibt es
typgeprüfte Geräte, die unabhängig von
einem ggf. verwendeten Auto mati sierungs
gerät für eine sichere Abschaltung
sorgen. Es ist die kostengünstigste Lösung
für die Vermeidung von Schäden
durch unterstöchiometrische Verbrennung.
Nachteil ist, dass keine für eine
optimale Prozessführung benötigten Informationen
gewonnen werden und
eine Überschreitung eines Lambda-
Grenzwertes nicht feststellbar ist.
Das Verfahren 2 liefert die besten Informationen
für die Einhaltung eines Rest-
O 2 -Werts im Abgas und für entsprechende
Sicherheitsabschaltungen. Es erlaubt
eine auf diesem Wert basierende Regelung
und damit eine optimale Prozessführung.
Allerdings sind die Investitionskosten
hoch und die Eigensicherheit entsprechender
Geräte gering.
Das Verfahren 1 kann mit sehr guter Eigensicherheit
aufgebaut werden; z.B.
mit einer fehlersicheren SPS. Die gelieferten
Informationen können für die
Prozess führung (Gas/Luft-Regelung) verwendet
werden. Die Investitionskosten
liegen zwischen den beiden anderen
Verfahren. Störend ist lediglich die Abhängigkeit
vom (nicht direkt messbaren)
Brennwertfaktor.
Werden alle drei Verfahren parallel verwendet,
ergibt sich ein Höchstmaß an
Sicherheit. Die Investitionskosten sind allerdings
recht hoch. Diese lassen sich jedoch
rechtfertigen, wenn die Mess -
ergeb nisse verwendet werden, um die
Wirt schaft lichkeit des Verbren nungsprozesses
zu optimieren. Die Hinzunahme
von Verfahren 3 erhöht die Sensitivität
und Eigensicherheit des gesamten
Sicherheits systems zu einem sehr günstigen
Preis/Leistungsverhältnis.
Verfügbarkeit
D.h. Verfügbarkeit einer Anlage ist ein
Maß dafür, zu welchem Anteil eine Anlage
bestimmungsgemäß genutzt wird [2].
Verfügbarkeit wird hier meist als Prozentsatz
eines vereinbarten Zeitraums
angegeben.
Verfügbarkeit berechnet sich wie folgt:
V = (Gesamtzeit – Ausfallzeit) / Gesamtzeit
Es gilt:
Ausfallzeit = geplante Ausfallzeit +
ungeplanter Stillstand
Ein geplanter Stillstand hat i.a. folgende
Gründe:
– organisatorische Gründe (z.B. Feiertage,
Ein-Schicht-Betrieb )
– Produktionsgründe (keine Aufträge,
kein Bedarf)
– regelmäßige Wartung
Je nach Definition werden geplante Stillstandszeiten
zu Wartungszwecken in die
Ausfallzeiten einbezogen oder dort nicht
berücksichtigt. Das Einbeziehen geplanter
Wartungszeit macht durchaus Sinn,
wenn der ROI von Maßnahmen zur Erhöhung
der so definierten Verfügbarkeit
berechnet werden soll.
Ungeplanter Stillstand entsteht durch
Ausfall von Komponenten der Anlage,
die den Betrieb der Anlage verhindern;
z.B. der Ausfall eines Brenners, ein Gasventil
öffnet nicht mehr, etc. Ein ungeplanter
Ausfall entsteht jedoch auch
durch eine Sicher heits abschaltungen;
d.h. wenn das Sicherheitssystem einen
gefährlichen Anlagenzustand erkennt.
Diesem liegt zwar häufig der Ausfall von
Komponenten zu Grunde, kann aber
auch, wie im vorherigen Teil des Artikels
diskutiert, andere Gründe haben. Insbesondere
wirken hier auch die falsch positiven
Entscheidungen des Sicherheitssystems.
Wir definieren hier die in
die Berechnung der Verfügbarkeit eingehende
Ausfallzeit als bestehend aus:
– regelmäßige Wartung
– betriebsverhindernde Ausfälle ohne
gefährlichen Anlagenzustand
– Sicherheitsabschaltungen richtig positiv
– Sicherheitsabschaltungen falsch positiv
Die Gesamtzeit bestimmt sich als die
Zeit, in der die Anlage operativ genutzt
werden sollte; also ohne Berücksichtigung
von Außerbetriebssetzungen aus
organi sato rischen und produktionstechnischen
Gründen.
So definiert ist die Verfügbarkeit ein Maß
für die Wirtschaftlichkeit der Anlage, die
es zu optimieren geht. Klar erkennbar ist
der Zusammenhang mit dem Wirken des
Sicher heitssystems. Jede falsch positive
Entscheidung mindert die Verfügbarkeit.
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
519

FACHBERICHTE
Jede falsch negative Entscheidung (sofern
sie Materialgefährdung betrifft)
wird sich früher oder später auf die Betriebsbereitschaft
der Anlage auswirken
und wirkt deshalb auch ungünstig auf
die Verfügbarkeit.
Gemäß dem o.g. Katalog der Ausfallzeiten
lässt sich die Verfügbarkeit durch
u.a. folgende Maßnahmen verbessern:
Im Planungsstadium der Anlage können
Investitionen in bessere Qualität von
Komponenten den Zeitaufwand für spätere
Wartungs- und Reparaturarbeiten
verringern. Redundanzen erlauben es,
die Anlage bei Ausfall einzelner Komponenten
weiter zu betreiben und Reparaturen
ggf. im Betrieb oder zu planmäßigen
Stillstandszeiten auszuführen.
Selbstverständlich hat auch der Ausbildungsstand
der Anlagenfahrer und des
Wartungspersonals Einfluss auf die Verfügbarkeit.
Es wird häufig beobachtet,
dass gerade bei Anlagen mit geringem
Störaufkommen, Anlagenfahrer im Störfall
falsch reagieren. Dadurch kommt es
zusätzlich zu vermeidbaren Ausfällen. Zu
allem Über fluss braucht dann das Wartungspersonal
verhältnismäßig lange,
um den Fehler zu finden und zu beseitigen
(da er ja sehr selten vorkommt). Bei
allen hier ausgeführten Überlegungen
zur Optimierung der Anlage und ihrer Sicherheitseinrichtungen,
sollte nicht vergessen
werden, dass durch verbesserte
Ausbildung und Training die Verfügbarkeit
stark verbessert werden kann. Um
bei Anlagen, die relativ störungsarm arbeiten,
den Trainingszustand der Anlagenfahrer
und des Wartungspersonals
zu erhalten und zu verbessern, bietet
sich eine computergestützte Simulation
der Anlage an. Regelmäßiges Training an
dieser Simulation, die natürlich auch vor-
In diesem Modell nicht berücksichtigt ist
die „Zuverlässigkeit“ der Anlage. Wobei
wir Zuverlässigkeit als eigenständige,
von der allgemeinen Verfügbarkeit abgekommende
Fehler simulieren muss, sollte
Fehlbedienungen seitens des Personals
minimieren. Die Instandhaltung
kann an einer Simulation das Aufspüren
von Fehlerursachen erlernen und optimale
Strategien dazu entwickeln.
Unter der Annahme, dass eine vorbeugende
bzw. frühzeitige Wartung weniger
Aufwand bedeutet und auch zu
wählbaren Zeiten ausgeführt werden
kann und damit die Kosten für Ausfälle
reduziert, muss auch das „Condition
Monitoring System (CMS)“ als Maßnahme
zur Verbesserung der Verfügbarkeit
genannt werden, z.B. [3]. Wie schon
mehrfach erwähnt, benötigt ein sensitives
und selektives Sicherheitssystem eine
Vielzahl von Informationen über den Anlagenzustand;
dies sind meist Informationen,
die zum eigent lichen Betrieb der
Anlage nicht erforderlich wären. Diese
Informationen können mehrfach genutzt
werden, nämlich einmal als Eingaben für
das Sicherheitssystem und zum anderen
für das CMS. Damit können die Kosten
für die Informations erhebung, die einen
Großteil der Kosten für das Sicherheitssystem,
darstellen, auf das CMS mit verteilt
werden.
Die völlig unnötige Einbuße an Verfügbarkeit
auf Grund falsch positiver
Entschei dungen des Sicherheitssystems
lässt sich durch Verbesserung der Eigensicherheit
des Systems zumindest teilweise
vermeiden. In den o.g. Beispielen
wurde im Wesentlichen die Sensitivität
der Sicherheitseinrichtung durch Redundanzen
verbessert. Eine Redundanz erhöht
die Sensitivität immer dann, wenn
die Entschei dung für Gefahr schon bei
Vorliegen eines Votums mit Aussage
„Gefahr“ erfolgt. Damit wird aber allein
durch die Fehlfunktion eines Kanals eine
falsch positive Entscheidung getroffen.
Die Selektivität und damit die Verfügbarkeit
der Anlage sinken. Diversität der Kanäle
ändert an diesem Sachverhalt
nichts. Um hier die Selektivität zu verbessern,
muss man die Informationserhebung
um mindestens einen zusätzlichen
Kanal erweitern. Der Voter trifft dann die
Entscheidung nach dem Mehrheitsprinzip:
Gefahr liegt nur dann vor, wenn die
Mehrheit der redundanten Informationen
Gefahr signalisiert (Bild 5).
Dies bedeutet natürlich weiteren Aufwand,
der mit dem Gewinn an Verfügbarkeit
zu vergleichen ist. Eine Triple-Redundanz
ist z.B. in größeren Kraftwerken
und bei Gasturbinen höherer
Leistung gebräuchlich. Dies ist sofort begreiflich,
denn das Gefahrenpotenzial ist
auf Grund der involvierten Energie sehr
hoch, die Kosten für eine Abschaltung
wegen falsch positiver Entscheidung
auch. Bei gasbeheizten Wärmebehandlungsöfen
findet man bisher kaum eine
derartige Gestaltung. Allerdings sollte
man bei Öfen höherer Leistung (z.B. >
20MW) die Kosten einer falsch positiven
Entscheidung in Bezug auf gefährdete
Komponenten sorgfältig ermitteln.
Die Erweiterung des Beispiels „Türendschalter“
auf Triple-Redundancy zeigt
Bild 6. Als Voter kommt hier eine fehlersichere
Steuerung zum Einsatz, da eine
sichere Relais-Logik für eine 2von3-Auswahl
sehr aufwendig ist. Die Aktor-Seite
wird über zwei redundante fehlersichere
Ausgänge mit nachgeschalteten diversitären
Relais realisiert.
Zuverlässigkeit
Bild 5: 3-fach redundanter Aufbau mit 2v3 Voter
Fig. 5: Triple redundant system using a 2 out of 3 voter
520
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

FACHBERICHTE
Überlegungen, die darauf abzielen Totalabschaltungen
zu verhindern und stattdessen
einen unteroptimalen Betrieb zuzulassen,
stellen eine weitere Möglichkeit
zur Verbesserung der Verfügbarkeit
dar. Wenn es um Optimierung des Anlagrenzte
Eigenschaft einer Anlage sehen
[4]. Diese sogenannte Funktionszuverlässigkeit
sei definiert als das Ausmaß, zu
dem die Anlage bei Betrieb fähig ist, die
bestimmungsgemäße Funktion in der
geforderten Qualität zu liefern. Eine genaue
begriffliche Definition hat sich bisher
nicht durchgesetzt. Insbesondere in
den Normwerken finden sich unterschiedliche,
unklare Aussagen. So definiert
die DIN 40041 Funktionszuverlässigkeit
„als die Beschaffenheit einer Einheit
bezüglich ihrer Eignung, während
oder nach vorgegebenen Zeitspannen
bei vorgegebenen Anwendungsbedingungen
die Zuverlässigkeitsforderung zu
erfüllen [5]“. Bei Betrachtungen zur Optimierung
eines Anlagendesigns, sollte
der Begriff die Fähigkeit der Anlage ausdrücken
im optimalen Anlagenzustand
zu verweilen und zu pro duzieren (ob diese
nun genutzt wird oder auch nicht).
Zur Illustration unserer Auffassung von
Funktionszuverlässigkeit diene folgendes
(qualitatives) Beispiel aus der Schmelzofentechnik.
Ein gasbeheizter Umschmelzofen soll folgende
Kenngrößen optimieren:
• spezifischer Gasverbrauch
(verbrauchte Menge an Gas pro Tonne
eingesetztes Festmetall bis zum Erreichen
des Flüssigzustandes mit einer
Mindesttemperatur)
• spezifische Schmelzleistung
(Zeitdauer pro Tonne eingesetztes
Festmetall bis zum Erreichen des o.g.
Flüssigzustandes)
• Emissionskennwert
(Menge an während der Schmelzzeit
produzierten Schadstoffen)
Diese Kenngrößen werden anhand eines
vorgegebenen Optimierungsziels (z.B.
energielastige Optimierung, Durchsatzoptimierung
etc) gewichtet und zu einer
Kennziffer zusammengefasst. Bei „optimalem“
Anlagenbetrieb erreicht die Anlage
den aus ihrem Design theoretisch
möglichen Betriebspunkt in Bezug auf
diese Kennziffer. Unter Funktionszuverlässigkeit
versteht man die Fähigkeit der Anlage
bei Betrieb in diesem optimalen Betriebspunkt
zu verweilen, wobei Einflussfaktoren,
die nicht aus der Anlage selbst
resultieren, unberücksichtigt bleiben (z.B.
Art des eingesetzten Festmetalls).
Bei der Berechnung der Verfügbarkeit
wird normalerweise die oben definierte
Zuverlässigkeit nicht berücksichtigt; d.h.
es spielt keine Rolle, ob die Anlage im
optimalen Betrieb arbeitet oder durch
Eingriffe in das Verfahren unteroptimal
arbeitet. Diese Einschränkung ist insofern
von Bedeutung, als eine Möglichkeit,
die Auswirkung von Sicherheits abschaltungen
auf die Verfügbarkeit zu
mindern, darin besteht, nicht vollständig
abzuschalten, sondern den Betriebspunkt
der Anlage vorher so zu verlagern,
das die Gefährdung nicht eintritt. Man
vermeidet dadurch zwar die vollständige
Abschaltung und erhält die Verfügbarkeit,
jedoch auf Kosten der Funktionszuverlässigkeit.
Wie im ersten Teil des Artikels als Beispiel
aufgeführt, kann man bei Erreichen eines
Schwell werts für die Kamintemperatur
über eine Ablöseregelung zunächst
die Brenner leistung herunter fahren. Bei
geeigneter Auslegung dieser Regelung
und bei einer gewissen Klasse von Störungen
vermeidet man das Erreichen der
Gefahrengrenze für die Kamintemperatur,
die Anlage bleibt deshalb in Betrieb.
Die spezifische Schmelzleistung wird jedoch
sinken und damit die Wirtschaftlichkeit
der Anlage. Dies ist jedoch unvermeidbar
und besser als die Abschaltung
der Anlage, die erforderlich wird,
wenn die Kamintemperatur weiterhin
steigt.
Bild 6: 3-fach redundantes
Sicherheitssystem
(Beispiel)
Fig. 6: Triple redundant
safety system
(Example)
gendesigns und um Berechnung des ROI
für sicherheitstechnische Einrichtungen
geht, würden die Kosten für zusätzliche
Komplexität der Sicherheitseinrichtung
u.U. durch Erhalt der Verfügbarkeit bei
eingeschränkter Leistung aufgefangen
werden. Auch sollte beachtet werden,
dass eine Anlage, die unterhalb von kritischen,
material gefähr denden Zuständen
betrieben wird, erfahrungsgemäß geringere
Wartungskosten erfordert und auch
eine längere Lebensdauer aufweist.
Fazit
Sicherheitseinrichtungen beeinflussen
die Verfügbarkeit von Anlagen i.a. negativ.
Eine hohe Sensitivität des Sicherheitssystems
wird meist mit einer Anzahl von
falsch positiven Entscheidungen einhergehen.
Das Restrisiko für Personen bzw.
Materialschäden ist dann zwar hinreichend
klein, aber die Selektivität ist nicht
hoch genug. Dies wiederum bedeutet
weniger Verfügbarkeit und daher geringere
Wirt schaft lichkeit der Anlage. Hohe
Sicherheit und hohe Verfügbarkeit bei limitierten
Investitions kosten scheinen unvereinbar.
Lediglich durch höhere Investitionen
in die Sicherheitstechnik können
die negativen wirtschaftlichen Auswirkungen
auf den Ertrag der Anlage verringert
werden.
Wird die Sicherheitstechnik nur auf Personenschäden
und unabhängig von
Maßnahmen zur Erhöhung der Verfügbarkeit
oder zur Optimierung des Prozes-
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
521

