Effektive Ofenwartung: Tipps zur Optimierung von Qualität und Produktivität

Die Anlagenwartung könnte für den modernen Gießereibetrieb nicht wichtiger sein. Die Qualität eines fertigen Gussteils hängt ganz von der Qualität der dahinter stehenden Prozesse ab, und das bedeutet, dass die Technik optimal funktionieren muss.

Eine effektive Wartung von Aluminiumschmelz- und Dosieröfen ist in dieser Hinsicht besonders wichtig, nicht nur zur Erreichung einer optimalen Anlagenleistung - z. B. vom Hersteller angegebene Energieverbrauchswerte oder Metallausbeuten - sondern auch zur Vermeidung unnötiger Ausfallzeiten und Problemen, die sich auf die Gussqualität auswirken können.

Sie wundern sich über steigenden Ausschussraten? Sie fragen sich, warum der Energieverbrauch Ihres Schmelzofens nicht mehr das ist, was er mal war? Ihre Dosiergenauigkeit passt nicht ganz? Es könnte sein, dass ein Wartungsproblem der Grund dafür ist. Hier finden Sie eine praktische Wartungsanleitung mit einfachen Hinweisen, Maßnahmen und Werkzeugen, die den Energieverbrauch, die Flüssigmetallqualität und die Gussproduktivität erheblich verbessern können.

Vorsorge ist besser als Nachsorge

Die fachgerechte Wartung eines Aluminiumschmelz- oder Dosierofens ist für seine Leistung und Lebensdauer von entscheidender Bedeutung. Während einige Wartungsarbeiten sich nicht umgehen lassen, sind andere durchaus vermeidbar.
Wir haben ein paar hilfreiche Tipps für Sie:

Richtige Verwendung = bessere Leistung: Auch wenn es sich hierbei nicht um einen reinen Wartungstipp handelt, sollten Sie immer bedenken, dass die besten Anlagen mit den besten Features immer unterdurchschnittlich performen, wenn sie nicht richtig bedient werden.  So nützt z. B. ein Schachtlaser-Scanner für Schmelzöfen nichts, wenn er nicht richtig eingestellt ist. Und auch das automatische Beschicken bleibt wirkungslos, wenn sich kein voller Wagen in der Beschickungseinheit befindet.

Eine unsachgemäße Bedienung kann auch zum vorzeitigen Ausfall von Bauteilen und/oder zu einem übermäßigen Energieverbrauch führen.

Umso wichtiger unser nächster Tipp …

Nutzen Sie die Vorteile einer Schulung

Die meisten Ofenhersteller bieten spezielle Schulungspakete an, um sicherzustellen, dass die Betriebs- und Wartungsteams genau wissen, was sie von ihrem Ofen erwarten können und was zu tun ist, um die gewünschten Leistungswerte zu erreichen.

 

Für die Optimierung der Dosierofenperformance ist es besonders wichtig, dass das Personal über fundierte Prozess- und Ofenkenntnisse verfügt.

Ofensteuerungslösungen zeigen dem Bediener schnell die richtigen Daten an, um Maßnahmen zu ergreifen. Aber ein informiertes und sachkundiges Team, das schnell auf diese (Fehler-)Meldungen des Systems reagieren kann, kann einen großen Unterschied für die laufende Produktivität und vermeidbare Ausfallzeiten ausmachen.

Denken Sie daran, dass digitale Lösungen helfen können

Digitale Lösungen haben eine Menge zu bieten, wenn es um ein effektives Prozess- und Anlagenwartungsmanagement geht.

 

Dies könnte z. B. in Form einer spezifischen Steuerungssoftware erfolgen, etwa einer Software zur Steuerung von Dosieröfen, die eine Echtzeitüberwachung der Drucksensordaten und eine automatische Korrektur der Dosiervolumen ermöglicht. Denken Sie daran, eng mit Ihrem Anbieter zusammenzuarbeiten, um sicherzustellen, dass Sie stets die neueste Softwareversion nutzen, um so die volle Funktionalität Ihrer Anlage nutzen zu können.

Schon gewusst? Auch andere digitale Lösungen können helfen – vor allem solche, die Echtzeitanalysen von KPIs liefern, um Probleme schnell zu erkennen und die Teams auf erforderliche Maßnahmen hinzuweisen. Erfahren Sie, wie unsere Monitizer-Produktreihe Ihnen helfen kann.

