Fraunhofer ISC, Zentrum für Hochtemperatur-Leichtbau HTL, Bayreuth
Fraunhofer ISC, Zentrum für Hochtemperatur-Leichtbau HTL, Bayreuth

Projektcluster EnerTHERM

Energieeffizienz bei kontinuierlichen Wärmebehandlungsanlagen: Auslegung von Rollenöfen

Motivation

EnerTherm Teilprojekt B: Schematische Darstellung eines Rollenofens

Im Bereich der Keramik und Metall verarbeitenden Industrie werden für Sinter- und Veredelungsprozesse oft kontinuierlich betriebene Rollenöfen eingesetzt. Die Energieeffizienz dieses Ofentyps kann durch unterschiedliche Ansätze verbessert werden:

  1. Steigerung des Durchsatzes durch Verbreiterung des Ofenschachtes
  2. Verringerung der Wärmeverluste an den Transportrollen
  3. Verringerung der Wärmeverluste entlang der Ofenlängsachse

Zielsetzung

EnerTherm Teilprojekt B: Bearbeitung einer Transportrolle
EnerTherm Teilprojekt B: Schematische Darstellung einer Transportrolle im Rollenofen und deren Verhalten unter thermischer Belastung
  1. Der Beitrag einzelner Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz von Rollenöfen soll mittels Computersimulation bestimmt und bewertet werden.
  2. Das Transportsystem als besonders kritische Komponente soll mittels thermomechanischer FE-Simulation neu konzipiert werden.
  3. Für Transportrollen, die als Demonstrator im Teilprojekt: SiC/SiC-Bauteile von Rollenöfen entwickelt werden, sollen Testverfahren entwickelt werden.

Lösungsweg

EnerTherm Teilprojekt B: Darstellung der Themperaturverteilung in einem Rollenofen
  1. Entwicklung eines thermischen Modells für den Rollenofen und dessen Validierung
  2. Auslegung der Transportrollen unter Berücksichtigung neuer Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde, z. B.:
    > Faserverbundwerkstoffe
    > Hybridbauweisen
    > Mehrschichtsysteme
  3. Simulation der Belastungen bei geometrischen Änderungen der Ofenanlage, speziell der Ofenbreite
  4. Bestimmung von Materialkennwerten für die FE-Simulation
  5. Entwicklung von Prüfkonzepten für Transportrollen unter Einsatzbedingungen

Weitere Teilprojekte

Hochtemperatur-Material-charakterisierung
Potentialanalyse Thermoprozess-anlagen
Optimierung Wärmebehandlungs-prozesse
Simulation Thermoprozess-anlagen
Entwicklung Leichtbau-materialien
Entwicklung Fügeverfahren
SiC/SiC-Bauteile für Rollenöfen