FACHBERICHTE
ses betrachtet, so erscheint sie lediglich
als Kostenfaktor (sowohl was Investitionskosten
wie auch Betriebskosten angeht)
ohne einen wirtschaftlichen Payback;
Sicherheits technik als notwendiges
Übel. Diese Betrachtungsweise führt
dazu, die Investitionen in die Sicherheitstechnik
möglichst gering zu halten und
geringen Aufwand in Planung und Ausführung
dieser Anlagenkomponente zu
legen. Durch diesen Artikel wollen die
Autoren zu einer anderen Sichtweise anregen.
Kosten für die Erfassung von zusätzlichen,
für die Prozessausführung
nicht relevanten Informationen über die
Anlage, stellen den wesentlichen Anteil
der Investitions kosten für Sicherheitstechnik.
Maßnahmen zur Erhöhung der
Selektivität erfordern meist die Erfassung
weiterer Daten. Diese Investitionen
könnten auch für andere Zwecke, die einen
wirtschaftlichen Ertrag bringen, genutzt
werden. D.h. es sollten andere Dimensionen
in die sicherheits technische
Betrachtung einbezogen werden, z.B.
Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit, Wartbarkeit,
Lebensdauer und Prozessoptimierung.
Eine Verbes serung dieser
Faktoren, die alle einen Einfluss auf die
Wirtschaftlichkeit der Anlage haben, erfolgt
durch Verfahren, die ebenfalls die
genauere Erfassung des Anlagenzustands
erfordern. Kerngedanke ist
also, dass die Einrichtungen der
Sicherheits technik und die von ihnen gelieferten
Informationen mehrfach genutzt
werden. Der ROI für die Investitionen
in die Sicherheitstechnik muss dann
unter Berücksichtigung dieser zusätzlichen
Effekte ermittelt werden. Letztend-
lich liegt in Bezug auf die Konzeption
von Anlagen eine mehr dimensionale Optimierungsaufgabe
vor, die alle vorgenannten
Faktoren berücksichtigt und
den Grenznutzen unter der Nebenbedingung
eines vollständigen Personenschutzes
der Investition ermittelt.
Wenn die Grundkosten durch den von
der Sicherheitstechnik zu gewährleistenden
Personenschutz bedingt sind, und
die Mehrfachnutzung der Investition für
die o.g. Aufgaben durch einen vergleichsweise
geringen Mehraufwand (de
facto i.w. zu sätz liche Software) erreicht
werden kann, sollte diese Chance zu einem
Payback nicht vertan werden.
Als Mehrfachnutzung von erhobenen Informationen
über den Anlagenzustand
muss auch die Ausweitung des Sicherheitskonzepts
auf die Vermeidung oder
Verminderung von Materialschäden gesehen
werden. Die ohnehin vorhandene
Information kann genutzt werden, um
das Material der Anlage zu schonen. Gelingt
es außerdem, Beanspruchungen
durch Abschaltung zu vermeiden und
durch kontinuierliches Verfahren des Betriebspunkts
zu ersetzen, so wird damit
mit Wahrscheinlichkeit die Lebensdauer
der Anlage erhöht bzw. werden Wartungszyklen
verlängert. Ein nachhaltiges
Anlagenkonzept sieht nicht nur einen
kurzfristigen ROI vor, sondern ermöglicht
auch eine lange Nutzungsdauer und den
Erhalt der Qualität der Anlage über die
Zeit.
Damit kann die intelligente Gestaltung
eines Anlagenkonzepts unter dem
Gesichts punkt „Sicherheit und Verfügbarkeit“
wesentlich zur Langzeiteffizienz
einer Anlage beitragen und den Schutz
einer wirtschaftlichen Ressource, nämlich
der betreffenden Anlage, im Sinne
einer ökonomischen Nachhaltigkeit gewährleisten.
Literatur
[1] DIN EN61508-2, Feb. 2911: Anforderungen
an sicherheitsbezogene elektrische/elektronische/programmierbare
elektronische Systeme,
Beuth Verlag, Berlin, Februar 2011
[2] Börcsök, J.: Elektronische Sicherheitssysteme.
Hardwarekonzepte, Modelle und Berechnung.
Hüthig, Heidelberg 2007
[3] Wittkewitz, J.: Condition Monitoring Systeme
– eine Einführung, in Erneuerbare Energien,
Schlütersche Verlags gesellschaft, Hannover,
Dez. 2010
[4] Börcsök, J.: Funktionale Sicherheit, Grundzüge
sicherheitstechnischer Systeme. Hüthig,
Heidelberg 2008
[5] DIN 40 041, Dez. 1990: Zuverlässigkeit; Begriffe,
Beuth Verlag, Berlin, Dezember 1990
Ulli Wellner
WTMB, Leuk, Schweiz
Tel.: +41 27 / 473 4536
wtmb@wellner.ch
Dieter Kutzner
BTS Engineering GmbH,
Erkrath
Tel.: 0211 / 240 871-10
d.kutzner@bts-kutzner.de
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HÄRTEREI-KOLLOQUIUM 2011
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522
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

I M ??????? PROFIL
Rubrik: Im Profil
In regelmäßiger Folge stellen wir Ihnen an dieser Stelle die wichtigsten Institutionen und Organisationen im Bereich
der industriellen Gasanwendungstechnik vor. In dieser Ausgabe zeigt sich das Gaswärme-Institut e.V. Essen im Profil.
Das Gaswärme-Institut e. V.
Essen im Überblick
Das Gaswärme-Institut e. V. Essen (GWI)
ist ein anerkanntes, über die Region
NRW hinaus etabliertes Forschungsinstitut
des deutschen Gasfachs und wurde
1937 unter dem Dach der Vereinigten
Institute für Wärmetechnik gegründet.
Als Brancheninstitut für das Gasfach sollten
seinerzeit praxisorientierte Forschungsarbeiten
durchgeführt werden, um im
Wettbewerb mit anderen Energiearten
bestehen zu können. Den Bereichen der
Forschung und Entwicklung widmet sich
das GWI heute in zwei Abteilungen, der
Geräte- und Brennstofftechnik sowie der
Industrie- und Feuerungstechnik. Das akkreditierte
Prüflaboratorium zählt zu den
größten und wichtigsten im Gasfach in
Deutschland, und mit dem Bildungswerk
werden weite Kreise der Fachöffentlichkeit
erreicht (Bild 1).
Das GWI zählt zurzeit 60 Mitgliedsunternehmen,
z. B. Gas- und Energieversorgungsunternehmen,
Stadtwerke, Hersteller
und Verbände. Fast 75 Jahre nach
der Gründung sind die Tätigkeiten heute
breit gefächert und umfassen nahezu
alle Technologien rund um die Gase der
öffentlichen Gasversorgung, also Erdgas
und Gase aus verschiedenen alternativen
Quellen. Für die vielfältigen und anspruchsvollen
Fragestellungen der Kunden
stehen dem Institut hochqualifizierte
Mitarbeiter zur Verfügung sowie leistungsstarke
Technik und hervorragende
Labor- und Rahmenbedingungen.
Industrie- und Feuerungstechnik
Die Abteilung Industrie- und Feuerungstechnik
ist in allen Bereichen der industriellen
Thermoprozessanlagen tätig. Aktuelle
Fragen der Effizienzsteigerung,
Schadstoffminimierung sowie Nutzung
von alternativen Brennstoffen stehen im
Mittelpunkt von nationalen und internationalen
Forschungsprojekten und Industrieaufträgen.
Hinzu kommen Beratungen,
Brennertests, numerische Simulationen
und gutachterliche Tätigkeiten für
alle Industriebranchen. Die Aktivitäten
und Forschungsergebnisse der Abteilungen
werden auf nationalen und internationalen
Messen, Konferenzen und Tagungen
sowie in der einschlägigen Fachpresse
veröffentlicht.
Die Forschungsfelder umfassen die Branchen
der Glas-, Stahl-, NE-Metall-, Kraftwerks-
und Gasturbinen, ebenso die
chemische und keramische Industrie. Die
Auswirkungen von schwankenden Gasbeschaffenheiten
auf die Produktquali-
Bild 1: GWI
Organisationsstruktur
Bild 2: Vergleich einer fotografierten
und mittels CFD
simulierten Flamme in einer
U-Flammenwanne
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
523

??????? I M PROFIL
Bild 3: Aufbau des COSTAIR-Brenners (a) und Biomassevergaser (b)
a) Aufbau der Brennkammer mit integriertem COSTAIR-Brenner
b) Biomassevergaser der Firma REW Regenerative Energie Wirtschaftssysteme GmbH
tät, von alternativen Brennstoffen wie
Bio- oder Deponiegas auf die Schadstoffemissionen
und von Brenneroptimierungen
auf das Verbrennungsverhalten sind
einige Beispiele der laufenden Aktivitäten.
In der Abteilung Industrie- und Feuerungstechnik
wird dabei auf die Kombination
von numerischer Simulation und
experimentellen Untersuchungen gesetzt,
um zeit- und kostengünstig Entwicklungsarbeiten
durchführen zu können
und praxisgerechte Lösungsansätze
anzubieten. Im Bild 2 ist ein Vergleich
einer Flamme in einer Glasschmelzwanne
im simulierten und Originalzustand
dargestellt.
Nachfolgend werden einige ausgewählte
Forschungs- und Entwicklungsthemen
vorgestellt:
Einsatz alternativer Brennstoffe
Der Einsatz erneuerbarer Energien und
alternativer Brennstoffe spielt in der aktuellen
Energiepolitik der Bundesregierung
eine entscheidende Rolle und wird
auch zukünftig immer stärker zunehmen.
Deshalb werden im Bereich der Industrie-
und Feuerungstechnik verschiedene
Anwendungs- und Herstellungsverfahren
von festen und gasförmigen
Biobrennstoffen untersucht.
Ein Beispiel ist die energetische Verwertung
von anfallendem Biogas aus einer
Biomassevergasungsanlage, z. B. in der
im Bild 3 b darstellten Biomasse-Vergasungsanlage
der Firma REW Regenerative
Energie Wirtschaftssysteme GmbH.
Dort werden die unterschiedlichsten Einsatzstoffe
vergast, und das entstehende
Biogas kann durch den Einsatz innovativer
Brennertechnik effizient und schadstoffarm
verbrannt werden. Die anfallende
Wärme kann dann in nachfolgenden
Prozessen, z. B. in Strom umgewandelt
und eingespeist werden.
Die untersuchten Einsatzstoffe an dieser
Biomasse-Vergasungsanlage reichten
von Holz über Hühnertrockenkot und
Hafenschlick bis hin zu Hühnerfedern.
Im nachgeschalteten COSTAIR-Brenner
(Bild 3 a) konnten die entstehenden
Gase ohne Probleme verbrannt werden.
Im Bild 4 sind die NO x - und CO-Emissionen
für eine Basis- und eine verbesserte
Variante mit einem optimierten Luftverteiler
dargestellt. Das hohe Niveau der
NO x -Emissionen resultiert aus den ammoniakhaltigen
Bestandteilen des Hühnertrockenkots.
Durch eine verbesserte
Variante des Brenners konnten die Emissionen
deutlich gesenkt werden.
Die Abteilung Industrie- und Feuerungstechnik
passt sich den neuen Anforderungen
der zu untersuchenden Gase
ständig an. Deshalb wurden Analysengeräte
(stationäre und mobile Einheiten)
um die in Biogasanlagen zusätzlich auftretenden
Komponenten H 2 , CH 4 und
SO 2 ergänzt.
Ein weiteres Beispiel für den Einsatz von
erneuerbaren Energien liegt in der Torrefizierung
von Biomasse. Zusammen mit
verschiedenen Hochschulinstituten und
Industrieunternehmen werden die Grenzen
und Einsatzmöglichkeiten von torrefizierter
Biomasse in Kraftwerksprozessen
als Ersatzbrennstoff und in Hochofenprozessen
als Ersatzreduktionsmittel
untersucht. Bild 5 zeigt eine Auswahl
verschiedener holz- und halmartiger Ein-
Bild 4: NO x - und CO-Emissionen beim Verbrennen des Produktgases aus 50 % vergastem Hühnertrockenkot und 50 % vergasten Holzspänen
a) Basis-Luftverteiler
b) optimierter Luftverteiler
524
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

I M ??????? PROFIL
Bild 5: Eingesetzte Biomassen für den Torrefizierungs- und Vergasungsprozess
satzstoffe für die Torrefizierung und Vergasung
von Biomasse.
Bild 6 zeigt das Ergebnis des Torrefactionprozesses
für drei unterschiedliche
Torrefizierungsstufen. Da die Anforderungen
der verschiedenen Industriezweige
(Kraftwerk- und Hochofenprozess) an
die torrefizierte Biomasse sehr unterschiedlich
sind und bestimmte Spurenelemente,
z. B. ein erhöhter Alkalienund
Chlor-Gehalt bei halmgutartigen
Biomassen (Stroh) zu Verschlackungen
von Heizflächen führen kann, müssen
verschiedene Qualitäten und Einstellparameter
(Temperatur und Verweilzeit)
untersucht werden.
Brennerentwicklung
Ein weiterer Schwerpunkt der Arbeiten
der Abteilung Industrie- und Feuerungstechnik
liegt in der Entwicklung und Optimierung
innovativer Brennertechnologien
für verschiedenste Anwendungen.
Im Bild 7 ist ein Brennersystem für den
Einsatz in einer Mikrogasturbine (MGT)
dargestellt. Der COSTAIR-Brenner wurde
für schwachkalorige Anwendungen in
der MGT entwickelt und erfolgreich bis
zu einem Heizwert von 1,2 kWh/m N ³ getestet.
Das Hauptaugenmerk der Industrie liegt
auf schadstoffarmer, vielseitig einsetzbarer
und vor allen effizienter Brennertechnik.
Dabei werden am Gaswärme-Institut
die zwei Untersuchungsmöglichkeiten
„Experiment“ und „Simulation“ einge-
Bild 6: Ausgangs- und torrefizierte Biomasse am Beispiel der Kiefer
Bild 7: Darstellung eines COSTAIR-Brenner für den Einsatz in einer Mikrogasturbine
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
525