Bleiben Sie beim Original

Jeder Schmelz- oder Dosierofen verfügt über spezifische Leistungsgarantien, von Energieverbrauchswerten bis hin zur Dosiergenauigkeit. Diese Werte beruhen jedoch exakt auf der vom Hersteller angewendeten Technik.

 

Die verwendeten Materialien, die Gradienten und die Innenabmessungen des Ofens tragen alle dazu bei, die angegebenen Werte zu erreichen. Das Verändern nur einer Stellschraube kann das gesamte System durcheinander bringen, was wiederum zu vorzeitigem Verschleiß, unnötigen Ausfallzeiten und einer Verkürzung der Lebensdauer führen kann.
Dies kann auch die Ursache für steigenden Energieverbrauch und eine Verschlechterung der Metallqualität/erhöhte Ausschussraten sein. Die Verwendung von OEM-Ersatzteilen ist daher eine wichtige Voraussetzung, um unnötige Kosten zu vermeiden.

Modernisieren, um zu optimieren

Die Modernisierung bestehender Anlagen kann eine äußerst effektive Methode sein, um ihre Lebensdauer zu verlängern und ihre Leistung auf Vordermann zu bringen. In diesem Sinne ist die Modernisierung die ultimative vorbeugende Wartungsmaßnahme, um den kostspieligen Austausch wichtiger Anlagen zu vermeiden.

 

Neben der Modernisierung des Steuerungssystems können Verbesserungen zur Optimierung der Beschickung, der Befüllung, der Metallentnahme, der Feuerfestauskleidung und der Reinigungsmechanismen dazu beitragen, die Metallqualität, den Ertrag und die Produktivität zu steigern und gleichzeitig die Energie- und Wartungskosten zu senken.

Neben diesen allgemeinen Tipps gibt es auch einige spezifische Wartungsmaßnahmen, die im Zusammenhang mit der Optimierung von Schmelz- und Dosieröfen zu beachten sind. Hier sind ein paar, die Ihnen dabei helfen können, Ihren Schmelzbetrieb in Bestform zu halten.

Schmelzofenwartung

1) Sorgen Sie für Sauberkeit... und Sie werden belohnt

Die regelmäßige Reinigung von Schmelzöfen ist aus zwei wichtigen Gründen unerlässlich. Erstens kann das nicht Entfernen von Ablagerungen die Ofenkapazität verringern und die Schmelzequalität beeinträchtigen, was wiederum die Ausschussrate erhöht. Zweitens kann es die Feuerfestauskleidung beschädigen, wenn sich wiederholt Anhaftungen bilden. Dies kann zu unerwünschten Wärmeverlusten (und den damit verbundenen unerwünschten Kosten) sowie zu Ineffizienzen im Prozess führen, die sich wiederum nachteilig auf die Schmelzequalität auswirken.

Sobald die Feuerfestauskleidung des Schmelzofens verschlissen ist, ist ihre Fähigkeit, dem Eindringen von Metall und der damit verbundenen Erosion zu widerstehen, beeinträchtigt. Bereits geringer Verschleiß kann daher relativ schnell zu einem großen Problem werden. Je nach Betrieb ist es unvermeidlich, dass eine Ofenauskleidung nach einer gewissen Zeit ausgetauscht werden muss. Ein vorzeitiger Austausch ist unter anderem durch die richtige Reinigung und Pflege durchaus vermeidbar. Ein kurzer Blick in die Betriebsanleitung und Sie haben alle nötigen Informationen zur Reinigung im Überblick, z. B. über die empfohlene Menge und die Verwendung von Reinigungssalzen.

Zugang ist alles

Wenn Sie nach einem neuen Schmelzofen suchen, entscheiden Sie sich für ein System, bei welchem der Ofeninnenraum für die Reinigung besonders einfach zugänglich ist. Einer, dessen Innenräume mit den empfohlenen Reinigungswerkzeugen erreichbar sind, der keine versteckten oder schwer zugänglichen Ecken aufweist und bei dem Materialien verwendet werden, die so lange wie möglich gegen Anhaftungen resistent sind. Die leichte Zugänglichkeit des Ofeninneren trägt auch dazu bei, den Metallverlust beim Entfernen von Krätze zu minimieren.

Schon gewusst? Die speziell entwickelten Türen des StrikoMelter und die unterschiedlichen Neigungswinkel des Schmelztisches optimieren die Reinigungsbedingungen. Wir haben eine Reihe von Videos, Richtlinien und Spezifikationen entwickelt, die den Kunden dabei helfen, ihre Öfen zu reinigen und in einem Top-Zustand zu halten, um eine maximale Metallausbeute zu erzielen.

