Lexikon

Warmhalten ist der Ausdruck für die Temperaturführung auf Abgußtemperatur. In Abhängigkeit der Ofenkonstruktion und den wärmetechnischen Isolierungen können die Wärmeverluste in kW/t Inhalt zwischen ca. 6 bei Rinnenwarmhalteöfen mit 130 t Inhalt und 28 bei Tiegelöfen mit ca. 3 t Inhalt betragen. Warmhalten kostet Geld und sollte in Abhängigkeit der Prozesssteuerung minimiert werden.

Wärmeverluste hat man bei allen Behältnissen in denen sich Schmelzen mit hohen Temperaturen befinden. Bei Rinnenwarmhalte öfen werden die Verluste durch die Schmelzenkontakfläche, die Badoberfläche und die Induktorleerverluste bestimmt. Die Induktorverluste betragen bei einem 120 kW-Induktor ca. 25 kW und bei einem 2.000 kW-Induktor ca. 100 kW. Bei optimaler Gefäßauslegung entspricht der Schmelzendurchmesser auch der Höhe des Schmelzbades, damit erreicht man die geringste Kontakt-/Oberfläche bei höchstem Rauminhalt. Warmhalteöfen können in Abhängigkeit der wärmetechnischen Isolierung und der Zustellung wie eine „Thermoskanne“ wirken. Bei einem 13 t-Tiegelofen rechnet man mit 120 kW thermischem Wandverlust, 20 kW Bodenverlust, 35 kW Oberflächenverlust bei geschlossenem Deckel, somit 175 kW Leerlaufverluste.

Wärmerückgewinnung ist bei Tiegelöfen nur beschränkt und in Abhängigkeit der Anlagenkonfiguration nur mit hohem Aufwand erfolgreich einsetzbar.
In der Regel liegt der Temperaturbereich des Kühlwassers zwischen 30 und 65 °C. In der Praxis wird dabei häufig mit einer Temperaturdifferenz von rund 27 K gearbeitet, unabhängig von den genannten Bereichsgrenzen. Wärmepumpen arbeiten bei ca. 80 °C effizient. Oberhalb von 72 °C fällt aus dem Kühlwasser der Kalk aus, die Wasserleitungen setzen sich zu und erfordern eine entsprechende Behandlung des Wassers. Nutzbare Anwendungen sind: Aufbereitung von Waschwasser und Beheizung von Räumen im Winter. Bei einem 5 t-Ofen mit 3.000 kW fallen ca. 810 kW Wärmeenergie im Kühlwasser an (Erfahrungswert; Verlustwärme von Spule und Tiegelwand, ohne Umrichter^[1]), die nur zu einem geringen Anteil wirtschaftlich genutzt werden können. Es gibt eine Vielzahl von Ingenieurbüros, die sich mit der Wärmerückgewinnung beschäftigen. Das Kühlwasser des Ofens erreicht 65 °C, die Rücklauftemperatur ist wegen der Kalkausfällung auf 72 °C begrenzt. Wärmepumpen arbeiten erst bei etwa 80 °C wirtschaftlich. Deshalb ist eine direkte Anhebung auf Nutztemperatur nicht möglich.

Quellen

1. Herbert H. Netzel: Induktionsofenhandbuch. 3. Auflage, Eigenverlag IES, Witten 2003, S. 222. Erfahrungswert, keine Herstellerangabe. Das Handbuch nennt im Abschnitt Kühlwassermengen (S. 118) für denselben Beispielofen 810 bzw. 1.050 kW mit unterschiedlichem Umfang. Wir vereinheitlichen auf 810 kW (Spule und Tiegelwand).

Vorlegierung ist die Bezeichnung für Legierungen, die ausschließlich als Legierungsmittel verwendet werden.

 

Checkliste ist der neudeutsche Ausdruck für die Prüfliste, die zum Abarbeiten von vorgegebenen Prüfpunkten erstellt wird. Bei Induktionsöfen unterscheidet man den elektrischen und den mechanischen Teil. Alle führenden Ofenhersteller haben für die Anlagenkomponenten die Checklisten separat ausgearbeitet oder geben über die Betriebsanweisung entsprechende Hinweise.
Grundsätzlich sollte mindestens alle 4 Wochen eine Säuberung inkl. einer optischen Prüfung durchgeführt werden. Hierbei ist insbesondere auf die Dichtigkeit der wasserführenden Teile und die Hydraulik zu achten. Reparaturen sind nicht aufzuschieben, um unvorhersehbare Ausfälle zu vermeiden.

