Der Wirkungsgrad gibt das Verhältnis zwischen der Netto- und der Bruttoleistung an. Für 1 t Grauguß werden ca. 390 kWh Energie theoretisch benötigt (Schmelzen und Überhitzen auf 1.500 °C). In einem gut ausgelegten Tiegelofen werden bei den in der Gießerei üblichen Abstichtemperaturen (ca. 1.450 bis 1.500 °C) in Abhängigkeit seiner Konstruktionsmerkmale und dem Fassungsvermögen rund 520 kWh/t benötigt.[1] Das entspricht einem Gesamtwirkungsgrad von rund 0,75. Auf Grund der optimalen Auslegung eines Ofens hinsichtlich seiner wärmetechnischen Verluste und der wirtschaftlichen Abmessungen ergibt sich ein Verhältnis von 1,13:1 zwischen aktiver Induktionsspulenlänge zum Spulendurchmesser.
Der rein elektrische Wirkungsgrad wird von der Spulenlänge oder -höhe abhängig gemacht. Bei gleichem Tiegelinhalt und gleicher elektrischer Leistung soll an 3 Ausführungen eines 13 t-Tiegelofens erläutert werden. Die Tiegelwandstärke beträgt in dieser Größenordnung 140 mm. Wenn man das Magnetfeld und den Feldlinienverlauf bei einem vollflüssigen Ofen betrachtet, dann hat man jeweils am oberen und unteren Ende der Spule ein Querfeld und in der Mitte der Spule ein Längsfeld.
Bei gleicher elektrischer Leistung sind die Sektoren der Querfelder gleich lang, d. h. bei einer Spulenlänge von ca. 1.300 mm sind oben und unten jeweils ca. 300 mm Querfeld und 700 mm Längsfeld in der Mitte. Aus diesen Annahmen errechnet sich ein Wirkungsgrad von ca. 75 %.
Wenn die Spulenlänge für einen gleichen Tiegelinhalt innerhalb der Spule von 10 t verändert wird, ergeben sich bei einer Verkürzung auf ca. 1.100 mm Spulenlänge und jeweils oben und unten 300 mm Querfeld und 500 mm Längsfeld und es ergibt sich theoretisch ein elektrischer Wirkungsgrad von ca. 69 %.
Bei einer Verlängerung der Spule auf 1.700 mm Höhe ergibt sich ein Längsfeld von ca. 1.100 mm und ein elektrischer Wirkungsgrad von ca. 81 %.
Quellen
- 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 75 % Gesamtwirkungsgrad, praktischer Schmelzbetrieb 560 bis 650 kWh/t. Abgerufen am 27.08.2026.