Lexikon

Ein Eisenpaketüberstand wird aus konstruktiven und elektomagnetischen Gründen benötigt. Die Eisenpakete dienen zur Führung und Leitung des magnetischen Flusses ausserhalb der Induktionsofenspule. An den beiden Enden der Induktionsspule entsteht ein Querfeld, das durch die Eisenpakete „eingefangen“ werden muss, damit das sonst entstehende Streufeld nicht die Stahlkonstruktion des Ofenkörpers induktiv erwärmen kann.
Der Eisenpaketüberstand sollte oben etwa so gross sein wie der Abstand zwischen dem Nenntiegeldurchmesser und dem Spuleninnendurchmesser. Im unteren Bereich werden ca. 30 % mehr an Überstand eingesetzt. Genauere Werte ergeben sich aus den elektrischen Daten des jeweiligen Ofens. Bei einem 5 t-Ofen mit 3.000 kW sind es oben ca. 120 mm und unten ca. 160 mm. Wenn der Ofen mit 4.800 kW betrieben wird können hier 150 und 200 mm erforderlich werden.

Emission nennt man den Austritt von Strahlen, Gasen oder Stoffen, z. B. Staubemission aus einem Kupolofen.

Energie oder Energieverbrauch ist die Bezeichnung für das Produkt aus Leistung mal Zeit und wird angegeben in kWh. Beim Schmelzen ist in der Regel der Begriff „Energieverbrauch“/Tonne Schmelzgut von Interesse. Hierbei muß man zwischen dem theoretischen und dem praktischen unterscheiden. Der theoretische Bedarf liegt bei rund 390 kWh je Tonne Eisen. Der Netzenergiebedarf eines gut ausgelegten Hochleistungsschmelzofens liegt bei den in der Gießerei üblichen Abstichtemperaturen (ca. 1.450 bis 1.500 °C) bei 510 bis 540 kWh/Tonne, der praktische Schmelzbetrieb üblicher Anlagen bei 585 bis 640 kWh/Tonne.^[1] Wenn ein Tiegelofen als „Schmelzmaschine“ mit optimaler Chargierung, Absaugung und Prozesssteuerung gefahren wird, sind bei der höheren Abstichtemperatur von 1.550 °C Energieverbräuche von 560 kWh/Tonne möglich. Der Aufschlag gegenüber der Hochleistungsspanne erklärt sich temperaturbedingt: rund 15 kWh/t je 50 K Mehrtemperatur, netzseitig (Rechenprobe: 0,83 kJ/(kg·K) x 50 K = 11,5 kWh/t Nutzenergie, bei einem Wirkungsgrad von 0,75 rund 15,3 kWh/t Netzenergie, vgl. /schmelzzeit/), sodass 560 kWh/t bei 1.550 °C konsistent zur Hochleistungsspanne bei 1.450 bis 1.500 °C liegt.

Quellen

1. Dr. Erwin Dötsch (ABP Induction Systems GmbH): Induktionsofentechnologie und Energieeffizienz. GIESSEREI 06/2011, veröffentlicht auf guss.de (Bundesverband der Deutschen Gießerei-Industrie e. V.): spezifische Enthalpie 390 kWh/t für Schmelzen und Überhitzen von Gusseisen auf 1.500 °C, Netzenergiebedarf 520 kWh/t bei 1.500 °C, praktischer Schmelzbetrieb 560 bis 650 kWh/t. Abgerufen am 27.08.2026.

Entschwefelung ist ein partieller oder weitergehender Entzug des Schwefels aus Metallschmelzen, z. B. mit Calciumcarbid, Kalk oder Soda bei Gußeisen. Eine gute Entschwefelung ist eine Voraussetzung bei der Herstellung von Gußeisen mit Kugelgraphit.

Entstauben ist die Reinigung der Abluft, der staubbeladenen Absaugfilter und der Heißgase im Industriebetrieb und den Gießereien.

Erdschluss ist ein Isolationsfehler zwischen spannungsführenden Konstruktionselementen und den auf Erdpotential liegenden Konstruktionselementen sowie dem über Bodenelektroden geerdeten Schmelzenbad.