??????? I M PROFIL
Bild 8: Simulierter Stromlinienverlauf in einem Industriekessel
Bild 9: Einbau eines Mehrstoffbrenners an der GWI-Versuchsanlage
setzt und effektiv miteinander kombiniert.
Viele Variationen können relativ einfach
am Rechner mit Hilfe der numerischen
Simulation erprobt werden, ohne kostenintensive
Messungen durchzuführen.
Dabei können die unterschiedlichsten
Geometrievariationen getestet werden,
so dass tendenzielle Vorhersagen zum
Schadstoffverhalten, der Flammenform,
der Wärmeübertragung etc. getroffen
werden können. Im Bild 8 ist beispielhaft
der Stromlinienverlauf der Abgase
in einem Industriekessel dargestellt. Damit
sind z. B. Aussagen über die Wärmeübertragung
an die Wasserseite möglich.
Die experimentelle Untersuchung der
Brenner und Validierung der numerischen
Daten stellt die zweite Untersuchungsmöglichkeit
dar. An den vorhandenen
Versuchsanlagen der Industrieund
Feuerungstechnik können Brenner
bis zu einer Leistung von 1,2 MW, einer
Luftvorwärmung bis 1.250 °C und Ofenraumtemperaturen
bis 1.600 °C getestet
werden. Dabei können fast alle gasförmigen
Brennstoffe und Gasgemische untersucht
werden – hierzu steht eine leistungsfähige
Gasmischanlage zur Verfügung.
Als Oxidator wird Luft bis reiner
Sauerstoff verwendet.
Im Bild 9 ist ein an der Versuchsanlage
des GWI eingebauter Mehrstoffbrenner
der Firma BTS Engineering Erkrath abgebildet.
Bei diesen Untersuchungen sollten
Aussagen über das Zündverhalten,
die Schadstoffemissionen und die Flammenform
getroffen werden. Beispielhaft
sind im Bild 10 die Flamme des Zündbrenners
im Erdgasbetrieb und eine OH-
Aufnahme in der Draufsicht im Schwachgasbetrieb
zu sehen.
Effizienzsteigerung und
Schadstoffminimierung
Aufgrund steigender Energiepreise und
zukünftig zu erwartender Abgaben für
CO 2 -Emissionen im Rahmen des Zertifikatehandels
rücken die Steigerung der
Effizienz von Thermoprozessanlagen und
auch die Einsparung an Energie immer
weiter in den Fokus der industriellen Forschung
und Entwicklung. Die Aufträge
und Forschungstätigkeiten der Abteilung
Industrie- und Feuerungstechnik haben
sich in den letzten Jahren in diesem Bereich
beachtlich erhöht. Durch die Einführung
einer Sekundärgasbefeuerung
konnte z. B. an einer schon sehr effizienten,
regenerativ befeuerten Glasschmelzwanne
der Energieverbrauch um 2 %
gesenkt werden. Die elektrische Zusatzbeheizung
muss erst bei sehr viel höheren
Tonnagen eingeschaltet werden. Dies
konnte durch intensive numerische Voruntersuchungen
bezüglich der Positionierung
der Sekundärgasbefeuerung
(Bild 11) und der daraus resultierenden
Auswirkungen auf das Feuerfestmaterial,
die Strömungsführung in der Wanne und
der Wärmeübertragung auf das Glasbad
erreicht werden. Nebenbei konnten die
NO x -Emissionen ebenfalls leicht gesenkt
Bild 10: Visuelle Darstellung der Zündflamme und der Schwachgasverbrennung
a) Flammenbild
b) OH-Aufnahme
526
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

I M ??????? PROFIL
werden. Die Energieeinsparung der industriellen
Umsetzung der Sekundärgasbefeuerung
ist im Bild 12 zu sehen.
Um die Untersuchungen hinsichtlich der
Energieeffizienz von Industrieanlagen in
einem gesamtheitlichen Kontext zu erfassen,
wurde eine Thermografie-Kamera
angeschafft, mit deren Hilfe z. B.
Schwachstellen in der Isolierung von
Thermoprozessanlagen mit geringem
Aufwand detektiert werden können.
Beispielhaft ist dazu eine thermografische
Aufnahme des GWI-Versuchsofens
mit der entsprechenden Auswertung im
Bild 13 dargestellt.
Brennstoff- und Gerätetechnik
Das Tätigkeitsfeld der Abteilung Brennstoff-
und Gerätetechnik reicht von Fragen
zur Gasbeschaffenheit und versorgungstechnischen
Fragen klassischer
und erneuerbarer Energieträger über die
Verbrennungs- bzw. Reaktionstechnik
bis hin zur Endanwendung in innovativen,
hocheffizienten Gerätetechnologien
zur Bereitstellung von Wärme, Strom
und Kälte.
Die Abteilung ist Ansprechpartner bei öffentlich
geförderten Vorhaben in EU-,
Bundes- und Landes-Forschungsprogrammen
sowie bei Industrieprojekten
und zudem gefragter Ingenieurdienstleister
in technisch-wirtschaftlichen Fragestellungen
und systemanalytischen
Studien. Neben der Entwicklung, Erprobung
und Optimierung von Komponen-
Bild 11: Variation der Sekundärgasbefeuerung an einer U-Flammenwanne
Bild 12: Energieeinsparung über der Tagestonnage nach Einsatz der Sekundärgasbefeuerung
Bild 13:
Thermografie-
Aufnahme des
GWI-Versuchsofens
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
527

??????? I M PROFIL
Bild 14: Versuchshaus mit Solarkollektoren im
Hintergrund und Trockenkühler zum gleichzeitigen
Betrieb mehrerer Anlagen. Vor dem Haus
sind drei Erdkollektoren für Wärmepumpen
installiert.
ten, Gesamtsystemen und Verfahren aus
der Energie-, Wärme- und Strömungstechnik
bestimmen aktuell vor allem die
Diversifizierung des Energieträgermarktgefüges
mit einer Konvergenz der Stromund
Gasnetze sowie der Klimaschutz
und CO 2 -Einsparung durch Effizienzsteigerung
die Tätigkeiten.
In der Brennstofftechnik werden speziell
die technischen und rechtlichen Rahmenbedingungen
bei der Einspeisung
von Biogas und Wasserstoff ins Erdgasnetz,
die Ermittlung des Konditionierungsaufwandes
bei L- und H-Gas-Netzen
und die Erprobung und Optimierung
innovativer Mess- und Regeltechnik rund
ums Thema Abrechnung sowie die Erfassung
brenntechnischer Parameter –
Stichwort ‚Smart Grids’ – behandelt, um
nur einige zu nennen.
Das Technologieangebot in der Gerätetechnik
hat sich in den letzten Jahren
enorm erweitert. Neben den klassischen
Brennwertgeräten stehen hoch effiziente
Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen, Wärmepumpen,
Brennstoffzellen und die
Einbindung regenerativer Quellen, wie
Sonnenenergie oder Biogas unter Berücksichtigung
von Speichersystemen,
zur Verfügung. Das Zusammenspiel von
Energiebedarf, Gerätetechnik, Gebäude
und Nutzer zu analysieren und zu optimieren
ist eine der Kernkompetenzen.
Im Versuchshaus (Bild 14) können das
Nutzerverhalten gezielt simuliert und die
jeweiligen Auswirkungen mit Hilfe modernster
Messtechnik detailliert erfasst
und ausgewertet werden. Neben wissenschaftlichen
Untersuchungen ist es
zudem möglich, an den installierten Anlagen
Schulungen, Demonstrationen
und Informationsveranstaltungen durchzuführen.
Am Versuchshaus befindet
sich ferner ein Erdkollektortestfeld.
Im Labor werden Anlagen und Anlagenkombinationen
an verschiedenen Versuchsständen
auf ihre Effizienz, Dynamik
und Emissionen getestet (Bild 15). Neben
statischen Wirkungsgradmessungen
können dabei auch dynamische Lastprofile
vorgegeben und hieraus Nutzungsgrade
abgeleitet werden.
Für die Auslegung, Planung und Überprüfung
zukünftiger Energieversorgungskonzepte
und dafür optimierter
Systeme zur Wärme- und Strombereitstellung
wird mit Partnern eine Simulationsumgebung
in Modelica entwickelt,
die die Berücksichtigung sämtlicher systemrelevanter
Parameter gestattet
(Bild 16) und speziell dynamische Zustände
abbilden kann. Somit wird unter
anderem eine dynamische Modellierung
des gesamten Gebäudeenergiesystems
ermöglicht. Vor dem Hintergrund der
Smart Grids und der gekoppelten Stromund
Wärmeversorgung mit wechselnden
Ein- und Ausspeisepreisen ist die Simulation
ein erforderliches Instrument, um
die technische Machbarkeit und Wirtschaftlichkeit
von Gas-Plus-Technologien
darstellen zu können. Ziel ist eine Optimierung
von Gebäudedämmung und
Gas-Plus-Technologien. Weitere Stärken
liegen bei der Entwicklung und Optimierung,
z. B. von einzelnen Gerätekomponenten
wie Mehrstoffbrennern oder
auch Wärmeübertragern.
Als Berechnungswerkzeuge werden Modelica,
FLUENT (Strömungsmechanik),
CHEMCAD (Prozesssimulation), STANET
(Rohrnetzberechnung) und GasCalc verwendet.
Die Erfahrungen und Kenntnisse
auf den Gebieten der Brennstoff- und
Gerätetechnik werden in Form von Normungs-,
Richtlinienarbeit und Veröffentlichungen
weitergegeben.
Im Folgenden werden u. a. einige Projekte
im Rahmen der Innovationsoffensive
Gastechnologie des DVGW aus dem Forschungscluster
4 vorgestellt. Hier werden
Grundlagen für die Optimierung
und Einführung von energieeffizienten
Anwendungstechnologien – den Gas-
Plus-Technologien – unter Berücksichtigung
der effizienten Einbindung regenerativer
Energien erarbeitet.
Neben der etablierten Gasbrennwerttechnik
mit solarthermischer Unterstützung
werden Gaswärmepumpen, Technologien
zur Kraft-Wärme-Kopplung
und Brennstoffzellen zur Wärme- bzw.
gleichzeitiger Wärme- und Strombereitstellung
oder Klimatisierung in verschiedenen
Projekten untersucht. Ein wesentlicher
Aspekt ist dabei, die Anwendungspotenziale
der verschiedenen Technologien
oder Kombinationen im Gebäudebereich
aufzuzeigen. Zentrale Aufgabenstellungen
in den Projekten sind die
Durchführung und Auswertung von Praxistests
und Parameteranalysen sowie
Bild 15: Mobiler,
autarker
Versuchsstand
für statische
und dynamische
Messungen
528
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

I M ??????? PROFIL
Bild 16: Schema zur dynamischen Simulation eines oder mehrerer Gebäude unter Berücksichtigung der systemrelevanten Parameter
experimentelle Untersuchungen zur Validierung
von Simulationsrechnungen.
Des Weiteren werden regionale Technologie-
und Demonstrationszentren an
den Standorten der Institute in Essen,
Freiberg und Karlsruhe aufgebaut, um
die Weiterbildung insbesondere des installierenden
Handwerks, der Energieberater
von Versorgungsunternehmen sowie
von Studenten zu intensivieren und
die Gas-Plus-Technologien einem breiten
Publikum zugänglich zu machen.
„Smart Heating“: Brennwert plus
Solar im System Gebäude- /
Anlagentechnik
Die Gasbrennwerttechnologie ist die etablierte
Standardtechnologie mit noch
sehr großen Marktpotenzialen. Es besteht
Optimierungsbedarf in der praktischen
Umsetzung und beim Betrieb, insbesondere
in Kombination mit solarthermischen
Anlagen.
Das Projekt „Brennwert + Solar“ dient
der Zusammenführung, Kategorisierung,
Bewertung und Weiterentwicklung der
Kriterien für eine optimale Anwendung
dieser Technologie in der Gebäudetechnik.
Schwerpunkt ist die richtige und optimale
Dimensionierung in Abhängigkeit
der Randbedingungen, die durch die Anlagentechnik
und Gebäudesituation vorherrschen.
Projektziele:
– Analyse und Priorisierung der Systeme
und Komponenten für die Heizungsunterstützung
und Warmwasserbereitung
– Analyse und Bewertung von Planungsund
Auslegungswerkzeugen
– Bewertung der Kriterien für eine effizienten
Anwendung und Dimensionierung
im Sinne einer optimierten Systemintegration
– Demonstration einer Praxisanlage gemäß
den ermittelten Parametern
– Zusammenstellen von Handlungsempfehlungen
zur Darstellung der Optimierungsmöglichkeiten
für Planung,
Installation und Betrieb.
Bild 17: Die Sensitivitätsanalyse
anerkannter
Auslegungsverfahren für
Gasbrennwert-Solarthermie-Anlagen
zeigt große
Varianzen bei sonst gleichen
Randbedingungen
(Quelle: GWI/DVGW)
Bisherige Projektergebnisse:
Die Optimierungspotenziale wurden aufgedeckt.
Auswertungen aus den Ergebnissen
mit unterschiedlichen Planungswerkzeugen
(Simulationen, Hersteller-
Tools, Richtwerte, Normenwerte) und
Feldtestdaten liegen vor und zeigen
deutliche Varianzen (Bild 17). Das Nutzerverhalten
bestimmt maßgeblich die
Effizienz und wird in den Handlungsempfehlungen
entsprechend berücksichtigt.
Sanierungskonzepte für
Mehrfamilienhäuser
Die Umsetzung der europäischen und
nationalen Klimaziele erfordert eine Intensivierung
der energetischen Sanie-
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
529

