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SIS Injektor

Der SIS-Injektor ist eine Komponente in einem Elektrolichtbogenofen. Mit einer Brennerleistung von 300kW wird Stahl und Schrott zum Schmelzen gebracht. Dazu wird Sauerstoff über eine Lavaldüse beschleunigt und mit Brenngas gemischt und gezündet.

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Konventionelle Konstruktion

Der konventionelle Aufbau des SIS-Injektors basiert auf einer Schweißbaugruppe, die aus mehreren Komponenten mit unterschiedlichen Werkstoffen besteht. Die Masse der Konstruktion liegt bei ca. 18 kg. Die Abmessung von 573x288x210 mm³ führen zu einer erschwerten Montage der Schweißbaugruppe im Bauraum. Aus diesem Grund liegt ein Potential in der Reduzierung der Bauteilabmessungen, um den Einbau zu erleichtern.

Optimierungspotentiale

  • Steigerung der Zündzuverlässigkeit und der Betriebssicherheit
  • Reduzierung der Teileanzahl
  • Ideale Zuführung von Medien und damit einhergehend die Herstellung eines ideales Mischungsverhältnisses

Additive Manufacturing design

Um die Anzahl der Teile zu verringern und die Größe des SIS-Injektors zu ändern, wurde ein neues Design entwickelt. Das AM-Design besteht aus einem einzigen monolithischen Teil. Zuvor wurde das Bauteil aus 18 Einzelteilen zusammengeschweißt. Durch die Verwendung der Additiven Fertigung konnte der notwendige Einbauraum für den SIS-injektor um 50% reduziert werden. Die strömungsoptimierte Kanalführung und die konturnahe Kühlung sind Vorteile, die durch den schichtweisen Aufbau entstanden sind. Ebenfalls ist eine ideale Zuführung von den einzelnen Medien möglich. In Bezug auf den Bauprozess im laser-basierten Pulverbettverfahren ist die Geometrie selbsttragend, sodass beim Fortschreiten des Aufbaus keine Stützstrukturen innerhalb des Bauteils notwendig sind.

Vorteile

  • Reduzierung des Einbauraums um 50%
  • Reduzierung der Teilezahl
  • Strömungsoptimierte Kanalführung
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