Projektcluster EnerTHERM

Energieeffizienz bei kontinuierlichen Wärmebehandlungsanlagen: Auslegung von Rollenöfen

Motivation

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

  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

  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