Hoch innovative Technologien in der industriellen Thermoprozesstechnik

Im Rahmen der Thermprocess-Messe in Düsseldorf präsentierte sich das Institut für Industrieofenbau und Wärmetechnik (IOB), unter der Leitung von JARA-ENERGY Mitglied Prof. Herbert Pfeifer, mit einem eigenen Stand im Verbund der Forschungsgemeinschaft Industrieofenbau (FOGI). Die Messe ist die weltweit bedeutendste Plattform zur Präsentation hoch innovativer Technologien in der industriellen Thermoprozesstechnik. Auf diese Weise konnten Kontakte zu Vertretern der Industrie geknüpft und intensiviert werden. Vier ausgewählte Forschungsvorhaben aus dem Bereich Industrieofenbau wurden am Messestand mit Hilfe von Postern und Exponaten vorgestellt.

Zur gezielten Einstellung der Werkstoffeigenschaften werden Metallbänder nach dem Kaltwalzen wärmebehandelt. Um die gewünschten Eigenschaften auch bei neuen Werkstoffen zu erhalten, werden hohe Abkühlraten benötigt. Dies kann jedoch aufgrund von Schwingungen und Bandbeulung die Prozessstabilität verringern. Deshalb erforscht das IOB den Einfluss wichtiger Parameter auf die Stabilität des Metallbandes in Kühlstrecken.

Ein weiteres Forschungsprojekt beschäftigt sich mit der Verringerung von Zunderbildung in Wiedererwärmungsöfen. Dort oxidiert die Oberfläche des Einsatzgutes in Kontakt mit der Ofenatmosphäre, was zu einem erheblichen Materialverlust und zu einem Mehraufwand in nachfolgenden Prozessen führen kann. Durch eine unterstöchiometrische Verbrennung kann eine Verringerung bzw. vollständige Vermeidung von Zunder kostengünstig erreicht werden. Durch eine gezielte Nachverbrennung des Abgases vor einem Wärmetauscher kann dennoch ein energieeffizienter Prozess erreicht werden. Gleichzeitig sind die Emissionswerte von CO und NOX gering.

Gasbeheizte Strahlheizrohre aus Stahl oder Keramik ermöglichen die indirekte Befeuerung eines Ofens, um unerwünschte Reaktionen der Gutoberfläche mit dem Abgas zu vermeiden. Aufgrund ihrer hohen Beanspruchung liefern Strahlheizrohre in der Regel keine ausreichenden Standzeiten.

Ein Forschungsvorhaben beschäftigt sich daher mit der Optimierung von Strahlheizrohren. Ziel ist dabei die Erhöhung der Lebensdauer durch die Reduzierung von Thermospannungen, was vor allem durch eine homogene Oberflächentemperatur und eine optimierte Strömungsführung im Innern des Strahlheizrohres erreicht werden kann.

Eine wichtige Einflussgröße für den Wärmeübergang in Hochkonvektionsöfen ist der Volumenstrom. Im Rahmen eines Forschungsprojekts wird eine Messeinrichtung entwickelt, mit deren Hilfe sich der tatsächliche Volumenstrom in industriellen Hochkonvektionsöfen zuverlässig ermitteln lässt. Ein wichtiger Schwerpunkt ist die Anwendbarkeit bei Ventilatoren verschiedener Bauweisen.

Das Institut für Industrieofenbau und Wärmetechnik unter der Leitung von Univ.-Prof. Dr.-Ing. Herbert Pfeifer ist ein international bekanntes Forschungsinstitut mit der Aufgabe der Prozess- und Anlagenoptimierung auf den Gebieten der Herstellung, Verarbeitung und des Recyclings von Eisen und Stahl, NE-Metallen, Glas und Keramik.

Das IOB gehört zur Fachgruppe für Materialwissenschaft und Werkstofftechnik der Fakultät für Georessourcen und Materialtechnik an der RWTH Aachen University. Neben der Industrieofentechnik befasst sich das IOB mit Strömungen in metallurgischen Schmelzen und Energie- und Stoffbilanzen in energieintensiven Hochtemperaturprozessen.

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Institut für Industrieofenbau und Wärmetechnik
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