Erdschlusssuche beschränkt sich in der Regel auf den Bereich des Ofens und dort im Wesentlichen auf den Bereich der Ofenspule. Als 1. sollte man die Funktion der Erdschlussanzeige mit einem 500 Ohm Widerstand, der in die Messstrecke eingebaut wird, prüfen. Zur Feststellung, ob der Erdschluss zwischen der Schmelze und der Spule ist, muss nach dem Abklemmen der Bodenelektroden ein wesentlich höherer Widerstandswert angezeigt werden. Falls weiterhin der Erdschluss mit gleichem Wert ansteht, muss dieser ausserhalb der Ofenspule anstehen. In einem dunklen Ofenraum kann ein Schluss ggf. sichtbar werden. Sollte der Schluss im Bereich der Zuleitungen oder der Energieversorgung liegen, so könnte dieses in dunklen Betriebsräumen sichtbar sein. Bei Netzfrequenzanlagen treten oft Erdschlüsse im Bereich der Anfahrwiderstände auf. Eine „Hammermethode“ ist die Prüfung mit überbrücktem Isolationswächter, geerdetem Sternpunkt des Trafos über eine 25 oder 35 Amperesicherung. Bei dieser Methode kann man über einen längeren Zeitraum auch eine eventuell hörbare Diagnose treffen, z. B. in der Symmetrierdrossel oder zwischen einem Eisenpaket und der Spule.

Erosion ist das Abtragen von Material an der Oberfläche von Bauteilen, an denen Flüssigkeiten, Dämpfe oder Gase vorbei strömen.

Quellen

1. Herbert H. Netzel: Induktionsofenhandbuch. 3. Auflage, Eigenverlag IES, Witten 2003, S. 48.

Erstarrung ist der Übergang vom schmelzflüssigen in den festen Zustand. Hier tritt eine Erstarrungsschrumpfung ein, der dabei im Formraum entstehende Volumenverlust muss durch Nachspeisung mit noch flüssigem Metall ausgeglichen werden.

Erstarrung bezeichnet in der Gießereitechnik den physikalischen Prozess, bei dem flüssiges Metall während des Abkühlens vom flüssigen in den festen Aggregatzustand übergeht.

Bedeutung der Erstarrung in der Gießerei

Die Erstarrung ist eine Kernphase im Gießprozess und bestimmt maßgeblich die Qualität des Gussteils. Während des Abkühlens bildet das flüssige Metall erste Kristallstrukturen, sogenannte Keime, die sich anschließend weiter ausdehnen und vernetzen. Die Geschwindigkeit und Art der Erstarrung beeinflussen wesentliche Werkstoffeigenschaften, wie Gefügestruktur, Festigkeit, Zähigkeit und Oberflächenbeschaffenheit des fertigen Bauteils. Dabei ist die Steuerung der Erstarrungsmechanismen entscheidend, um Lunkerbildung, Porosität und unerwünschte innere Spannungen zu minimieren.

Phasen und Mechanismen der Erstarrung

Der Erstarrungsvorgang kann in verschiedene Phasen eingeteilt werden. Zu Beginn bilden sich erste Kristallisationskeime bei Annäherung an die Erstarrungstemperatur. Diese wachsen im Verlauf der Erstarrung weiter und bilden dendritische oder körnige Gefüge. Eine kontrollierte Keimbildung und ein gleichmäßiges Wachstum sind hier essentiell, um qualitativ hochwertige Gussteile zu sichern. Durch gezielte Zusätze von Legierungen oder Behandlung mit sogenannten Impfmitteln können die Keimbildung beeinflusst und die gewünschte Gefügeausbildung optimiert werden.

Einflussfaktoren auf den Erstarrungsprozess

Verschiedene Faktoren beeinflussen die Erstarrung maßgeblich, darunter die chemische Zusammensetzung der Metallschmelze, die Abkühlgeschwindigkeit, die Formgestaltung sowie die Gießtemperatur. Änderungen eines dieser Parameter wirken sich unmittelbar auf Struktur und damit auf Qualität und Eigenschaften des Gussteils aus. Daher werden fortschrittliche Techniken wie Computersimulationen heute genutzt, um die Erstarrung detailliert vorherzusagen und gezielt zu optimieren.

Gießen ist die Formgebung eines Werkstoffes, der im flüssigen Zustand unter dem Einfluß der Schwerkraft, der Fliehkraft oder unter Druck in eine dem Fertigungserzeugnis entsprechende Form gefüllt wird und darin erstarrt. Im Allgemeinen versteht man unter Gießen das Einbringen des flüssigen Gießwerkstoffes in die Form.