1/2 - Verein österreichischer Gießereifachleute

GIESSEREI-RUNDSCHAU 60 (2013) HEFT 1/2Bild 5: Tiegelinnenkontur eines 6-t-Induktionsofens, erfasst mitHilfe des Lining Periscope•Einfache und schnelle Installation der Messeinrichtung,nur ca.10 Minuten Dauer•Eine Messeinrichtung kann für unterschiedliche Ofengrößeneingesetzt werden und ist zusätzlich auch fürPfannen geeignetEnergiesparspuleHohe Energiewirkungsgrade kennzeichnen die modernenMittelfrequenzschmelzanlagen: Beim Schmelzen vonGusseisen z. B. werden 75 % der zugeführten Energie inNutzwärme umgesetzt. Für Kupferwerkstoffe liegt derWert bei ca. 60 %.Der Hauptteil der Energieverluste wird dabei durch dieInduktionsspule verursacht, so betragen die Spulenverlustebeim Schmelzen von Gusseisen ca. 15 % und bezogenauf Kupfer liegen sie bei fast 30 %. Eine weitere deutlicheSenkung des Energieverbrauches kann damit nurüber eine Reduzierung der Spulenverluste erreicht werden.Die ohmschen Verluste der Spule hängen, neben demMaterial und der Temperatur der Spule, maßgebend vonder Stromdichte ab. Die elektromagnetischen Kräfte bewirkeneine Konzentration des Stromes auf einer kleinenFläche des gesamten Spulenquerschnittes und dies hateine hohe Stromdichte mit entsprechend hohen Verlustenzur Folge.Wie bereits berichtet wurde [5,6], ist es mit einer speziellenSpulenkonstruktion gelungen, die effektive stromführendeFläche zu vergrößern und damit die Verluste zureduzieren. Bei Nichteisenmetallen ist damit eine Energieeinsparungbis zu 5–9 % möglich.Bei ferromagnetischen Werkstoffen (Gusseisen undStahl) kann die Energieeinsparung bis zu 4 % betragen,da hier generell die Effizienz der elektromagnetischenEnergieübertragung günstiger ist, auch bei konventionellenSpulen.Wichtig ist dabei die Feststellung, dass diese neue Spulegrundsätzlich auch in vorhandene Tiegelöfen eingebautwerden kann und sich damit auch für Modernisierungsmaßnahmenanbietet.Vor einigen Jahren wurden mehrere Kupferschmelzöfendes Unternehmens Schwermetall Stolberg mit dieserneuen Spule ausgerüstet und seit dieser Zeit sind dieseSpulen erfolgreich im Dauereinsatz. Durch mehrere unterschiedlicheMessungen konnte die berechnete Energieeinsprungvon über 9 % bestätigt werden: Die umgerüstetenÖfen benötigen 40 kWh/t weniger Energie zumSchmelzen der Einsatzstoffe.Inzwischen ist diese Spulenkonstruktion in weiterenOfenanlagen, sowohl im Gusseisenbereich als auch fürAluminium- und Kupferwerkstoffe, eingesetzt worden.Nachfolgend ein Beispiel einer gelungenen Umrüstungauf die Energiesparspule: Die Modernisierung eines 7,5-t-Ofens zum Schmelzen von Aluminium, der mit einerLeistung von 2.600 kW und einer Frequenz von 100 Hzbetrieben wird, umfasste neben anderen Maßnahmenauch den Einbau einer Energiesparspule. Damit verbundenwar die Zielstellung, den Energieverbrauch zu senkenund die Durchsatzleistung zu steigern. Dieses Zielwurde auch erreicht: Durch den Einbau der neuen Spulewurde die Durchsatzleistung um 10 % gesteigert und einhervorragender Energieverbrauch von 480 kWh/t –bezogenauf eine Abstichtemperatur von 770 °C –erzielt.Auch die Chargendauer konnte von 40 auf 32 min verkürztwerden.FazitTrotz des erreichten hohen technischen Niveaus der Induktionsofentechnikbietet diese in Gegenwart und Zukunftnoch genügend Gestaltungsmöglichkeit für die weitereOptimierung der eingesetzten Anlagen- und Verfahrenstechniksowie für die kreative Erschließung neuerAnwendungsgebiete.Literatur[1] Eidem, M.; Sjörgen, B.: 12. Internationale ABB-Fachtagungfür Induktionsofenanlagen, Dortmund, 1991[2] Bhandari, M.; Norval, D.: „INDUREF“-Induction Ladle Refiningfor secondary metallurgical Applications, 10 th InternationalFerroalloys Congress, Cape Town, South Africa, 1–4February 2004[3] Patentschrift DE 10 2004 008 044 A1, Anmelder: INDUGAIndustrieofen und Giesserei-Anlagenbau GmbH & Co. KG[4] Donsbach, F.; Schmitz, W.; Hoff, H.: Giesserei 90(2003),Nr. 8, S. 52–54[5] Schmitz, W.; Trauzeddel, D: elektrowärme international,Heft 01, 2008, S.19–23[6] Rinnhofer, H.; Donsbach, F.; Trauzeddel, D.: Giesserei Rundschau56/2009, Heft 5/6, S.84–88Kontaktadresse:OTTO JUNKER GmbHD-52152 Simmerath | Jägerhausstraße 22Tel.: +49 (0)2473 601 0Fax: +49 (0)2473 601 600info@otto-junker.dewww.otto-junker.de6