Cogemikanit ist ein Handelsname für ein Plattenschichtmaterial, das im Induktionsofenbau als elektrische Isolierung und als Trennmittel am Tiegel zwischen dem Verschleisstiegel und dem Spulenputz eingesetzt wird.
Es werden Plattendicken von 0,5 bis 2,5 mm verarbeitet. Über 2,5 mm sind die Platten nicht mehr beweglich genug und damit in der Anwendungsmöglichkeit begrenzt. Es gibt Dicken von 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; und 1,0 mm auf Rollen mit 1.000 mm Breite und Längen von 10 bis 25 m je nach Dicke.

Eine spezielle Ausführung ist Cogemikanit mit innenliegendem „Fliegendrahtgitter“ und aussen jeweils 0,5 mm Mikanit zum Anschluss von Überwachungssystemen in Tiegelöfen.
Eisenpakete werden mit 2 mm Isoplan und in Abhängigkeit der Betriebsspannung mit 2 x 0,5 bis 6 x 0,5 mm Cogemikanit bei 3.000 Volt gegen den Spulenaussenmantel isoliert.

Der Curiepunkt ist die Temperatur, bei der ein ferromagnetischer metallischer Werkstoff in den unmagnetischen (paramagnetischen) Zustand übergeht.
Beispiele: Eisen 770 °C (1043 K) und Nickel 354 °C (627 K).^[1]

Quellen

1. Kittel, C.: Introduction to Solid State Physics. 8. Auflage, John Wiley & Sons, 2005, Kapitel 12 „Ferromagnetism and Antiferromagnetism“, S. 329, Tabelle 1 „Ferromagnetic crystals“ (Eisen 1043 K, Nickel 627 K). Abgerufen am 26.08.2026.

Dauerfutter werden bei Tiegelöfen mit Wanddicken von über ca. 150 mm eingebracht. In der Regel handelt es sich um hochtonhaltige Gießmassen, die mit Hilfe einer nach oben konischen Schablone gegossen werden. Die Konizität ist wie beim Tiegelausdrücken ca. 0,8 %.

Die Dicke am oberen Rand sollte 25 mm aus giesstechnischen Gründen nicht unterschreiten. Bei einem 30 t Ofen ist die Dicke oben 30 mm und damit unten 46 mm. Diese Massen werden mit ca. 6 % Wasser verarbeitet. Grössere Wassermengen führen zwar zu einem besseren Giessverhalten, haben aber den Nachteil der höheren Porosität und damit eine wesentlich geringere Festigkeit. Ausserdem muss das Wasser mühsam mit Hilfe von verschiedenen Heizmethoden entfernt werden.

Das Trocknen kann mit gas– oder ölbefeuerten Brennern sowie induktiv erfolgen. Die max. Temperatur am unteren Rand des Dauerfutters sollte 400°C nicht überschreiten, damit die wassergekühlte Induktionsofenspule keinen Schaden erleidet. Im Übrigen sollte der Trocknungsprozess wie bei den Giessmassen beschrieben durchgeführt werden. Ein langsam getrocknetes Dauerfutter neigt nicht so schnell zu Rissbildungen wie ein zu schnell getrocknetes Dauerfutter.

Deckelantriebe für Induktionstiegelöfen gibt es in vielfältiger Ausführung. Bei Klappdeckeln oder Schiebedeckeln wird mit Differentialzylindern und Ketten gearbeitet. Wenn Deckelhauben eingesetzt werden, wird der Antrieb über 2 Differentialzylinder realisiert.

Schwenkdeckel werden über eine Kurvenrolle und Führungszylinder mittels eines senkrecht wirkenden Plungerzylinders angetrieben. Das Absenken erfolgt über das Eigengewicht des Deckels und der Kolbenstange. Bei bestimmten Erfordernissen wird auch ein kleiner Differentialzylinder eingesetzt.