Einsatzmöglichkeiten von Bogie-Herdöfen in verschiedenen Branchen: Von der Stromerzeugung bis zur Windenergie
Herdöfen mit Bogie-System sind keine Nischenprodukte. Sie bilden das Rückgrat zahlreicher industrieller Prozesse, und der Bedarf an Wärmebehandlung großer Bauteile ist im letzten Jahrzehnt mit der Skalierung von Kraftwerksanlagen, dem Wachstum von Windkraftanlagen und der Entwicklung dickerer Druckbehälter gestiegen. Ich möchte Ihnen die wichtigsten Anwendungsbereiche, die typischen Prozessabläufe und die Erfahrungen von MONTE INTELLIGENCE aus der Arbeit in diesen Branchen vorstellen.
Stromerzeugung: Rotorwellen und Generatorkomponenten
Die Energieerzeugungsindustrie nutzt Herdofenanlagen zum Normalisieren, Anlassen und Spannungsarmglühen von Rotorwellen, Generatorringen und Turbinenkomponenten. Eine typische Dampfturbinenrotorwelle wiegt 50 bis 200 Tonnen und benötigt einen Normalisierungs- und Anlassprozess, um die erforderlichen mechanischen Eigenschaften zu erzielen.
Der Prozess für eine 100-Tonnen-Rotorwelle verläuft im Wesentlichen wie folgt: Aufheizen mit 100 °C pro Stunde auf 870 °C, Halten dieser Temperatur für 12 bis 16 Stunden, kontrolliertes Abkühlen auf 600 °C mit 50 °C pro Stunde und anschließende Luftkühlung. Der Gesamtzyklus dauert 30 bis 40 Stunden. Die Temperaturhomogenität muss über den gesamten Arbeitsbereich ± 5 °C betragen. Um diese Homogenität zu erreichen, wird ein 5- bis 6-Zonen-Regelsystem eingesetzt.
Die von MONTE INTELLIGENCE entwickelten Herdofenkonstruktionen für Schmiedeteile zur Energieerzeugung nutzen ein Mehrzonen-Regelsystem mit Backup-Thermoelementen und kontinuierlicher Datenaufzeichnung. Das Regelsystem entspricht der Norm AMS 2750, dem Standard für die Wärmebehandlung in der Luft- und Raumfahrt sowie der Energieerzeugung.
Windenergie: Turmspannungsentlastung und große Zahnkränze
Die Segmente eines Windkraftanlagenturms wiegen typischerweise 20 bis 80 Tonnen, wobei ein Turm aus 3 bis 5 Segmenten besteht. Die Segmente werden aus 30 bis 80 mm dickem Blech gefertigt und zu Ringen mit bis zu 6 m Durchmesser verschweißt. Eine Spannungsarmglühung der Schweißnaht ist zwingend erforderlich, um Ermüdungsrisse im Betrieb zu vermeiden.
Der Spannungsarmglühprozess dauert je nach Wandstärke 1 bis 2 Stunden bei 595 bis 620 °C. Der Drehtischofen beschickt pro Schmelze ein oder zwei Turmsegmente, die Zykluszeit beträgt 12 bis 18 Stunden. Die geforderte Temperaturhomogenität liegt bei ± 10 °C.
Die Zahnkränze von Windkraftanlagen wiegen typischerweise 5 bis 15 Tonnen pro Stück und haben einen Durchmesser von 3 bis 5 Metern. Sie werden aus geschmiedetem oder gegossenem niedriglegiertem Stahl gefertigt, normalisiert und auf eine Zielhärte von 220 bis 280 HB angelassen. In den für die Herstellung der Zahnkränze verwendeten Herdöfen mit Drehherdantrieb wird eine gleichmäßige Wärmeverteilung gewährleistet; die Zykluszeit beträgt 18 bis 24 Stunden pro Schmelze.
MONTE INTELLIGENCE hat für die Spannungsarmglühung von Windkraftanlagen an mehrere chinesische und europäische Windkraftanlagenhersteller Drehgestellherdöfen geliefert. Die größte Anlage verarbeitet Lasten von 100 Tonnen in einer 6 m breiten, 8 m hohen und 30 m langen Kammer.
Schifffahrt: Propellerwellen und Ruder-Schmiedeteile
Schiffspropellerwellen für große Handelsschiffe wiegen 30 bis 150 Tonnen. Die Wellen werden aus Kohlenstoffstahl oder niedriglegiertem Stahl geschmiedet und müssen normalisiert und angelassen werden, um die erforderliche Festigkeit und Zähigkeit zu erreichen. Für Schiffspropellerwellen werden typischerweise Herdöfen mit Drehgestellen und Herden in den Abmessungen 5 m Breite x 5 m Höhe x 25 m Länge mit einer Tragfähigkeit von 200 Tonnen eingesetzt.