??????? I M PROFIL
rung des Gebäudebestandes. Rund
50 % aller Wohnungen nutzen Erdgas
zur Beheizung und Warmwasserbereitung.
Ein großes Optimierungspotenzial
liegt hierbei im Mehrfamilienhausbereich
mit einem großen Anteil gasbeheizter
Wohnungen.
Ziel dieses Projektes ist die Erarbeitung
ökologischer und ökonomischer Bewertungsmethoden
von energetischen Sanierungskonzepten
für dezentral beheizte
Mehrfamilienhäuser. Insbesondere der
Einfluss des Nutzerverhaltens auf die Effizienz
der Sanierungsalternativen wird
durch geeignete Berechnungen und
Marktforschungsmethoden berücksichtigt.
Projektziele:
– Ermittlung des realistischen Gebäudepotenzials
– Erarbeitung und Definition von Sanierungsalternativen
vor dem Hintergrund
bestehender Infrastruktursysteme
in Gebäuden (zentrale und dezentrale
Beheizung, Etagensysteme)
– Bewertung des Nutzerverhaltens
– Bewertung der Sanierungsalternativen
nach Primär- und Endenergiebedarf,
dem Anteil erneuerbarer Energien,
Emissionen, Komfort und Kosten
– Ableitung von Handlungsempfehlungen.
Projektergebnisse:
Eine Bewertung der energetischen Sanierungskonzepte
für den Mehrfamilienhausbereich
nach ökologischen und
ökonomischen Gesichtspunkten liegt
vor. Sanierungsalternativen wurden definiert
und nach den im Projekt gestellten
Kriterien (Endenergiebedarf, Anteil erneuerbarer
Energien, CO 2 -Bilanz, Emissionen,
Wirtschaftlichkeit) unter Berücksichtigung
des Nutzerverhaltens differenziert
dargestellt. Empfehlungen für
effiziente Anlagenkonzepte auf Basis
von Gas-Etagensystemen wurden abgeleitet.
Kontinuierliche Abgasabführung
von Gaswärmepumpen und
Brennwertheizgeräten
Im Zuge der stetig zunehmenden Forderungen
nach Effizienzsteigerungen von
Heizgeräten und der Reduktion des CO 2 -
Ausstoßes von Gasgeräten sind eine
Vielzahl neuer Gastechnologien entwickelt
und zur Marktreife geführt worden
(Gas-Plus-Technologien). Insbesondere
durch die Gesetzgebung gewinnt die
Einbindung von regenerativen Energien
in der häuslichen Wärmeversorgung zunehmend
an Bedeutung.
Als eine Möglichkeit, einen Beitrag zu einem
schonenden Umgang mit den vorhandenen
Umweltressourcen zu leisten
(Einbindung von Umweltwärme), wird
hier der Einsatz von Gaswärmepumpen
gesehen. Für die Gebäudeenergieversorgung
werden zurzeit Gaswärmepumpen
mit kleiner Heizleistung (bis 10 kW) entwickelt.
In vielen Anwendungsfällen –
insbesondere im Gebäudebestand – wird
eine Kopplung dieser Systeme mit bestehenden
Brennwertheizgeräten oder im
Bestand mit Niedertemperaturheizkesseln
(NT-Kessel) notwendig, um die Spitzenlast
abzudecken. Die Anbindung an
Bild 18: Darstellung
der
Nutzungsgrade
verschiedener im
Projekt bewerteter
Gasheizungssysteme
(NT
– Niedertemperaturkessel,
BW
– Brennwertkessel,
GWP – Gaswärmepumpe).
Der Maximalwert
gibt jeweils
den Nutzungsgrad
beim Betriebsoptimum
an (Quelle: GWI/
DVGW 2011)
ein gemeinsames Abgassystem ist eine
entscheidende Voraussetzung, um den
Installationsaufwand und damit die Kosten
zu reduzieren.
Projektziele:
– Recherche und Analyse des vorhandenen
Regelwerkes, Aufzeigen möglicher
Hemmnisse
– Erarbeitung eines Konzeptes zur Kaskadierung
von Gaswärmepumpen mit
Brennwertheizgeräten unter Nutzung
eines gemeinsamen Abgassystems
– Auslegung von Abgasleitungen für exemplarisch
ausgewählte Gaswärmepumpen-Systeme
mit Zusatzheizgeräten
– Ableitung von konkreten Ergänzungsvorschlägen
für das Regelwerk.
Projektergebnisse:
Es liegt eine strukturierte Zusammenfassung
der Regelwerke in Deutschland und
Europa vor. Das Konzept einer Kaskadenschaltung
der beiden Systeme wurde
erarbeitet und erfolgreich getestet. Verschiedene
zusätzliche Anordnungen und
Anlagenkonfigurationen wurden simuliert
und Empfehlungen für die Anpassung
der entsprechenden Regelwerke
erstellt.
Anwendungspotenziale
von GWP – Gaswärmepumpe
mit Solarthermie im System
Gebäude / Anlagentechnik /
Nutzer
Für eine höchstmögliche Effizienz von
Gaswärmepumpen (GWP) sind neben
der Qualität der Einzelkomponenten und
der Systemintegration das Nutzerverhalten
und vor allem die Wärmequelle
wesentlich. Ziel dieses Vorhabens ist die
Bewertung und Optimierung des Techno
logiekonzepts unter besonderer Berücksichtigung
der Einkopplung von Solarwärme.
Um dieses Potenzial effizient
zu nutzen, ist eine optimale Einstellung
und Abstimmung der Anlagenparameter
wesentlich. Es werden Handlungsempfehlungen
für die optimierte Installation
und Nutzung abgeleitet.
Projektziele:
– Zusammenstellung der Betriebs- und
Anlagenparameter
– Bestimmung der Einzeleinflüsse in Abhängigkeit
von Gebäudestrukturen,
530
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

I M ??????? PROFIL
Nutzerverhalten und der Anlagenkombination
– Modellbildung zur Simulation und Abgleich
mit Feldtestdaten
– Aufbau einer Versuchs- und Demonstrationsanlage
zur experimentellen Untersuchung
der identifizierten Parametereinflüsse
– Erarbeitung von optimalen Einstellungen
und Handlungsempfehlungen
– Nutzung der installierten Technik zur
Schulung und Demonstration.
Im Projekt wird die Kombination einer
Gaswärmepumpe mit einer solarthermischen
Anlage als Umweltwärmequelle
untersucht. Durch den Solarkollektor
kann zudem auch Brauchwasser bereitgestellt,
oder Solarwärme zur Heizungsunterstützung
genutzt werden. Die Gaswärmepumpe
wird nach der VDI-Richtlinie
4650 vermessen. Im weiteren Verlauf
des Projektes werden Daten von Feldtestuntersuchungen
ausgewertet und
zusammen mit den Prüfstandsdaten eine
Bewertung der Technologie vorgenommen.
Bisherige Projektergebnisse:
Da die Sonne als Wärmequelle nicht
ganztägig und ganzjährig in gleicher Intensität
verfügbar ist, stellt dieses Konzept
eine besondere Art der Umweltwärmeeinkopplung
dar. Die bisherigen Ergebnisse
aus dem Vorhaben sind in dem
übergreifenden GWP-Projekt „GWP +
Umweltwärme“ dargestellt.
Anwendungspotenziale von
GWP – Optimierung der
Umweltwärmeeinkopplung
über Erdwärmesonden /
Erd kollektoren / Außenluft
Gaswärmepumpen gelten als zukunftsweisende
Technologie für die Gebäudebeheizung.
Die verschiedenen Technologien
arbeiten nach dem Absorptionsbzw.
Adsorptionsprinzip und können
durch die hohen Nutzungsgrade und die
Einkopplung von Umweltwärme einen
großen Beitrag zur effizienten Nutzung
von Primärenergie leisten und die CO 2 -
Emissionen senken. Bei Gaswärmepumpen
spielen die Systemintegration, die
Einzelkomponenten der Wärmepumpe
selbst, das Nutzerverhalten und vor allem
die optimale Einbindung der Wärmequelle
eine wesentliche Rolle.
Projektziele:
– Darstellung der Anforderungen an die
Systemintegration für Neubauten und
Bestandsgebäude
– Parameteranalyse auf Basis von Feldtestdaten
– Laboruntersuchungen der Gaswärmepumpen
nach aktuellsten Richtlinien
– Analyse unterschiedlicher Wärmequellen
(Kollektoren, Erdwärmesonden,
Außenluft) im Hinblick auf die Optimierung
der Systemeinbindung
– Ermittlung und Bewertung von Effizienzsteigerungspotenzialen
– Technologiedemonstration sowie anlagenspezifische
Schulungsmaßnahmen
an den Standorten der Institute in Essen,
Freiberg und Karlsruhe.
Die verschiedenen Gaswärmepumpen
werden auf dem Prüfstand nach der VDI-
Richtlinie 4650-2 untersucht; zusätzlich
werden auch Daten von Feldtestuntersuchungen
ausgewertet. Aus den Analysen
der Laboruntersuchungen sowie der Praxisdaten
können somit Aussagen über
die Effizienz dieser Technologien abgeleitet
werden. Weiterhin werden das relevante
Normen- und Regelwerk für Gaswärmepumpen
betrachtet und entsprechende
Überarbeitungsvorschläge
zu sammen gestellt.
Einzelne Geräte werden nach den Untersuchungen
im Labor für eine Technikdemonstration
dauerhaft installiert. An
dem Projekt sind die Institute DBI, EBI
und GWI beteiligt, die jeweils Gaswärmepumpen
unterschiedlicher Verfahrensprinzipien
und von unterschiedlichen
Herstellern untersuchen und bewerten.
Dabei werden auch die Technologien
Erdwärmesonde, Erdkollektor und Luftkollektor
zur Erschließung der Umweltwärme
betrachtet.
Bisherige Projektergebnisse:
Die Prüfstandsergebnisse belegen das
hohe Potenzial der untersuchten Gaswärmepumpen-Technologien
(Bild 18).
Gerade im unteren Leistungsdrittel sind
Wirkungsgrade von bis zu 140 % erreichbar.
Beim Einsatz von Gasabsorptionswärmepumpen
kann auf einen zusätzlichen
Spitzenlastkessel verzichtet
werden, da durch den hier integrierten
Brenner Wärme mit höheren Temperaturen
bereitgestellt werden kann. Dies ist
insbesondere im Falle einer Sanierung
bzw. für den Einsatz im Gebäudebestand
mit nicht optimalen Wärmeverteilsystemen
von Vorteil ist. Auch die Demonstrationszentren
in Essen, Freiberg und
Karlsruhe stehen kurz vor der Fertigstellung
ihrer Praxistests. So können zusätzliche
Erkenntnisse aus dem praxisnahen
Einsatz dieser Technologien aus erster
Hand gewonnen werden und in die Beurteilung
einfließen.
Kraft-Wärme-Kopplung
im System Gebäude / Anlagentechnik
Der Kraft-Wärme-Kopplung kommt wegen
ihrer vielfältigen Vorteile in den sich
abzeichnenden zukünftigen Energiesystemen
eine Schlüsselrolle in der Gasanwendung
zu. Hervorzuheben sind die
hohe Energieeffizienz der Strom- und
Wärmeproduktion, die Flexibilität in der
Anwendung und die Möglichkeit, stabilisierend
auf das Stromnetz einzuwirken
und so Netzdienstleistungen zu erbringen.
In diesem Projekt werden verschiedene
KWK-Technologien unter Berücksichtigung
einer intelligenten Abwärmenutzung,
möglicher Substitution von Stromanwendungen
und Kombinationen der
Technologien zur Wärme- und Stromerzeugung
sowie Speichereinbindung untersucht.
Projektziele:
– Analyse und Bewertung verschiedener
KWK-Technologien insbesondere mit
Blick auf den Gebäudebestand
– Eignungsvergleich und Anforderungen
an KWK für Neubau und Bestand
– Gegenüberstellung der KWK mit anderen
Gas-Plus-Technologien
– Erstellung und Bewertung von Nahund
Abwärme-Nutzungskonzepten
sowie zur stromorientierten Betriebsweise
von Mikro-KWK-Anlagen
– Experimentelle Untersuchung zur Wärmespeicheroptimierung
bzw. zur Speicheroptimierung
für höhere Geräteauslastungen
– Bewertung von Dämmmaßnahmen an
Gebäuden unter Berücksichtigung eines
KWK-Einsatzes
– Integration der KWK-Geräte in die Demonstrationszentren
an den Standorten
der Institute in Essen, Freiberg
und Karlsruhe für Technologiedemonstration.
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
531

??????? I M PROFIL
Bild 19: Messung eines KWK-Gerätes mit Speicher über 24 Stunden gemäß
Vorgaben der DIN 4709 (Quelle: GWI/DVGW 2011)
Bild 20: Elektrischer Wirkungsgrad im Dauerbetrieb über einen Zeitraum
von etwa 9 Monaten (Quelle: GWI/DVGW 2011)
Es wird ein fundierter, technisch-wissenschaftlicher
Technologieleitfaden für das
System Nutzer / Gebäude / Anlage / Abwärmenutzung
erstellt. Die Vermessungen
der KWK-Anlagen werden auf einem
Prüfstand gemäß den Vorgaben der
Norm DIN 4709 durchgeführt und erlauben
eine praxisnahe Bewertung für die
Anwendung im Bestands- und Neubausektor
(Bild 19).
Anwendungspotenziale innovativer
Gasanwendungstechniken
– Brennstoffzellen im System
Gebäude / Anlagentechnik
Die Brennstoffzelle bietet mit ihren technischen
Spezifikationen – elektrischen
Wirkungsgraden von bis zu 60 % – und
Anwendungsmöglichkeiten eine hochinteressante
technische Innovation. Diese
Wirkungsgrade liegen im Bereich hocheffizienter
Stromerzeugungstechnologien
(GuD-Kraftwerke), wobei aber bei der
Brennstoffzelle im betrachteten Leistungsbereich
zusätzlich die Abwärme
genutzt werden kann.
In dem Projekt wird eine Langzeituntersuchung
mit einem SOFC-Brennstoffzellensystem
(Solid Oxide Fuel Cell), basierend
auf dem Hochtemperaturkonzept
durchgeführt. Dieses System ist für Neubauten
und Bestandsgebäude gleichermaßen
geeignet, da z. B. durch Kopplung
mit einem Zusatzheizgerät Spitzenlasten
gedeckt werden können.
Projektziele:
– Identifikation und Bewertung geeigneter
Technologiekombinationen mit
Brennstoffzellen für die Anwendung in
der Gebäudetechnik
– Langzeiterprobung als Einzelgerät und
in Kombination mit anderen Technologiekonzepten
– Technologiedemonstrationen an den
Standorten der Institute in Essen, Freiberg
und Karlsruhe für geräte- und anlagenspezifische
Schulungsmaßnahmen.
Die Brennstoffzelle erreicht bei Dauerbetrieb
im Versuchshaus unter praxisnahen
Randbedingungen einen elektrischen
Wirkungsgrad von rund 60 %, wobei die
Degradation mit weniger als 1 % auf
1.000 Betriebsstunden sehr niedrig liegt
im Rahmen der vom Hersteller angegebenen
Daten. Die Langzeituntersuchungen
werden weitergeführt (Bild 20).
Optionen der Konditionierung
von aufbereitetem Biogas mit
Flüssiggas
Die Rahmenbedingungen für den Gasnetzzugang
werden in Deutschland von
der Gasnetzzugangsverordnung (Gas-
NZV) festgelegt. Die GasNZV regelt die
Bedingungen, unter denen die Gasnetzbetreiber
Transportkunden Zugang zu
den Gasnetzen gewähren müssen. Die
novellierte Fassung trat am 09.09.2010 in
Kraft. Ziel der Neuregelung ist die Förderung
der Einspeisung von Biogas, durch
die Vereinfachung des Netzzugangs für
die Biogaseinspeiser in Deutschland. So
sollen bis zum Jahr 2020 rund 6 Mrd. m³
und bis zum Jahr 2030 10 Mrd. m³ Biomethan
eingespeist werden.
Die Übernahme und der Transport von
aufbereitetem Biogas sind sowohl von
technischen als auch von wirtschaftlichen
Kriterien abhängig. Für die effiziente
Entwicklung des Energieträgers Biogas
ist die Beantwortung der Fragestellungen,
ob die technisch-physikalischen
und wirtschaftlichen Möglichkeiten insbesondere
der Flüssiggaszumischung vor
dem Hintergrund der relevanten Regularien
und Verordnungen gegeben sind
und welche Optionen sich daraus ergeben,
von großer Bedeutung.
Während in den vorausgegangenen Arbeiten
die notwendigen Mengen an
Flüssiggas für einen zum derzeitigen
Stand aktuellen Aufbereitungsgrad (96
bis 99,5 Vol.-% Methangehalt) ermittelt
wurden, hat dieses Projekt die Ermittlung
und Argumentation der technischphysikalisch
möglichen Flüssiggaszumischgrenzen
sowie wirtschaftliche Aspekte
unter Berücksichtigung der
folgenden Punkte zum Ziel:
– Aus der GasNZV folgende Randbedingungen:
Übergabe von Gas nach
DVGW-Arbeitsblättern G 260 „Gasbeschaffenheit“
(Januar 2000 bzw. Mai
2008) und G 262 „Nutzung von Gasen
aus regenerativen Quellen in der
öffentlichen Gasversorgung“ (November
2004 und Stand 2007) sowie Aspekte
durch zwischenzeitliche Neufassungen
und evtl. höhere Anforderungen
an die Aufbereitung, wenn die
Beschaffenheit im Netz durch Konditionierung
nicht erreicht werden kann.
– Zusammensetzung des marktverfügbaren
Flüssiggases (Einfluss von Bestandteilen
neben Propan und Butan).
532
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