Konzentration aufs Freischmelzen

Bei Schachtschmelzöfen ist zudem ein tägliches „Freischmelzen“ bei voller Leistung notwendig, um die Krätzeentfernung und einen sauberen, effizienten Schmelzprozess zu gewährleisten. Das Abdecken des Schachts mit einer optionalen Heißgasbaffel während dieses Vorgangs speichert die Wärme (was ebenfalls Energieverschwendung verhindert) und ermöglicht eine bessere Trennung von Metall und Krätze.  

Ein weiterer interessanter Fakt: Die Heißgasbaffel des StrikoMelter erleichtert nicht nur die Trennung von Krätze und Metall, sondern reduziert auch den Energieverbrauch während des Freischmelzprozesses um bis zu 15 %.

Mit Stahl verstärken

Nachrüstlösungen zur Verlängerung der Lebensdauer der Ofenauskleidung und zur Vermeidung eines vorzeitigen Austauschs sind ebenfalls eine Überlegung wert. Bei StrikoWestofen bieten wir beispielsweise speziell konstruierte Prallplatten aus Stahl als Nachrüstoption an, die Kunden dabei helfen, Beschädigungen und mechanischen Verschleiß der Ofenauskleidung im oberen Schachtbereich zu vermeiden – einer Zone, die besonders beim Chargieren von schweren und scharfkantigen Materialien stark beansprucht wird.

Nicht vergessen: Wenn es an der Zeit für die Neuauskleidung Ihres Schmelzofens ist, sollten Sie von Ihrem Anbieter erwarten, dass er die Leistung, z. B. den Gasverbrauch pro Tonne geschmolzenen Metalls, auf der Grundlage der neuesten Erkenntnisse und der verwendeten Materialien modernisiert und optimiert und Validierungsdaten aus Tests vor Ort bereitstellt.

2) Vermeiden Sie es, Geld zu verbrennen – überprüfen Sie Ihre Einstellung 

Überschüssige Luft trägt oft zu einem erhöhten Energieverbrauch von Schmelzöfen bei, was meist auf ein unausgeglichenes Luft-Gas-Verhältnis zurückzuführen ist.

Das Ziel einer jeden Gießerei sollte die vollständige Gasverbrennung ohne Luftüberschuss sein – das entsprechende Verhältnis wird als „stöchiometrisches Luft-Gas-Verhältnis“ bezeichnet. Die Einhaltung eines nahezu stöchiometrischen Luft-Brennstoff-Verhältnisses senkt nicht nur die Gaskosten (bis zu 2 % im Vergleich zu einem Brenner mit zu viel Luftüberschuss), sondern trägt auch zur Verringerung der Metalloxidation und zur Optimierung der Gesamtproduktivität des Ofens bei.

Eine regelmäßige Überprüfung der Brennerkalibrierung und -ausrichtung als Teil der Standardwartungsmaßnahmen ist daher eine der einfachsten Möglichkeiten, um sicherzustellen, dass Ihr Schmelzprozess so effizient und effektiv wie möglich arbeitet.

Die Ausrichtung und Positionierung des Brenners ist ebenfalls sehr wichtig, um eine direkte Flammenbeaufschlagung zu vermeiden. Kürzere Flammen und niedrigere Flammengeschwindigkeiten verhindern den direkten Kontakt mit dem Beschickungsgut und reduzieren so Krätzebildung und Metallverlust.


Wir bieten eine nahstöchiometrische Brennereinstellung bei der Inbetriebnahme aller StrikoMelter-Modelle.
Spezielle Software und Luftstrommessungen werden verwendet, um die Positionierung der Luftklappe des Brenners zu optimieren und ein optimales Verhältnis von Luft und Brenngas zu erzielen.

More about burner adjustment

3) Automatisieren Sie Schlüsselprozesse

Die Automatisierung von Schlüsselprozessen ist eine weitere Möglichkeit, unnötige Wartungsarbeiten zu reduzieren und die Effizienz zu verbessern - insbesondere bei Schmelzöfen. Das Beschicken zum richtigen Zeitpunkt, mit dem richtigen Volumen und Materialmix, kann nicht nur den Energieverbrauch drastisch reduzieren, sondern auch dazu beitragen, die „Gesundheit“ des Ofens zu optimieren, indem der Wartungsbedarf minimiert und die Lebensdauer maximiert wird.

Der Einsatz eines automatischen Beschickungssystems und eines Schachtlaser-Scanners kann daher einen großen Einfluss haben.