Auch Ruder-Schmiedeteile und Heckrahmen-Gussteile werden in Drehgestellherdöfen verarbeitet. Die Prozessabläufe ähneln denen der Rotorwellen, wobei die Unterschiede in der Mikrostruktur zwischen Guss- und Schmiedeteilen eine präzisere Temperaturkontrolle erfordern.
Herstellung von Druckbehältern
Druckbehälter für petrochemische, Düngemittel- und LNG-Anwendungen werden aus Walzblech gefertigt, zu Zylindern verschweißt und vor der Endbearbeitung spannungsarmgeglüht. Die Blechdicke variiert zwischen 30 und 250 mm, die Behälterdurchmesser zwischen 2 und 8 m. Für das Spannungsarmglühen von Druckbehältern sind typischerweise Bogie-Herdöfen für Lasten mit 6 m Durchmesser und 30 m Länge und einer Kapazität von 200 bis 400 Tonnen ausgelegt.
Der Spannungsarmglühzyklus für einen 200 mm dicken Behältermantel beträgt 595 bis 650 °C über einen Zeitraum von 4 bis 8 Stunden. Die Zykluszeit liegt je nach Wandstärke und Belastungsdichte bei 18 bis 30 Stunden pro Behälter. Die geforderte Temperaturhomogenität beträgt ± 10 °C über die gesamte Wandstärke.
Schmiedeindustrie: Allgemeine Wärmebehandlung
Schmiedebetriebe nutzen Herdwagenöfen zum Normalisieren, Glühen und Spannungsarmglühen einer Vielzahl von Schmiedeteilen. Die Teile können klein (5 bis 10 Tonnen schwere Schmiedestücke) oder groß (100 bis 200 Tonnen schwere Rotorwellen) sein. Die Ofenkonstruktion ist auf die typische Auslastung abgestimmt, und die meisten Schmiedebetriebe verfügen über zwei bis vier Herdwagenöfen unterschiedlicher Größe, um den gesamten Bereich abzudecken.
Im Mehrschichtbetrieb liegt die Ofenauslastung bei 5000 bis 8000 Stunden pro Jahr, wobei die Betriebskosten hauptsächlich durch Brennstoff (60 bis 70 Prozent) und Personal (20 bis 30 Prozent) bestimmt werden. Die in unserem vorherigen Artikel zu diesem Thema beschriebenen Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz sind entscheidend für die Wirtschaftlichkeit des Betriebs.
Anbieter von Wärmebehandlungsdienstleistungen
Gewerbliche Wärmebehandlungsbetriebe sind ein weiterer wichtiger Anwender von Herdöfen. Diese Betriebe bearbeiten eine breite Palette von Kundenbauteilen, und die Ofenkonstruktion muss diese Variabilität berücksichtigen. Mehrzonensteuerung, flexible Beladungskonfigurationen und Prozessaufzeichnungssysteme sind unerlässlich.
MONTE INTELLIGENCE liefert Herdofenanlagen an verschiedene Wärmebehandlungsbetriebe und legt dabei besonderen Wert auf Flexibilität, Zuverlässigkeit und Prozessdokumentation. Die Steuerungssysteme sind für die Rezepturverwaltung hunderter unterschiedlicher Prozesse ausgelegt, wobei jeder Prozess einem bestimmten Kunden und Bauteil zugeordnet ist.
Branchentrends
Der Markt für Herdöfen wächst jährlich um 4 bis 6 Prozent, angetrieben von Windenergie, Schiffbau und Druckbehälterbau. Das größte Wachstumssegment ist die Spannungsarmglühung von Windkraftanlagen, wo die Vergrößerung der Turbinenkonstruktionen die Ofengrößen auf 300 bis 400 Tonnen pro Schmelzvorgang ansteigen ließ.
Energieeffizienz wird zunehmend zum Beschaffungskriterium, insbesondere in Märkten mit hohen Erdgaspreisen. Heizkessel mit Wärmerückgewinnung, Abgaswärmerückgewinnung und modernen Steuerungssystemen werden älteren Modellen immer häufiger vorgezogen.
Sprechen Sie mit MONTE INTELLIGENCE über Ihre Bewerbung
Für Käufer, die einen Herdofen für eine spezifische Industrieanwendung evaluieren, kann die Ingenieurabteilung von MONTE INTELLIGENCE die Beschickungsabmessungen, die Prozessanforderungen und die Produktionsziele prüfen, um eine Ofenkonfiguration zu empfehlen. Besuchen Sie uns.www.cnlymonte.com/products-bogie-hearth-furnace.html Produktspezifikationen und Branchenbeispiele finden Sie hier. Für eine Projektbesprechung senden Sie bitte eine E-Mail an helenxu@cnlymonte.com mit dem Betreff „Anwendung für Drehgestellherd“ und Angaben zu Ihrer Branche und Ihrem Prozess.