I M ??????? PROFIL
Daraus können evtl. günstige Zusammensetzungen
abgeleitet werden.
– Ermittlung der möglichen Flüssiggasmengen
unter Berücksichtigung des
Phasenverhaltens und der Kondensatmengen
mit Vergleich zu den verteilten
Erdgasen auf Basis einer Analyse
verteilter Erdgase bis C40.
– Bestimmung der Methanzahlen und K-
Zahl-Fehler für ausgewählte Druck und
Temperaturpaarungen.
– Einfluss anderer Beimengungen
(Schwefel und Öl-Rückständen) auf
das Kondensationsverhalten.
– Betrachtung weiterer technischer Optionen,
hier: Ethanzumischung. Hintergrund
ist die Berücksichtigung aller
denkbaren Optionen und deren Bewertung
(speziell für hochkalorige
Gase).
Projektziele:
Das Ergebnis sind die möglichen Zumischraten
(Qualitätseinflüsse berücksichtigt)
von Flüssiggas mit der für den
Anwendungsfall geltenden physikalischtechnischen
Beschränkung und die Reihenfolge
der Grenzen durch Kondensation,
Methanzahl sowie K-Zahl für die verteilten
Gase auf Basis einer Analyse bis
C40 mit den Nebenbedingungen durch
andere Beimengungen inklusive der
wirtschaftlicher Aspekte zur Beurteilung
des wirtschaftlich Möglichen.
Projektergebnisse:
Bild 21 stellt die Ergebnisse zusammenfassend
dar. Der Brennwert ist als Funktion
der Flüssiggaszumischung für 3 Flüssiggaszusammensetzungen
(95/5, 75/25
und 60/40 Propan/Butan) und drei Aufbereitungsgrade
(97, 98, 99,5 % Methan
im aufbereiteten Biogas, konditioniert
mit den jeweiligen Flüssiggaszusammensetzungen)
abgebildet. Die
Methanzahlen sind an den Punkten der
Stoffmengengrenzen (3,5, 5 und 6 Mol-
%) aus G 486 notiert (kleine Symbole).
Zusätzlich sind Grenzen durch Methanzahlen,
einen Butanmolanteil von 1,5 %,
K-Zahl-Abweichungen und Kondensationslinien
eingezeichnet. Als Grenze für
die Kondensationslinien wurde eine Krikondenthermtemperatur
(KKT) von etwa
-17°C eingezeichnet, um einen genügenden
Abstand zu den 1 Mol-Qualitätslinien
der meisten Erdgase zu erreichen:
Bild 21: Zumischraten von Flüssiggas
Bei Verwendung von 95/5 Propan/Butan
liegen die Grenzen auf Basis der Stoffmengen
aus G 486 (3,5/1,5 Mol-% Propan/Butan
(AGA8 p>100 bar), 5 Mol-%
Propan (SGERG), 6/1,5 Mol-% Propan/
Butan (AGA8 p100 bar), 5 Mol-% Propan
(SGERG), 6 Mol-% Propan (AGA8 p100 bar), 5 Mol-% Propan
(SGERG), 6 Mol-% Propan (AGA8 p

??????? I M PROFIL
Bild 22: Akustik-Labor
auf 97 % Methan sind dann ca. 11,9
kWh/m 3 möglich. In jedem Fall ist die
Messbarkeit der Flüssiggasanteile zu beachten.
Der Kostenrahmen für das Konditioniergas
ist abhängig vom Aufbereitungsgrad
des Biogases und dem zu erzielenden
Brennwert und liegt mit aktuellen Flüssiggaspreisen
unter den getroffenen Annahmen
zwischen 2 und 14 ct/m 3 (Produktgas).
Bei Brennwerten größer als 12
kWh/m 3 betragen die Kosten ca. 11 ct/
m 3 . Eine Differenz im Aufbereitungsgrad
von 99,5 zu 97 % Methan resultiert in 3
ct/m 3 höheren Kosten für das Produktgas.
Die Kostenbetrachtung ermöglicht
einen Vergleich mit weiteren Alternativen
(z. B. Rekonstruktionsverfahren).
Bild 23: Kursteilnehmer bei der praktischen
Ausbildung
Mit Ethan anstatt Propan/Butan-Gemischen
sind Brennwerte bis 11,8 kWh/m 3
mit den Einschränkungen nach G 486
möglich. Einen Markt für Ethan gibt es
im Gegensatz zum amerikanischen Kontinent
derzeit nicht. Aufgrund der größeren
erforderlichen Mengen dürfte das
Ethan ca. 580 €/t inklusive Transport
und Steuern kosten, um mit Propan/Butan-Gemischen
gleichzuziehen.
Prüflaboratorium
Das Angebot des Prüflaboratoriums am
GWI umfasst die Prüfung von Produkten
der Gas- und Wasserinstallation, der
Feuerungstechnik für die Energieträger
Gas und Öl einschließlich der heute üblichen
Sicherheitsarmaturen sowie diverse
Bauprodukte im Bereich der Abgastechnik.
Das Prüflaboratorium bewertet aber
nicht nur die Einhaltung von Richtlinien.
Es gestaltet auch die Erstellung und
Überarbeitung von nationalem und internationalem
Regelwerk aktiv mit. Zwei
Beispiele aus der jüngeren Vergangenheit:
die Einführung der Gassteckdose im
Haushaltsbereich und des Gas-Strömungswächters
als maßgebliche Sicherheitskomponente
in der Gas-Hausinstallation.
In beiden Fällen war das GWI mit
entsprechenden Vorstudien und Voruntersuchungen
beauftragt worden, deren
Ergebnisse maßgeblich in die Regelwerke
einflossen. Erst hierdurch wurde die
Markteinführung der Produkte möglich.
Im Akustiklabor werden Schallemissionen
von Wärmeerzeugern durchgeführt,
wobei hier ein Schwerpunkt bei Prüfungen
gemäß EN 15036 liegt. Die Messungen
erfolgen im Freifeldverfahren in einem
reflexionsarm ausgeführten Raum
mit den Innenmaßen von ca. 8,0 m x 4,5
m x 5,4 m (Bild 22).
Zum weiteren Dienstleistungsangebot
des Prüflaboratoriums zählen funktionsund
sicherheitstechnische Überprüfungen
von Einzelanlagen, Auditierungen
von QM-Systemen sowie sicherheitstechnische
Gutachten. Zurzeit werden
Prüfstände konzipiert, um Wasserarmaturen
und deren akustisches Verhalten
zu prüfen. Voraussichtlich sind diese
Prüfstände Ende 2011 einsatzbereit.
Bildungswerk
Seit 1969 begleitet das GWI die Branche
mit regelmäßigen Weiterbildungsveranstaltungen.
Das GWI-Bildungswerk fühlt
sich dabei vor allem dem Ziel verpflichtet,
den hohen Standard der technischen
Qualifikation und des Sicherheitsbewusstseins
der Mitarbeiter in den Unternehmen
der Gaswirtschaft zu erhalten.
Für die Unternehmen im deutschen Gasfach
hat sich die Eigenverantwortlichkeit
hinsichtlich der Sicherheit ihrer Gasleitungen
und -anlagen in technischer und
wirtschaftlicher Hinsicht seit Jahrzehnten
bewährt. Auch im derzeitigen Umbruch
der Energiewirtschaft, im Spannungsfeld
aus Liberalisierung und Regulierung der
Energiemärkte einerseits und der technologischen
Umsteuerung in Rahmen
der Energiewende andererseits, kommt
der Weiterbildung der Mitarbeiter in den
Unternehmen nach wie vor eine besondere
Bedeutung zu.
Diesem Schwerpunkt widmet sich das
GWI-Bildungswerk mit seinen Seminaren
und praktischen Schulungen zu vielen
Themen aus den Bereichen Planung, Bau,
Betrieb und Instandhaltung von Gasleitungen
und Gasanlagen. Die Veranstaltungen
sollen einen Beitrag dazu leisten,
diese Eigenverantwortung bezüglich der
Sicherheit wahrnehmen zu können.
Dass dies gelingt, ist auch vor allem den
Dozenten aus der Branche zu verdanken,
die „aus der Praxis – für die Praxis“ ihre
Erfahrungen und Kompetenzen in die
Schulungen einbringen. Darüber hinaus
verfügt das GWI über eine Reihe von
Schulungsanlagen, in denen viele Situationen
der betrieblichen Praxis von Netzund
Anlagenbetreibern durchgespielt
und geübt werden können (Bild 23).
Ein weiterer wichtiger Schwerpunkt der
Veranstaltungen ist es, den Teilnehmern
immer wieder die Möglichkeiten der umweltfreundlichen
und effizienten Nutzung
des Energieträgers Erdgas zu verdeutlichen.
Erdgas ist durchaus ein „erklärungsbedürftiges“
Produkt. Daher ist ein weiteres
Ziel der Veranstaltungen, die Vermittlung
neuer Techniken und Entwicklungen
für die Gasanwendung in den Bereichen
Haushalt, Gewerbe und Industrie, wobei
hier auch die Forschungsergebnisse des
GWI mit einfließen.
Derzeit sind die Themen am GWI geprägt
durch die Projekte der DVGW-Innovationsoffensive
„Gastechnologie“,
die auch in vielen Veranstaltungen des
GWI-Bildungswerks thematisiert werden.
Hervorzuheben sind hier die GWI-
Fachtagungen „Zukunftsforum Gasheizung“.
Diese Veranstaltungen haben in
diesem Jahr und in den Vorjahren immer
wieder Impulse für die aktuellen Herausforderungen
geliefert, woran sich zeigt,
534
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

I M ??????? PROFIL
dass das GWI neben reinen Schulungsveranstaltungen
zur Wissensvermittlung
auch mit öffentlichkeitswirksamen Veranstaltungen
Diskussionsprozesse in der
Branche initiieren und befördern kann.
Dazu kommen noch Schulungen zu den
aktuellen Regelwerken für die Zielgruppe
des installierenden Handwerks, die so
gleichzeitig für die aktuellen Themen im
Bereich der Gasanwendung begeistert
werden können. Es ist deutlich zu spüren,
dass die Praktiker aus dem Handwerk
als Marktpartner zwar unverzichtbar
sind für Umsetzung innovativer Lösungen
am Markt, diese aber derzeit
noch sehr kritisch die Alltagstauglichkeit
neuer Konzepte bewerten und selber
noch überzeugt werden müssen. Hier ist
eine neutrale, d. h. von Hersteller- und
Produktinteressen freie Institution, wie
das GWI, gut geeignet, diesen Transfer
in die Praxis zu begleiten.
Auch im Ausland ist das GWI-Bildungswerk
mit Veranstaltungen aktiv, so z. B.
durch die Beteiligung an der Organisation
einer Tagung zum deutsch chinesischen
Erfahrungsaustausch an der Tongji
Universität Shanghai. Aufgrund der großen
Resonanz werden weitere Workshops
in China folgen.
Traditionell dienen die Erlöse aus den
Weiterbildungsveranstaltungen dazu,
die Forschungsaktivitäten des GWI zu
unterstützen. Im Gegensatz zu rein kommerziellen
Veranstaltern werden die gemeinnützig
erwirtschafteten Gelder damit
zur Lösung der Zukunftsaufgaben
der Branche verwendet, eine Tatsache,
die von den Kunden des GWI-Bildungswerks
durchaus geschätzt wird.
Mit den GWI-Veranstaltungen gelingt es
regelmäßig, einen sehr interessierten und
kompetenten Teilnehmerkreis zu gewinnen.
Über die reine Veranstaltungsdurchführung
hinaus ist das Bildungswerk daher
für die Teilnehmer auch beratend tätig,
z. B. bei Fragen zur Interpretation des
Regelwerks oder zur Weiterentwicklung
des technischen Sicherheitsmanagements
in den Unternehmen. Teilweise
entwickeln sich aus den Diskussionen mit
den Teilnehmern aber auch konkrete Projekte,
die dann zu Aufträgen z. B. für die
Forschungsabteilungen oder für das Prüflabor
führen. Das reicht von der Begutachtung
von Schäden bis hin zu größeren
Forschungsaufträgen.
Aus den GWI-Weiterbildungsaktivitäten
ergeben sich somit Beratungs- und Entwicklungsprojekte,
deren Ergebnisse
wiederum in aktuelle Veranstaltungen
einfließen. So lassen sich Synergieeffekte
zwischen den unterschiedlichen Tätigkeitsfeldern
des Gaswärme-Instituts erzielen.
Autoren:
Dr.-Ing. Rolf Albus
Dr.-Ing. Anne Giese
Dipl.-Ing. Frank Burmeister
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Dr.-Ing. Bernhard Naendorf
Kontakt:
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45356 Essen
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GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
535