Ein Schachtlaser-Scanner ist optional für alle StrikoMelter-Ofentypen verfügbar. Er stellt sicher, dass der Füllstand im Schacht nie zu weit sinkt. Ebenso hilft er den Wartungsbedarf zu minimieren und die Schmelzleistung zu optimieren. Nachrüstoptionen sind ebenfalls erhältlich. Automatisierte Lösungen wie unsere Teillast-Effizienzsteuerung (Part Load Efficiency Control, PLEC) stellen außerdem sicher, dass Öfen, die nicht mit voller Schmelzkapazität schmelzen, energieeffizient arbeiten. Dabei werden Brennereinsatz und Füllstände so optimiert, dass potenzielle Risiken für Schmelze und Ofen vermieden werden

More about Part Load Efficiency Control

4) Alles dicht – keine Chance für Wärmeverluste

Bei Schmelzöfen entweichen beträchtliche Wärmemengen durch schlecht abgedichtete Türen, oder wenn die Türen schlecht positioniert sind. Die Wartung der Seildichtung an den Ofentüren mag ein sehr kleines Detail sein, aber selbst dies kann zu einer Energieeinsparung von 1 % führen. Zusammen mit der selbstdichtenden Reinigungstür führt die Seildichtung zu einer perfekten Dichtigkeit. Eine zuverlässige Abdichtung spart Energie, indem sie den Wärmeverlust während des Schmelz- und Warmhaltevorgangs reduziert und gleichzeitig das Eindringen von Luft verhindert, was zu Oxidation und Korundbildung führen kann.

Dosierofenwartung

1) Eine Kammer, bitte – warum Ofendesign zählt

Dosieröfen mit Pumpensystem, die ein Pumpeneinlassventil, Pumpentöpfe und ein separates Transfersystem zur Überführung von Flüssigmetall in die Pumpe verwenden, bringen aufgrund der zusätzlichen Kammern einen höheren Reinigungsaufwand mit sich. Dieses System ist auch anfälliger für die Bildung von Verunreinigungen, da die Schmelze bei der Überführung in die Pumpe der Atmosphäre ausgesetzt ist.

Im Gegensatz dazu haben Einkammer-Dosieröfen, die ein Steigrohr verwenden, weniger mechanische Teile (was den Maschinenverschleiß reduziert) und weniger zu reinigende Bereiche. Tatsächlich zeigt eine Analyse, dass ein Steigrohr im Vergleich zu einem Pumpensystem 94 % weniger Reinigungszeit erfordert. Zusätzlich wird die Schmelzequalität verbessert, da das Metall stets unterhalb der Badoberfläche entnommen wird, was das Risiko einer Verunreinigung durch Oxidationsbildung verringert.

Dies reduziert den gesamten Reinigungs- und Wartungsaufwand. Doch auch Dosieröfen mit nur einer Kammer können mit der richtigen Pflege noch besser werden.

2) Sauberkeit kann auch hier zu großen Einsparungen führen

Genau wie bei Schmelzöfen ist eine regelmäßige und rechtzeitige Reinigung der Dosieröfen für die Produktlebensdauer und die Schmelzequalität von entscheidender Bedeutung. Die optimale Reinigungsfrequenz hängt von Faktoren wie der Metallqualität, den verwendeten Legierungen und der Dosierfrequenz ab. Hier sind drei Tipps zur Reinigung, die dazu beitragen Ihren Prozess so produktiv wie möglich zu gestalten.

Sauber machen – mit sauberen Werkzeugen: Einmal pro Schicht sollten die Seitenwände von Materialanhaftungen befreit und das Aluminiumoxid von der Oberfläche des Metallbades entfernt werden, um die Schmelzequalität zu optimieren und einen effizienten Ofenbetrieb sicherzustellen. Vergewissern Sie sich, dass die verwendeten Werkzeuge immer trocken sowie frei von Öl und Fetten sind. Es wird empfohlen, für diesen Prozess keine Reinigungssalze zu verwenden. Weitere Informationen zu Reinigungsmethoden und -häufigkeit finden Sie in der Betriebsanleitung Ihres Ofens.

Vernachlässigen Sie Ihr Steigrohr nicht: Während Dosieröfen, die mit einem Steigrohr arbeiten, das Risiko einer Verunreinigung der Schmelze reduzieren, indem sie Metall stets von unterhalb der Badoberfläche entnehmen, ist es wichtig, die Auslaufkante des Steigrohrs sauber und frei von möglichen Aluminiumablagerungen zu halten. Dies hat nicht nur Auswirkungen auf die Qualität der Schmelze, sondern kann auch Abweichungen in der Dosiergenauigkeit vermeiden.

