HybroHeat^®-Ofentechnologie für Aluminium-Strangpressen

Im Bereich des Strangpressens von Aluminium vereint die HybroHeat^®-Ofentechnologie die Vorteile der kostengünstigen Vorerwärmung von Stangenmaterial in einem Gasofen und die präzise Temperatureinstellung vor dem Verpressen des Bolzens mittels Induktionstechnologie. Diese Neuentwicklung ist das Ergebnis der Zusammenarbeit der IAS GmbH und OMAV S.p.A.. Seit Ende September 2020 gehört OMAV als hundertprozentige Tochter zur SMS group.

Das Konzept greift auf bewährte Technologien aus beiden Unternehmen zurück, indem es effiziente Gasöfen und Sägen aus dem Hause OMAV mit leistungsstarken Induktionsanlagen aus dem Hause IAS in einer Linie zusammenführt. Die Vorteile für den Betreiber liegen unter anderem in geringeren Investitionskosten durch eine besonders kompakte Bauweise und in niedrigeren Betriebskosten bedingt durch reduzierte Nebenzeiten.

Beim HybroHeat^®-Ofen erfolgt die Grunderwärmung der Stangen durch einen von OMAV auf Grundlage des Hochleistungsblockofens HP7 entwickelten Gasofens. Dieser zeichnet sich durch eine hohe Wärmeeffizienz von 75 Prozent und einen niedrigen Durchschnittsverbrauch von unter 18 Nm³ Gas pro Tonne Stangenmaterial aus und ist so führend am Markt. Erreicht wird dies insbesondere durch eine Vorwärmzone, in der die Stangen mithilfe der Abluft der Verbrennungszone vorgewärmt werden. „An der Einlaufseite der mit einem Brenner ausgestatteten direkten Verbrennungszone ist eine Vorwärmzone vorhanden. Leistungsstarke Ventilatoren blasen die Abluft der Verbrennungszone in die Vorwärmzone und ermöglichen eine Vorwärmung der Stangen auf 200 Grad Celsius. Außerdem läuft die Abluft durch einen Wärmetauscher zur Vorwärmung der Verbrennungsluft. Die Verbrennungsluft ist temperaturgeregelt. Mittels SPS gesteuerten, elektronischen Ventilen wird eine optimale Einstellung des Gas-/Luftverhältnises erreicht. Das Thermoelement zum Messen der Blocktemperatur ist so konstruiert, dass es oben am Block angebracht und im Standby-Modus luftgekühlt ist“, erläutert Massimo Marinelli, Managing Director bei der OMAV.

Außerdem spielen die Laufrollen eine wichtige Rolle bei der Kostenreduzierung. Diese sind speziell mit externen Kugellagern ausgestattet, sodass eine Lebensdauer von bis zu 10 Jahren erreicht werden kann.

Die letzte Zone der Erwärmung wird durch einen Induktionsofen realisiert, der quasi nahtlos auf die Verbrennungszone des Gasofens folgt. Im Induktionsofen wird ein definiertes Temperaturprofil eingestellt, bevor die Stange zu der am Auslauf angeordneten, vollelektrischen Säge geschoben und auf Presslänge abgelängt wird. Ein elektrisch angetriebener Zylinder schiebt die verbleibende Stange zurück in den Induktions- bzw. Gasofen, wo das Stangenende wieder auf Presstemperatur gebracht und mit einem Taper versehen wird. Zur Vermeidung von Ausschuss verfügt die Säge über eine Pufferstation zur kurzzeitigen Aufnahme des Stangenendes, so dass – sofern der Pressvorgang das Verpressen eines zweiteiligen Blockes zulässt – die Stangen vollständig ohne Ausschuss verarbeitet werden können. Der ganze Prozess wird dabei über eine ausgeklügelte Software verwaltet und läuft vollautomatisiert ohne manuelle Eingriffe des Bedieners ab.

„Bei der Induktionserwärmung kommt eine von der IAS entwickelte Spule zum Einsatz, die durch ihren mehrlagigen Aufbau und den Einsatz eines speziell auf den Prozess abgestimmten Kupferprofils eine Effizienz von bis zu 70 Prozent erreicht. Die gesamte Spulenlänge ist, in Abhängigkeit von der Blocklänge, in mehrere Zonen unterteilt, die mit unterschiedlichen Leistungen – stufenlos einstellbar in einem Bereich von 0 bis 100 Prozent – beaufschlagt werden können. Dies ermöglicht die Einstellung eines Temperaturprofils über die Länge des Blockes und schafft damit die Voraussetzungen für einen isothermen Pressvorgang. Die Temperatur des Blockes wird in jeder Zone mittels Messspitzen überwacht und der Erwärmungsprozess von dem in IGBT-Technologie aufgebauten Umrichter geregelt, so dass sich Temperaturtoleranzen von <3K erzielen lassen“, erläutert Torsten Schäfer, Leiter Vertrieb bei der IAS.

Die gleiche Technologie kommt auch bei rein induktiven Lösungen zum Einsatz. Durch die Nutzung hoher Leistungsdichten wird hier die erforderliche Presstemperatur besonders schnell erreicht. Neben dem reibungsfreien Transport der Blöcke für beste Oberflächen- und dementsprechend Profilqualitäten, der hohen Temperaturgenauigkeit und Prozesswiederholbarkeit schafft diese Lösung einen umweltfreundlichen Arbeitsplatz für das Kundenpersonal, da keine CO₂-Emissionen entstehen.