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Telefax

W IRTSCHAFT & MANAGEMENT
Optimierungspotenziale in der
Stahlbranche durch Outsourcing von
Transport und Logistik
Von Juliane Gandert
Im Stahlhandel sowie in der Stahlproduktion und -distribution ist die Suche nach
Optimierungspotenzialen ein ständiges Thema. Transport und Logistik sind dabei
ein beliebter Ansatzpunkt – schließlich bieten sich hier viele Möglichkeiten, Kosten
zu senken. Doch unter welchen Bedingungen ist ein Outsourcing sinnvoll
und was ist bei diesem Schritt zu beachten, damit Liefertreue und Qualität auf
dem gewohnten Niveau bleiben?
Unternehmen, die den Transport ihrer
Güter an einen Dienstleister
ausgelagert haben, profitieren
grundsätzlich von zwei Vorteilen. An erster
Stelle steht die Senkung der Transportkosten.
Ein Spediteur, der über
spezielle Dispositionssoftware und Routenprogramme
verfügt, kann Touren
effizienter planen und optimieren. So reduziert
ein Dienstleister zum Beispiel
durch geschickte Disposition die Anzahl
der notwendigen Fahrzeuge. Aber auch
versteckte Kosten lassen sich einsparen.
Unnötig hohe Transportkosten kommen
beispielsweise dann zustande, wenn
trotz eines eigenen Fuhrparks Laderaum
hinzugekauft werden muss. Das ist für
viele Unternehmen immer dann nötig,
wenn die eigenen Kapazitäten für zusätzliche
Aufträge kurzfristig nicht ausreichen
oder Mitarbeiter plötzlich erkranken.
In diesen Situationen muss ein
Unternehmen trotz laufender Kosten für
eigene Fahrzeuge und Mitarbeiter weitere
finanzielle Mittel aufbringen. Je nach
Marktsituation kann Laderaum unter
Umständen teuer sein. Ein komplettes
Outsourcing vermeidet diese kostspielige
Praxis und ermöglicht ein marktunabhängiges
Agieren.
sich anfallen, werden so zu proportionalen
Kosten.“ Das heißt mit anderen Worten,
das Unternehmen gewinnt einen
exakten Überblick über die Frachtkosten
pro Stück. Von diesen harten Fakten abgesehen,
bedeutet eine bessere Auslastung
der Fahrzeuge nicht nur einen Gewinn
für das Unternehmen, sondern
auch für die Allgemeinheit. Weniger
Fahrzeuge verursachen auch weniger
Verkehrsaufkommen und damit eine Reduktion
der CO 2 -Emission.
Besondere Anforderungen in
der Stahlbranche
Der Transport von Stahl ist nicht ohne
weiteres mit dem Transport anderer Güter
zu vergleichen. Viele Werkstoffe, vor
allem im Langgutbereich, lassen sich
nicht kompakt auf Paletten gestapelt
verladen – dafür sind die Teile oft zu
groß, zu lang, zu schwer. Darüber hinaus
muss die Last auf dem LKW gleichmäßig
verteilt werden. Eine spezielle Sicherung
der Ladung – insbesondere bei Stahlstückgut
– ist zusätzlich erforderlich. Unbestritten
verlangen Verladung und
Transport von Stahl spezielles Know-how
sowie entsprechende Werkzeuge und
Transportmittel, damit auch empfindliches
Frachtgut, wie beispielsweise Edelstahl,
nicht beschädigt wird. Neben diesen
materialspezifischen Gründen spielen
auch immer allgemeine Fragen eine
Rolle, wie etwa: Kann der Dienstleister
die vereinbarten Lieferzeiten halten, behält
man die eigene Flexibilität und wie
funktioniert die Zusammenarbeit? „Outsourcing
ist noch nie ein Selbstläufer gewesen
und wird es in Zukunft auch nicht
werden“, stellt Josef Hergarten fest.
„Daher sollten Unternehmen aus Stahlproduktion,
Verarbeitung und Distribution
den Fuhrpark nur an einen hochspe-
Die Kosten werden jedoch nicht nur geringer,
wie Josef Hergarten, Gesellschafter
der Unternehmensgruppe Hergarten,
erklärt: „Nach dem Start des Outsourcings
werden die jeweiligen Arbeitsschritte
metrisch abgerechnet. Die betreffenden
Fixkosten, die für den Unterhalt
des Fuhrparks und den Transport an
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
537

W IRTSCHAFT & MANAGEMENT
zialisierten Dienstleister abgeben, der
über entsprechend geschulte Mitarbeiter
und Know-how in der Beförderung von
Stahl verfügt.“ Sein Sohn und geschäftsführender
Gesellschafter der Unternehmensgruppe
Hergarten Marcel Hergarten
ergänzt: „Die Effizienz des Transports
hängt maßgeblich davon ab, wie
gut die Mitarbeiter sind. Eine platzsparende
und fachgerechte Ladung und Ladungssicherung
auf den Fahrzeugen ist
das A und O“. Davon abgesehen besitzt
nur eine Stahlspedition das erforderliche
Equipment zur Verladung und Sicherung
der Fracht, wie Zurrketten, spezielle
Fahrzeugrungen und Rungentaschen,
Langhebelratschen zur optimalen Kraftübertragung,
Antirutschmatten, Seilund
Kantenschoner. Günstig ist es zudem,
einen Dienstleister zu wählen, der
eine Verladung über Nacht oder nach
regulärer Tagschicht anbietet. Die Stahlspedition
Hergarten gewinnt auf diese
Weise wertvolle Zeitpuffer für den eigentlichen
Transport. Die Verwendung
einer adäquaten Speditionssoftware sollte
für Speditionen selbstverständlich
sein, nur so können die Optimierungspotenziale
voll ausgeschöpft werden und
die Lieferzeiten sich spürbar verbessern.
Individuelle Leistung für die
Kunden
Die meisten Speditionen bieten ihre
Dienstleistung in verschiedenen Ausbaustufen
an. Auf diese Weise wird gewährleistet,
dass der Umfang des Outsourcings
den individuellen Anforderungen
des Kunden entspricht. So bietet Hergarten
beispielsweise als Basismodell die
Stellung eines Fuhrparks mit qualifiziertem
Personal und entsprechenden Werkzeugen.
Dabei behält der Auftraggeber
die Verantwortung für den kaufmännischen
Bereich und die Disposition. Weiter
ausbauen lässt sich dieses Modell
durch die Übernahme der Disposition.
Auf Wunsch übernimmt Hergarten auch
die Verbuchung der Ein- und Ausgänge
im ERP-System des Kunden. Das nächstgrößere
Modell, das die Stahlspedition
für ihre Kunden realisiert, umfasst zusätzlich
die Verladung mit eigenem, speziell
geschultem Personal. Ein komplettes
Outsourcing des Transports geht noch
einen Schritt weiter: Je nach den Bedürfnissen
des Kunden wird zum Beispiel die
Verladung auch über Nacht abgewickelt.
Weitere Arbeiten, wie das Kommissionieren
oder das Bestücken von Sägen können
ebenfalls mit übernommen werden.
Fazit
Gerade in der Stahlbranche bietet ein
Outsourcing des Transports viele Möglichkeiten
Kosten einzusparen. Jedoch
kann ein solches Projekt nur dann erfolgreich
umgesetzt werden, wenn man mit
einem Stahlspediteur zusammenarbeitet,
der über eine gewisse Größe und langjährige
Erfahrung am Markt verfügt. Unternehmen
aus Stahlproduktion, Verarbeitung
und Distribution gewinnen
durch diesen Schritt nicht nur absolute
Kostentransparenz und sparen finanzielle
Mittel, sondern können oftmals auch
ihre Liefer-Performance verbessern. In
manchen Fällen ist sogar eine Erweiterung
des Leistungsspektrums möglich,
da dem Spediteur eine größere Bandbreite
von Werkzeugen und LKWs zur
Verfügung steht. So könnte ein Stahlhändler
Stückgut in sein Produktspektrum
aufnehmen, das vorher nicht vom
eigenen Fuhrpark befördert werden
konnte. Spezialisierte Speditionen bieten
zudem einen 24-Stunden-Versand an.
Durch diesen Service wird es für Unternehmen
aus der Stahlbranche beispielsweise
möglich, Just-in-time-Lieferungen
anzubieten.
Juliane Gandert
additiv pr, Montabaur
i.A. von B. Hergarten –
Stahlspedition GmbH
Tel.: 02602 / 95099-13
jg@additiv-pr.de
538
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

E RFAHRUNGSBERICHTE
Neu entwickeltes Transportsystem
für Durchlauf-Härteöfen
auch mit Schutzgasbetrieb
In verketteten Produktionslinien integrierte
Durchlauföfen müssen in Betriebssicherheit
und Verfügbarkeit eine
hohe Qualität anbieten. Störungen an
der Ofenanlage führen zum Ausfall der
gesamten Produktionslinie und damit zu
sehr hohen Kosten. Die insbesondere in
der Automobilindustrie vorgegebenen
hohen Durchsatzleistungen fordern bei
der Wärmebehandlung von Stückgütern
sehr kurze Taktzeiten (z. B. für den Transport
von Achsen, Wellen, Federelementen,
Platinen zum Presshärten usw.).
Auch hierbei dürfen Produktionsunterbrechungen
an vor- oder nachgeschalteten
Anlagen die Sicherheit und Reproduzierbarkeit
des Ofen-Transportsystems
nicht beeinträchtigen.
Auf Basis dieser Anforderungen hat BSN
ein neues Transportsystem entwickelt. Es
bietet eine sehr gute Reproduzierbarkeit
im Materialfluss sowohl für den kontinuierlichen
als auch diskontinuierlichen Betrieb.
Eine hohe Flexibilität bezüglich Teilespektrum
und Behandlungszeiten sind
weitere kennzeichnende Eigenschaften
des von BSN patentierten Transportsystems.
In Bild 1 ist ein Durchlaufofen mit BSN-
Hubschrittförderer in Seitenansicht und
im Layout dargestellt. Der Transport erfolgt
mittels mehrerer auf der Ofenbreite
angeordneter Gliederstränge auf die das
Wärm- bzw. Stückgut direkt oder über
Warenträger aufgelegt wird.
Nachdem das Wärmgut auf der Aufgabestrecke
abgelegt ist, wandert es taktweise
durch den Ofen. Das Prinzip ist ähnlich
dem bekannten Hubbalkentransport-System;
nach einem Transportschritt aller auf
den Gliedersträngen liegenden Teile, werden
diese von einer im Boden integrierten
Hubeinrichtung abgehoben und die Gliederstränge
werden die gleiche Schrittlänge
zurückgezogen. Danach werden die
Teile wieder auf die Gliederstränge abgesenkt
und der nächste Transportschritt
kann durchgeführt werden.
Bild 1: Indirekt gasbeheizter Durchlaufofen mit BSN-Hubschrittförderer zum Austenitisieren und
Erwärmen von Stahlplatinen auf Presstemperatur
Das Reversieren der Gliederstränge erfolgt
mittels an beiden Enden angeordneter
Getriebemotoren. Über eine Anbindung
durch handelsübliche und umlenkbare
Rollenketten außerhalb des
Warmbereiches werden die Stränge innerhalb
des Ofens hin und her gezogen.
Der jeweils ziehende Motor ist der Master
und der gegenüberliegende hält die
Stränge auf Spannung (Slave).
Mit diesem Transportsystem können sowohl
die Vorteile des Hubbalkentransportes
als auch die des Rollentransportes
Bild 2: Blick in den Ofenraum
genutzt werden. In der immer exakten
und sicheren Positionierung – auch bei
schweren Teilen, hohen Temperaturen
und großen Ofennutzlängen – werden
die Eigenschaften eines Hubbalkentransportes
erreicht.
Die entkoppelten Bewegungen für das
Heben/Senken und für das Hin- und Zurückfahren
der Transportstränge ermöglicht
den Ofen schutzgasdicht auszuführen;
des Weiteren kann auch im Ofenboden
eine flächendeckende Beheizung
problemlos eingebaut werden. Damit
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
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E RFAHRUNGSBERICHTE
Bild 3a, 3b, 3c: Durchlaufofen mit BSN-Hubschrittförderer, welcher für das Austenitisieren und Erwärmen von hochfesten Karosseriebauteilen auf
Presshärte-Temperatur eingesetzt wird
sind auch die Möglichkeiten gegeben,
welche Rollenherdöfen bieten.
Bild 2 bietet einen Blick in den Ofenraum
(bei angehobenen Ofendeckel).
Die Gliederstränge und die dazwischen
angeordneten Hub- und Senkleisten sind
hier zu sehen. Wie oben aufgeführt,
können ober- und unterhalb der Transportebene
z. B. Brenner mit Strahlrohren
angeordnet werden. Dieses erhöht die
Erwärmungsintensität deutlich.
Ein Kettentransport ist keine gleichwertige
Alternative zum Transportsystem
„Hubschrittförderer“. Die limitierte Belastbarkeit
und insbesondere die sehr
kurzen Standzeiten der Kettenstränge
bei Temperaturen bis 1.000 °C sind entscheidende
Nachteile eines Kettentransportes.
Die mechanischen und thermisch
belasteten Gliederstränge des BSN-Hubschrittförderers
sind auf eine lange Lebensdauer
ausgelegt:
– Das Gleiten erfolgt auf keramischen
Elementen mit niedrigem Reibwert.
– Der ausgewählte Chrom-Nickel-Stahlguss
hat eine hohe Zeitstandfestigkeit.
Es werden Qualitäten eingesetzt, welche
sich für ähnliche Belastungen und
Anwendungsfälle dauerhaft bewährt
haben.
– Die hier nicht notwendige Umlenkung
der heißen Glieder erhöht die Standzeit
um ein vielfaches.
Die Bilder 3 a, b und c zeigen einen
Durchlaufofen mit BSN-Hubschrittförderer,
welcher für das Austenitisieren und
Erwärmen von hochfesten Karosseriebauteilen
auf Presshärte-Temperatur eingesetzt
wird. Die für diese Anwendung
speziell vorliegenden Anlagenvorteile
sind nachstehend aufgeführt:
– Unabhängige, platzsparende und
mehrspurige Fahrweise innerhalb eines
Ofens
– Parallele Nutzung mehrerer Spuren für
Großteile
– Hohe Positioniergenauigkeit
– Hohe Betriebssicherheit
– Kein Reversieren bei Störungen; sehr
kleine Abstände des Wärmgutes im
Ofen realisierbar
– Deutlich geringerer Wartungsaufwand
(keine Rollen); d.h. geringere Kosten/
Produktionsausfall
– Geringere Wärmeverluste; nur wenige
Gehäusedurchführungen erforderlich
– Diffusion von Platinenbeschichtung in
Fördertechnik oder „Aufbackungen”
sind unproblematisch
– Sehr schneller Austransport durch integrierte
Entnahmeeinrichtung
– Auch für Warenträgerbetrieb geeignet
– Anlage ist beliebig abschaltbar, auch
mit Material; keine Notstromversorgung
erforderlich
– Kürzere Anlagen realisierbar aufgrund
einer möglichen Nutzbreite von bis zu
5 m
Ein anderer Anwendungsfall ist der
Transport von runden Teilen. Bild 4 zeigt
den Einlaufbereich eines Ofens für die
Wärmebehandlung und damit den
Transport von Getriebewellen. Eine Prismenaufnahme
der Gliederstränge verhindert
ein Ab- bzw. Wegrollen des
rundgeformten Stückgutes. Die mit größeren
Prismen ausgestatteten Hub-/
Senk leisten zentrieren die Wellen nach
jedem Umsetzvorgang.
Die beiden bereits Anfang 2011 in Betrieb
gegangenen Ofenanlagen – sowohl
für das Presshärten als auch für die Wärmebehandlung
von Getriebewellen – bestätigen
die oben genannten Eigenschaften
und Vorteile in vollem Umfang.
Autor:
Dipl.-Ing. Werner Schütt
BSN Thermprozesstechnik GmbH,
Simmerath
Bild 4: Einlaufbereich eines Ofens für den Transport von runden Bolzen
Tel.: 02473 / 9277-112
werner.schuett@bsn-therm.de
www.bsn-therm.de
540
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