Schon gewusst? Westomat-Dosieröfen verfügen über eine Option zur Steigrohrkantenreinigung, bei der kurze Druckluftstrahlen zur kontinuierlichen Entfernung von Aluminiumablagerungen eingesetzt werden, um den Wartungsaufwand zu reduzieren und die Betriebszeit zu verbessern

Auch die Rinne will gereinigt werden: Die Überführungsrinne ist eine weitere Komponente, bei der Reinigung und Wartung entscheidend sind, um Probleme mit der Dosiergenauigkeit, der Prozesskonsistenz und der Qualität der Gussteile zu vermeiden. Kürzere Überführungsrinnen tragen zur Minimierung dieses Risikos bei und sind daher vorzuziehen. Genauso wichtig ist es aber, diese stets möglichst sauber zu halten. Eine Überlegung wert ist daher die selbstreinigende Rinne, die mit einer speziellen Beschichtung punktet und den Metallfluss optimiert, indem das Anhaften und das Bilden von Metallfäden an der Rinnenoberfläche verhindert wird.

3) Der richtige Ersatz 

Wie bereits erwähnt, kann die Verwendung von OEM-Ersatzteilen einen großen Unterschied ausmachen, wenn Komponenten im Rahmen laufender Wartungspläne ausgetauscht werden müssen. Sie halten nicht nur länger, was einen eindeutig positiven finanziellen Effekt hat, sondern stellen auch sicher, dass die Anlagen maximale Produktivität erreichen. Dies gilt für jede Komponente der Gießereiausrüstung, ist aber bei Dosieröfen besonders wichtig. Hier sind zwei Beispiele, die erklären, warum dem so ist:

Steigrohr: Inkompatibilität = Ungenauigkeit

Während ein Steigrohr ein leicht austauschbares Teil zu sein scheint, können selbst kleine Abweichungen in der Rohrdichtigkeit, der Zusammensetzung und den Abmessungen einen erheblichen Einfluss auf die Leistung des Dosierofens haben – am deutlichsten wird dies durch Druckverlust, der wiederum die Dosiergenauigkeit beeinflusst.

Nicht-OEM-Ersatz-Steigrohre können auch zu einer falschen Positionierung in der Schmelze führen, entweder bei der ersten Inbetriebnahme oder im Laufe der Zeit, da sich der Rohrdurchmesser während des Ofenbetriebs durch Abnutzung verändern kann. Das Endergebnis ist dasselbe – Dosierungenauigkeit aufgrund von Inkompatibilität der Bauteile. Selbst die kleinste Abweichung in den Abmessungen kann zu großen Problemen führen.

Ofenauskleidung und Komponenten: Bereit zum Einsatz 

OEM-Ofenauskleidungen und feuerfeste Wechselteile für Dosieröfen garantieren exakte Passgenauigkeit. Warum ist das so wichtig? Eine schlecht installierte Feuerfestauskleidung kann den Gesamtenergieverbrauch um bis zu 30 % erhöhen. Dies kann auch zu Druckdichtigkeitsproblemen führen, die Ungenauigkeiten bei der Dosierung und eine schlechte Passung der Teile zur Folge haben. All dies kann sich negativ auf die Lebensdauer des Dosierofens, die Produktivität und die Schmelzequalität auswirken.

Auch das spezifische Design der OEM-Teile ist wichtig, da geringe Formabweichungen einen großen Unterschied ausmachen können. So ist z. B. die Form unseres Graugusstrichters für den Westomat auf maximale Durchflussraten, schnelles Befüllen und einfache Reinigung optimiert.

Während ein Produkt wie das andere aussehen kann, können die verwendeten Prozesse und Materialien erheblich variieren, was bedeutet, dass sich beispielsweise die mechanischen Abriebfestigkeiten wesentlich unterscheiden. Dies kann zu einem vorzeitigen Ausfall des Bauteils und der Notwendigkeit eines weiteren ungeplanten Austauschs führen.

Finden Sie heraus, wie Schlicht Druckguss, eine Druckgießerei, die sich auf die weltweite Lieferung von Aluminiumteilen, Gussformen und Werkzeugen spezialisiert hat, davon profitierte, dass sie den Austausch ihrer Dosierofenauskleidung ausschließlich aus OEM-Hand bezogen hat.

Find out more here