Hocheffizienter Glühofen zur Wärmebehandlung von Aluminium-Coils.
Susanne Dobler/Alunorf
Um die gewünschten metallurgischen Eigenschaften zu erzielen, werden Eisen- und Nichteisenmetalle wärmebehandelt. Leider ist dies immer ein extrem energieintensiver Prozess. Ein innovatives Ofenkonzept hilft, Strom zu sparen.
Die Aluminium Norf GmbH (Alunorf), eines der weltweit größten Aluminiumschmelz- und Walzwerke, fertigt Aluminiumbänder in unterschiedlichen Materialdicken, Durchmessern und Bandlängen. Beim Kaltwalzprozess erwärmen sich die Bänder auf bis zu 190 Grad Celsius. Um die gewünschten metallurgischen Eigenschaften zu erzielen, werden die gewalzten Bänder anschließend bei etwa 480 Grad Celsius in Glühöfen wärmebehandelt.
Die bereits durch den Walzprozess in die Bänder eingebrachte Wärme konnte der Betrieb mit der bis 2011 bestehenden Anlagentechnik nicht für die Wärmebehandlung nutzen. Die Bänder mussten vor der Wärmebehandlung auf unter 60 Grad Celsius abkühlen, um für die bestehenden Zeit- und Temperaturprogramme des gesamten Ofenraumes prozesssichere Bedingungen zu schaffen.
Innovatives Ofenkonzept
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„Wir wollten diese Restwärme aus dem Walzprozess nutzen, um den Energieverbrauch der Wärmebehandlung nachhaltig zu senken“, so Alunorf-Projektleiter Olaf Trepels. „Dabei setzten wir auf ein innovatives Ofenkonzept.“ Für das erstmals in der Industrie eingesetzte Verfahren erhielt das Unternehmen einen Zuschuss aus dem Umweltinnovationsprogramm des Bundesumweltministeriums. Unterstützt wurde es dabei durch die Finanzierungsberatung der Effizienz-Agentur NRW.
Die nun zum Einsatz kommende Wärmebehandlung besteht aus einer energieeffizienten Ofengruppe mit fünf Aggregaten, in der der thermische Zustand jedes einzelnen Bandes genau online geregelt werden kann. Die Öfen verfügen über eine 4-Einzelzonenregelung mit einer Onlineprozesssteuerung, die das individuelle Glühen von vier Einzelcoils erlaubt. „Dies ermöglicht es, die Coil-Temperaturen während des gesamten Glühprozesses online zu erfassen und zu regulieren“, erklärt Trepels. „Mit Hilfe der neuen Technik können wir erstmals walzwarme Coils direkt wärmebehandeln und so die Restwärme aus dem Walzprozess in den Glühöfen nutzen.“
Weniger Energieverbrauch und geringere Kohlendioxid-Emissionen
Darüber hinaus setzt Alunorf die heißen Ofenabgase zur Vorwärmung des im Ofenraum genutzten Schutzgases ein, was ebenfalls Energie einspart. Auch die innerbetriebliche Logistik konnte verbessert werden, was zu verkürzten Durchlauf- und Bearbeitungszeiten führte. Insgesamt ergeben sich nach Unternehmensangaben durch die neuartige Wärmebehandlungsanlage im Vergleich zur Altanlage Energieeinsparungen von jährlich 45 Prozent (ca. 31.000 MWh), was dem jährlichen Stromverbrauch von mehr als 8.800 Privathaushalten entspricht. Bei einer Jahresproduktion von 180.000 Tonnen werden etwa 8.500 Tonnen CO2-Äquivalente pro Jahr vermieden.