Strahlungsheizung mit Wärmerückgewinnung
für Lager und Büro
E RFAHRUNGSBERICHTE
Ob Unternehmer, Betriebsleiter oder
strategischer Einkäufer, wer heute über
die Sanierung seiner Hallenheizungen
nachdenkt, sollte das Thema Wärmerückgewinnung
mit in Betracht ziehen.
Zum einen, weil das Thema Nachhaltigkeit
für viele Unternehmen an Bedeutung
gewinnt, zum anderen, weil gleich
auf mehreren Ebenen beachtlich gespart
werden kann. Auch die KFW-Bankengruppe
unterstützt mit günstigen Krediten
und kompetenten Energieberatern.
Omnibusse, Industriemotoren oder
Schaufelbagger – die Spezialisten der
Weilheimer Traditionsfirma von Motoren
Bauer nehmen es als Instandsetzer von
Fahrzeugmotoren mit Aggregaten vieler
Gattungen auf. 1950 als reiner Reparaturbetrieb
gegründet, besteht das inzwischen
230 Mitarbeiter starke Familienunternehmen
heute aus drei Sparten. Neben
dem Servicezentrum für Motoren
und Fahrzeuge gibt es die Sparte Maschinenbau
und Technologie sowie die
Sparte Bauer Industrie Innovation.
Fest verankert im Leitbild des Unternehmens
sind Themen wie nachhaltiges Wirtschaften
und Energieeffizienz. Dabei
schließen sich im Selbstverständnis der Firmenleitung
ökonomisches Denken und
ökologisches Handeln keineswegs aus.
Auch Mitte 2010 spielte dieser Anspruch
eine maßgebende Rolle, als die Investitionsentscheidung
zur Sanierung der Heizungsanlage
mit Installation eines Wärmerückgewinnungssystems
getroffen wurde.
Abschied vom Öl
Wie bei vielen Sanierungen ging auch
diesem Projekt die Einsicht voraus, dass
die bestehende Heizung der Produktionsund
Lagerhallen zu kostspielig ist und die
Altanlage zudem die geforderten Faktoren
Behaglichkeit und Heizleistung nicht
mehr im gewünschten Maße erbringt.
Mit anderen Worten: Im Falle Bauer hatte
die alte Ölheizung ausgedient und mit ihr
die Warmluftgeräte. Die Energiekosten
waren schlichtweg zu hoch.
Um bei der Heizungssanierung möglichst
alle Potenziale der Energieeinsparung
auszuschöpfen, setzte Bauer auf die Unterstützung
eines Energieeffizienzberaters
der Kreditanstalt für Wiederaufbau
(KFW). Der unabhängige Energiefachmann
erkannte, dass eine effiziente Heizung
in diesem Fall nur auf Infrarot-Technologie
basieren kann. In der Ausschreibungsphase
wurde dann noch ein
weiterer, richtungsweisender Aspekt mit
in die Planung eingebracht: Die bisher
ungenutzte Energie des Abgases sollte
mit einem Wärmerückgewinnungs-System
für die Beheizung von Büroflächen
sinnvoll genutzt werden.
Nach Sichtung verschiedener Anbieter
entschied sich das Bauer-Management
für das Unternehmen Schwank – einen
jener Hersteller, der im Bereich der Strahlungsheizungen
mit Wärmerückgewinnung
über viele Jahre Erfahrung verfügt.
Bereits in den 90ern realisierte das Unternehmen
die ersten Wärmerückgewinnungssysteme.
Die Büros profitieren
Das System hybridSchwank sieht die Wärmerückgewinnung
aus den Abgasen einer
Heizanlage mit Schwank Dunkelstrahlern
vor. Bei dieser Lösung werden die beim
Verbrennungsprozess entstehenden Abgase
in einem isolierten Abgassystem gesammelt
und einem rekuperativen Edelstahl-Wärmetauscher
zugeführt. Dieser
Luft-Wasser-Tauscher gibt dabei die Wärmeenergie
der Abgase an das Medium
Wasser ab. Das auf diese Weise erwärmte
Wasser wird einem angeschlossenen Pufferspeicher
zugeführt. Dieser unterstützt
die ebenfalls sanierte Warmwasserheizung
der Bürogebäude. Durch die Kombination
von Hallen- und Büroheizung spart Bauer
doppelt Energiekosten.
Fakten der Bilanz
Durch eine Kombination von Wärmedämm-Maßnahmen
und den Einbau der
Schwank Dunkelstrahler spart Bauer in
seinen Hallen 650.000 kWh/a ein. Die Behaglichkeit,
insbesondere im Bereich der
häufig geöffneten Werkstatttore, hat
spürbar zugenommen. Darüber hinaus
spart die Wärmerückgewinnung in den
Büroflächen bis zu 55.000 kWh/a. So ergeben
sich im Vergleich zum früheren Zustand
für einen „statistischen Normwinter“
schließlich eine Gesamteinsparungen
von 51 % für die Hallenbereiche und
29 % für die Büroflächen. Betrachtet
man die kompletten Lebenszykluskosten
des neuen Systems, so stellt man fest,
dass sich auch die Kostenfaktoren Wartung
und Instandhaltung in der Gesamtberechnung
positiv auswirken werden. •
Kontakt:
Schwank GmbH
Tel.: 0221 / 7176-0
www.schwank.de
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
541

E RFAHRUNGSBERICHTE
Hightech für „verstaubte“ Energien
Durch den bewussten Umgang mit Ressourcen
werden selbst Rohstoffquellen
attraktiv, die nicht im Rampenlicht stehen,
wie zum Beispiel Braunkohle oder
ähnlich fluidisierbare Staubmaterialien.
Südlich von München hat sich ein Anlagenhersteller
angesiedelt, der es mit besonderer
Technik schafft, solche Energieträger
wirtschaftlich zu verbrennen. Die
durchgängige Automatisierung nach
dem Vorbild von Totally Integrated Automation
(TIA) spielt bei der Staubdosierung
und Staubverbrennung eine entscheidende
Rolle.
Neben regenerativen Energien, die zurzeit
besondere Aufmerksamkeit erhalten,
gibt es eine Reihe weiterer Alternativen,
die mit der richtigen Technik ebenfalls
gute Ergebnisse aufweisen. Dabei
gehört die Energienutzung über Verbrennung
heutzutage zu den zentralen
Themen weltweit. Beispielsweise zählt
Braunkohle durch den vergleichsweise
einfachen Abbau nach wie vor zum
Energiemix. Das gilt vor allem dann,
wenn die Verbrennungsanlagen wirtschaftlich
sind und mit hohem Wirkungsgrad
arbeiten. „Hier erweisen sich
unsere Dosierer und Heißgaserzeuger als
interessante Lösung“, versichert Dipl.-
Ing. Peter Schöfmann, Abteilungsleiter
der Elektrotechnik beim Anlagenhersteller
Carbotechnik Energiesysteme GmbH
in Geretsried südlich von München. Das
führt dazu, dass Kesselanlagen, wie sie
von Carbotechnik ebenfalls geplant werden,
nach eigener Darstellung einen
Wirkungsgrad von mehr als 92 % erreichen.
Über patentierte Entwicklungen wurde
eine homogene Verbrennung entwickelt
und damit Anlagen mit hohem Wirkungsgrad
gebaut. Ein wesentlicher
Pluspunkt gegenüber Wettbewerbsprodukten
ist der, dass bei den Carbotechnik-Anlagen
eine schnelle Umschaltung
von staubförmigen fluidisierbaren Energieträgern
auf gasförmige Energieträger
möglich ist.
Dosierer mit hoher Genauigkeit
Entscheidend für eine energieeffiziente
Verbrennung staubförmiger Energieträger
ist die homogene Durchmischung
von Staub und Luft. Eine wesentliche
Rolle dabei spielt auch die gleichmäßige
Verbrennung entsprechend der Leistungsanforderung,
wie es bei Gasflammen
bekannt ist. Hierfür baut das bayerische
Unternehmen entsprechende Dosierer,
deren Dosiergenauigkeit +/- 3 %
übersteigt.
Die Dosiermaschine besteht aus einem
zylindrischen Behälter, der bis zu 10 bar
druckstoßfest (für Brennstäube) ausgeführt
werden kann. Sie trägt unten einen
Fließboden und ist etwa zu zwei Drittel
mit dem Produkt gefüllt. Drückt man
über ein Fluidisiergebläse die Luft mit geringer
Geschwindigkeit von unten durch
den Fließboden, fluidisiert das Produkt.
Das bedeutet, es dehnt sich um etwa ein
Drittel aus und nimmt flüssigkeitsähnliche
Eigenschaften an. Über eine oder
mehrere horizontal rotierende Lochscheiben
wird der fluidisierte Staub in die Zuleitungen
zu nachgeordneten Brennsystemen
geführt.
Dezentrale Peripherie für
autarke Subsysteme
Da solche Dosierer auch als reines Subsystem
an Kunden geliefert werden, erweist
sich ein autarker Betrieb als äußerst
praktisch. „Aus diesem Grund setzen
wir die dezentrale Peripherie
SIMATIC ET 200S von Siemens ein, die
sich flexibel anpassen lässt“, erklärt Josef
Hundegger aus der Elektrotechnikabteilung
bei Carbotechnik. Wird der Dosierer
als Subsystem geliefert, wird die ET 200S
mit einer Kopfbaugruppe IM 151 ausgerüstet.
Diese CPU verarbeitet alle Signale
und kommuniziert über ein ebenfalls anreihbares
Profibus-Modul mit der übergeordneten
Anlagensteuerung.
Damit meint der Fachmann die flexiblen
Möglichkeiten der dezentralen Peripherie.
Es lassen sich nämlich nahezu beliebig
I/O-Module, Motorstarter und Frequenzumrichter
miteinander kombinieren.
Selbst die Sicherheitstechnik sowie
Standardautomatisierung können auf
ein und derselben Einheit verarbeitet
werden. Während Profibus noch häufig
in Maschinenumgebungen verwendet
wird, setzt Carbotechnik verstärkt auf
Profinet. Hierfür lässt sich an die dezentrale
Peripherie Simatic ET 200S ein entsprechendes
Modul anreihen, das mehrere
PN-Ports zur Verfügung stellt. Damit
lassen sich die Dosierer einfach in Anlagen
einbinden und sind gleichzeitig für
den Remote-Service vorbereitet.
Visualisierung mit Archiv und
Fernzugriff
Peter Schöfmann kommentiert: „Für uns
ist es wichtig, die Prozessdaten jederzeit
542
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

E RFAHRUNGSBERICHTE
beobachten und archivieren zu können,
um die Dosier- wie auch die Brennertechnik
kontinuierlich verbessern zu können.“
Deshalb setzt der Experte in jeder
Anlage – ob Dosiereinheit oder Heißgaserzeuger
– ein Touch Panel MP 277
von Siemens zur Visualisierung ein. Der
Vorteil ist, dass diese Geräte eine Archivfunktion
unterstützen, wodurch sich
wichtige Werte hinterlegen lassen – ganz
abgesehen davon, dass sie eine hohe
Auflösung haben und eine farbige Darstellung
ermöglichen.
Außerdem unterstützen die Touch Panel
einen so genannten Smart Service, also
den Remote-Zugriff über eine IP-Adresse
und eine VPN-Verbindung. Per Fernwartung
kann das Unternehmen jederzeit
passwortgeschützt darauf zugreifen und
muss zur Betrachtung der Prozessparameter
nicht zwangsläufig in die Steuerung
der Anlage eingreifen.
Umfangreiche Visualisierungsmöglichkeiten
Carbotechnik-Anlagen – entweder Dosierer
als Stand-alone-Lieferung oder als
gesamte Anlage zur Wärmeerzeugung –
lassen sich vom Prozessingenieur fast
komplett über die Visualisierung parametrieren.
Das bedeutet, Betreiber brauchen
keine Steuerungstechniker, um die
Anlagen einzusetzen bzw. anzupassen.
Mit der Visualisierungssoftware WinCC
und WinCC flexible lassen sich auf einfache
Weise Anlagenbilder zeichnen, Parameter
anzeigen bzw. verändern, Fehler
darstellen, Störungen sammeln und
Werte archivieren. In der Software kann
der Programmierer zum Beispiel definieren,
welche Kenngrößen archiviert werden
sollen – und ab welchen Schwellwerten
bzw. wie lange diese aufgezeichnet
werden. Die Sicherung des Archivs
kann auf einem handelsüblichen Daten-
Stick erfolgen, der am USB-Anschluss
des MP 277 steckt.
Hightech führt zu energieeffizienten
Lösungen
Die ausgefeilte Prozesstechnik spielt gerade
auch bei den Heißgaserzeugern
eine wesentliche Rolle für eine möglichst
rückstandsfreie Verbrennung des Staub-
Luft-Gemischs aus dem Dosierer. Ein solcher
Impuls-Brenner von Carbotechnik
zum Beispiel zeichnet sich dadurch aus,
dass über die Brennluft, Mischluft und
Kühlluft eine zirkulierende Bewegung
stattfindet, durch die sich eine konstante,
saubere, selbsterhaltende Verbrennung
mit entsprechend geringen Rückständen
ergibt. „Dadurch ist keine permanente
Stützflamme notwendig, und
die Brennstoffkosten halten sich niedrig“,
erklärt Peter Schöfmann.
Außerdem bleiben die Außenwände
vergleichsweise kühl, wodurch auf eine
Ausmauerung mit Schamotte verzichtet
werden kann. Das spart nicht nur Investitionskosten,
sondern hat auch äußerst
positiven Einfluss auf den Betrieb der
Anlagen, da Zeiten für Vorheizen und
Abkühlen entfallen. Das bedeutet auch,
dass die Brenner in kürzester Zeit auf
ihre volle Leistung erhitzt werden
können.
Sicherheitstechnik inklusive
Damit sämtliche Randbedingungen eingehalten
werden, setzt der Automatisierungsfachmann
die Steuerung Simatic
S7-315 F 2DP/PN von Siemens ein. Wichtig
ist für ihn dabei nicht die hohe Rechengeschwindigkeit
der Steuerung,
sondern die Speicherkapazität. Außerdem
gibt es sie – wie die ET 200S – mit
Profinet-Anschluss und einer fehlersicheren
CPU.
Im Dosierer muss zum Beispiel für die
frequenzgeregelte Dosierscheibe bei
Wartungsarbeiten ein sicherer Stopp garantiert
sein. Hierzu ist der entsprechende
Frequenzumrichter ET 200S – oder
alternativ der Sinamics G120 – mit der
entsprechenden Sicherheitsfunktionalität
ausgerüstet. Aber auch die Füllstandssonde
sowie der Motorstarter für
das Rührwerk über dem Fließboden
müssen sicherheitsgerichtet überwacht
werden.
Dagegen muss im Heißgaserzeuger alles
sicherheitsgerichtet überwacht werden,
was mit der Verbrennung zu tun hat.
Hierzu gehört die analoge Messung der
Luftmenge ebenso wie die Druckwächter
und die Gasventile für die Zündung.
Fazit
Am Beispiel der Carbotechnik Energiesysteme
GmbH in Geretsried südlich von
München wird deutlich, welchen Mehrwert
aufeinander abgestimmte Automatisierungslösungen
haben. Sowohl bei
den Dosiereinrichtungen für fluidisierbare
Stäube als auch bei den Brennern für
Trocknungsanlagen, die das Unternehmen
herstellt, basiert die Automatisierung
hauptsächlich auf Systemen von
Siemens.
•
Autoren:
Dipl.-Ing. Armin Döberl und
Andrea Conradty
Siemens AG
Industry Sector
Kontakt:
Siemens AG
Karin Kaljumäe
Fax: 0911 / 654-4271
karin.kaljumae@siemens.com
www.siemens.com
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
543

TECHNIK & GESCHICHTE
WISSEN für die ZUKUNFT
Edition
Vom Kofferkessel bis
zum Großkraftwerk –
Die Entwicklung
im Kesselbau
Grundlagen
Konstruktion
Anwendungen
Dieses Nachschlagewerk für Ingenieure, Techniker sowie
Technikbegeisterte bietet einen umfassenden Überblick über
die Entwicklung im industriellen und gewerblichen Kesselbau.
Mit über 600 farbigen Grafi ken, Abbildungen und Tabellen wird die
Entwicklung im Dampfkesselbau, seit dem von James Watt 1776
entwickelten Kofferkessel bis in die heutige Zeit aufgezeigt. Rund
250 Dampfkessel, wie sie in Industrie, Gewerbe und in Großkraftwerken
zum Einsatz kommen werden ebenso abgehandelt wie
Kessel zum Antrieb von Schiffen sowie von historischen Lokomotiven
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Die Darstellung wird durch grundlegende Erläuterungen aus den
Bereichen der Bruchmechanik, Wärmetechnik sowie Strömungsund
Verbrennungslehre ergänzt.
Hrsg.: W. Noot
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Firmenname/Ort: MESA Electronic GmbH
Leitenstraße 26, 82538 Geretsried
Geschäftsführung: Dr. Džo Mikulović und
Dipl.-Ing. (FH) Florian Ehmeier
Geschichte: Mit der Einführung des „Carbomat C-
CO2“ als einen der ersten C-Pegel Regler
begann 1974 die Erfolgsgeschichte der
Firma MESA Electronic GmbH in Geretsried.
Um vorrangig den Service und den
Vertrieb auszubauen gründete der damalige
Eigentümer Herr Sturm 1987 für den
Raum Baden Württemberg, die Firma ME-
SA Mess- und Regeltechnik in Filderstadt
sowie 1988 für den Raum Nordrheinwestfalen
die Firma MESA Industrie-Electronic
in Marl. Beide Unternehmen sind mittlerweile
selbständig.
Wichtige Meilenstei ne sind
– Einführung der weltweit ersten Brennersteuerung,
die die Ein- und Ausschaltzeiten
der Rekuperatorbrenner anhand
der erforderlichen Leistung regelt.
– Weltweit erster Einsatz der Lambda-
Sonde zur Taupunktregelung für Endogasgeneratoren
und C-Pegel Regelung
Anfang der Neunziger Jahre.
– Einführung des „mGas“ als weltweit
erster 4-Komponenten Gasanalysator
mit C-Pegel Berechnung.
Kooperationen:
Mitarbeiterzahl:
Exportquote:
– Mitglied in AWT Fachausschüssen
– Vertriebspartner von Invensys Eurotherm
für den süddeutschen Raum
Beschäftigt sind 20 Mitarbeiter
40 % des Umsatzes wird im Ausland generiert
Produktspektrum: 1) Mess-, Regel- und Steuerungssysteme
für die Wärmebehandlung insbesondere
für Aufkohlung, Nitrieren, Taupunkt- und
Sauerstoffregelung
2) Kundenspezifische Schweißkonstruktionen
aus hitzebeständigem Edelstahl
für die Wärmebehandlung
Produktion:
Wettbewerbsvorteile:
Zertifizierung:
Servicemöglichkeiten:
Internet:
3) Modernisierung bestehender elektrischer
Schaltanlagen und Steuerungen sowie
komplette Ofenwartungen
4) Kundenspezifische Entwicklung und
Lösungen in den Bereichen Industrie,
Energie, Gesundheitswesen und Umwelt
Alle MESA eigenen Produkte werden im
Werk in Geretsried gefertigt
Neue innovative Produkte sowie neue
Technologien können schnell entwickelt,
gefertigt und auf den Markt gebracht
werden. Als Pioniere der Kohlenstoffpotenzial-
und Nitrierpegel-Bestimmung,
-Regelung oder -Berechnung, ob mit O 2 -
Sonde, Lambda Sonde, H 2 -Sensor oder
dem Gasanalysegerät, wurde sehr viel
Wissen und Erfahrung gesammelt. Durch
das Mitwirken in den AWT Arbeitskreisen
ist MESA immer auf dem neuesten Stand
der Forschung und Entwicklung.
Die Mesa Electronic GmbH ist ISO
9001:2008 zertifiziert.
Die weltweiten Vertriebspartner werden
regelmäßig geschult und unterstützen die
Kunden in allen technischen Fragen. Auch
im Werk in Geretsried werden kontinuierlich
Schulungen für Kunden und Partner
angeboten. Aber auch Seminare direkt
beim Kunden sind möglich. Mit dem
neuen Service-Paket bietet das Unternehmen
einen Servicevertrag für Analysegeräte
an. Das Paket beinhaltet die Wartung,
Kalibrierung und den Service der
Analysegeräte. Darüber hinaus bietet das
Unternehmen sowohl vor Ort Kalibrierungen
als auch eine Express-Kalibrierung im
Werk an.
www.mesa-international.de
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. (FH) Reinhard Totzauer
Vertrieb
Tel.: 08171 / 7693 - 14
rtotzauer@mesa-international.de
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
545

I NSERENTENVERZEICHNIS
Firma
Seite
AFC-Holcroft, Wixom, Michigan, USA ...........................................................................................................483
AICHELIN Holding GmbH, Mödling, Österreich ..................................................................... 4. Umschlagseite
Bredtmann-Girke Industrieofenbau GmbH, Recklinghausen ......................................................................535
CERAMITEC 2012, München .........................................................................................................................461
Elster GmbH, Osnabrück ................................................................................................................................449
FBB E ngineering GmbH, Mönchengladbach ................................................................................................514
Hans Hennig GmbH, Ratingen ......................................................................................................................463
HSH Härtereitechnik GmbH, Kranenburg .....................................................................................................457
IVA Industrieöfen GmbH, Dortmund ...................................................................................... 2. Umschlagseite
Linde AG, Gases Division, Linde Gas Deutschland, Pullach ..........................................................................459
LOI Thermprocess GmbH, Essen ..........................................................................................................Titelseite
MESA Industrie-Elektronik GmbH, Marl ......................................................................................................464
Process-Electronic GmbH, Heiningen ...........................................................................................................485
runkel GmbH & Co. KG, Wuppertal ..............................................................................................................465
Sandvik Wire & Heating Technology, ZN der Sandvik Materials Technology Deutschland GmbH,
Mörfelden-Walldorf ......................................................................................................................................489
Schlager Industrieofenbau GmbH, Hagen ....................................................................................................453
UCON AG Containersysteme KG, Fachbereich Wärmetechnik, Gelsenkirchen ..........................................487
UNI-GERÄTE GmbH, Weeze ..........................................................................................................................455
WS Wärmeprozesstechnik GmbH, Renningen .............................................................................................499
Marktübersicht ........................................................................................................................................547-568
WISSEN für die ZUKUNFT
Lexikon der Gastechnik Begriffe, Definitionen und Erläuterungen
Seit über 30 Jahren ist das „Lexikon der Gastechnik“ ein elementares
Nachschlagewerk für die Gasversorgungswirtschaft. Kurz gefasste Defi nitionen
erlauben eine Orientierung hinsichtlich der wichtigsten technischen Begriffe
in der öffentlichen Gasversorgung.
Hrsg.: B. Naendorf
5. Aufl age 2011, ca. 250 Seiten + Datenträger, Broschur
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GASWÄRME
International
Zeitschrift für gasbeheizte Thermoprozesse
Marktübersicht 2011
I. Thermoprozessanlagen für industrielle
Wärmebehandlungsverfahren ............................................................... 548
II. Bauelemente, Ausrüstungen sowie
Betriebs- und Hilfsstoffe ........................................................................ 554
III. Beratung, Planung, Dienstleistungen, Engineering ............................. 567
IV. Fachverbände, Hochschulen, Institute
und Organisationen ................................................................................ 568
V. Messegesellschaften, Aus- und Weiterbildung.................................... 568
Kontakt:
Frau Jutta Zierold
Tel.: 0201 / 82002-22
Fax: 0201 / 82002-40
E-Mail: j.zierold@vulkan-verlag.de
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Bildquelle: Elster Kromschröder GmbH

M ARKTÜBERSICHT
I. Thermoprozessanlagen für industrielle Wärmebehandlungsverfahren
Thermische Gewinnung
(Erzeugen)
Pulvermetallurgie
Schmelzen, Gießen
Wärmen
548
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

M ARKTÜBERSICHT
I. Thermoprozessanlagen für industrielle Wärmebehandlungsverfahren
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549

M ARKTÜBERSICHT
I. Thermoprozessanlagen für industrielle Wärmebehandlungsverfahren
Wärmebehandlung
550
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M ARKTÜBERSICHT
I. Thermoprozessanlagen für industrielle Wärmebehandlungsverfahren
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551

M ARKTÜBERSICHT
I. Thermoprozessanlagen für industrielle Wärmebehandlungsverfahren
Wärmebehandlung
Abkühlen und Abschrecken
Wärmerückgewinnung
552
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011

M ARKTÜBERSICHT
I. Thermoprozessanlagen für industrielle Wärmebehandlungsverfahren
Reinigen und Trocknen
Fügen
Recyceln
Energieeffizienz
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553

M ARKTÜBERSICHT
I. Thermoprozessanlagen für industrielle Wärmebehandlungsverfahren
Energieeffizienz
Modernisierung von
Wärmebehandlungsanlagen
II. Bauelemente, Ausrüstungen sowie Betriebs- und Hilfsstoffe
Abschreckeinrichtungen
Armaturen
554
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II. Bauelemente, Ausrüstungen sowie Betriebs- und Hilfsstoffe
M ARKTÜBERSICHT
Förder- und Antriebstechnik
Gasrohrleitungen / Rohr-
Durchführungen
Industriebrenner
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II. Bauelemente, Ausrüstungen sowie Betriebs- und Hilfsstoffe
Industriebrenner
556
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II. Bauelemente, Ausrüstungen sowie Betriebs- und Hilfsstoffe
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II. Bauelemente, Ausrüstungen sowie Betriebs- und Hilfsstoffe
Industriebrenner
Brenner-Zubehör
558
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II. Bauelemente, Ausrüstungen sowie Betriebs- und Hilfsstoffe
M ARKTÜBERSICHT
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559

M ARKTÜBERSICHT
II. Bauelemente, Ausrüstungen sowie Betriebs- und Hilfsstoffe
Brenner-Zubehör
Brenner-Anwendungen
560
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II. Bauelemente, Ausrüstungen sowie Betriebs- und Hilfsstoffe
Brenner-Anwendungen
Heizsysteme
562
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II. Bauelemente, Ausrüstungen sowie Betriebs- und Hilfsstoffe
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Mess-, Steuer- und
Regeltechnik
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II. Bauelemente, Ausrüstungen sowie Betriebs- und Hilfsstoffe
Mess-, Steuer- und
Regeltechnik
Prozessautomatisierung
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Wärmedämmung und
Feuerfestbau
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II. Bauelemente, Ausrüstungen sowie Betriebs- und Hilfsstoffe
Wärmedämmung und
Feuerfestbau
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WIESBADEN
12. – 14. Okt. 2011
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566

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III. Beratung, Planung, Dienstleistungen, Engineering
GASWÄRME International (60) Nr. 6/2011
567

M ARKTÜBERSICHT
IV. Fachverbände, Hochschulen, Institute, Organisationen
V. Messegesellschaften, Aus- und Weiterbildung
568
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Organschaft:
Zeitschrift für das gesamte Gebiet der Gasverwendung und der gasbeheizten
Indu strie öfen; Organ des Gaswärme-Instituts – GWI –, Essen, des Bereichs
Feuerungs technik des Engler-Bunte-Instituts der Universität Karls ruhe (TH), des
Instituts für Industrieofenbau und Wärmetechnik im Hüttenwesen der Rhein.-
Westf. Techn. Hochschule Aachen, des Instituts für Energieverfahrenstechnik
des Lehrstuhls Hochtemperaturanlagen der Technischen Universität Clausthal,
des Institutes für Wärmetechnik und Thermodynamik der TU Bergakademie,
Freiberg und des Fachverbandes Thermoprozess- und Abfall technik (TPT) im
Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau (VDMA) e.V., Frankfurt
Herausgeber:
H. Berger, AICHELIN Ges.m.b.H., Mödling · Prof. Dr.-Ing. H. Bockhorn, Engler-
Bunte-Institut der Universität Karlsruhe · Dr.-Ing. Rolf Albus, Geschäftsführender
Vorstand des Gaswärme-Institutes e.V., Essen · M. Ruch, Mainova AG Frankfurt/Main
· Prof. Dr.-Ing. H. Pfeifer, Lehrstuhl für Hochtemperaturtechnik an der
RWTH Aachen · Dr. H. Stumpp, Vorstandsvorsitzender der TPT im VDMA,
Vorsitzender der Geschäftsführung LOI Thermprocess GmbH, Essen · Prof.
Dr.-Ing. D. Trimis, Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für
Wärmetechnik und Thermodynamik, Lehrstuhl für Gas- und Wärmetechnische
Anlagen Freiberg · Dr.-Ing. T. Wagner, Präsident der Bundesvereinigung der
Firmen im Gas- und Wasserfach e.V., Köln · Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h. c. G.
Walter, Technische Universität Bergakademie Freiberg, Freiberg
Schriftleitung:
Dr.-Ing. H. Altena · Dr.-Ing. F. Beneke · Dr. rer. nat. N. Burger · Dr.-Ing.
A. Giese · Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. K. Görner · Dr.-Ing. F. Kühn · Dipl.-Ing.
G. Marx · Dipl.-Ing. A. Menze · Dr.-Ing. D. Stirnberg · Dipl.-Ing. St. Schalm ·
Dr.-Ing. P. Wendt · Dr.-Ing. J. G. Wünning.
Zeitschrift für gasbeheizte
Thermoprozesse
Fundierte Berichterstattung über den effi zienten
Energieeinsatz im gasbeheizten Ofenbau und in
der industriellen Wärmebehandlung.
Mit Fachbeiträgen zur Optimierung des Wirkungsgrads
und zur Verminderung von Schadstoffemissionen
sowie dem technischen Sicherheits- und
Energiemanagement.
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Chefredakteur: Dipl.-Ing. Stephan Schalm, Tel. 0201-82002-12,
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Redaktionsassistenz: Elisabeth Terplan, Tel. 089-45051-443,
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Redaktionsbüro: Annamaria Frömgen, Tel. 0201-82002-91,
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Anzeigenverkauf: Jutta Zierold, Tel. 0201-82002-22,
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A I C H E L I N G r o u p
Härtereikolloquium Wiesbaden,
12. - 14. Oktober 2011
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