5 Möglichkeiten, wie Sie Energie beim Schmelzen und Metalltransport sparen

Aluminiumdruckgussprozesse sind bekanntermaßen energieintensiv. Tatsächlich sind etwa 25 % der Gesamtkosten bei der Herstellung von Druckgussteilen mit dem Energieverbrauch verbunden. Das Identifizieren und Beheben von „Hot Spots“ im Energiebereich kann daher einen enormen Beitrag zur allgemeinen Kosteneffizienz und Rentabilität leisten.

Genau deshalb wird in diesem Leitfaden das Schmelzen und der Transport von Flüssigaluminium näher betrachtet. Energieintensive Prozesse sind keineswegs auf diesen speziellen Bereich beschränkt. Es ist allerdings eine beträchtliche Menge an Energie erforderlich, um Rücklaufmaterial und Masseln zu schmelzen und das Flüssigmetall auf der richtigen Temperatur zu halten. Es ist sogar erwiesen, dass der Schmelzbetrieb allein bis zu 77 % des gesamten Energieverbrauchs in einer Druckgießerei ausmachen kann.

Um Ihnen zu Einsparungen zu verhelfen, die für Ihr Unternehmen einen großen Unterschied ausmachen können, finden Sie hier fünf Tipps, die es zu beachten gilt, um den Energieverbrauch und die Kohlendioxidemissionen in Ihrer Aluminiumgießerei zu senken:

Die meisten Gießereianlagen, einschließlich Schmelz- und Dosieröfen, verlassen die Produktion jetzt „Industry 4.0 ready“. Das bedeutet, die Anlagen sind ausgestattet, um aussagekräftige Daten zu sammeln und bereitzustellen. Für bestehende Anlagen, die noch nicht in die Kategorie „4.0 ready“ fallen, gibt es die so genannte Gateway-Technologie – ein Beispiel dafür ist Noricans NoriGate-Lösung, die an jeder Anlage nachgerüstet werden kann, um die gleichen Informationen bereitzustellen. Eine datengesteuerte Sicht auf die gesamte Druckgusslinie ist nun möglich und praktisch umzusetzen.

Entscheidende Daten können auf diese Weise zugänglich gemacht und mit Tools wie dem Monitizer in Echtzeit angezeigt und analysiert werden. Dazu gehören Produktions-KPIs, die mit dem Energieverbrauch abgeglichen werden können, um potenzielle Probleme und/oder Technologien zu identifizieren, die noch nicht ihr volles Effizienzpotenzial entfalten.

Kurzer Fakt: Bei einem Energieverbrauch von etwa 540 kWh/t verursacht ein StrikoMelter-Schachtschmelzofen mit einer jährlichen Schmelzkapazität von etwa 14.000 t 860 t weniger CO₂-Emissionen als die sonst auf dem europäischen Markt erhältlichen Schmelzofentechnologien.

Aber auch Schachtöfen können noch effizienter werden. Insbesondere hinsichtlich der Schachtfüllung und des Materialmix im Schacht. Denn verschwendeter Platz ist vergeudete Energie. Hier sind drei Dinge, die Sie sich vielleicht ansehen sollten, um sicherzustellen, dass Ihre Schachtfüllung so effizient wie möglich erfolgt:

Dies führt häufig zu kürzeren, unterbrochenen Schmelzperioden, die sehr ineffizient sind. Durch und während der Unterbrechungen geht Energie verloren und muss zum erneuten Aufheizen verbraucht werden. Neben dem Anstieg des Energieverbrauchs kann auch die Metallqualität aufgrund von Oxidation und Krätzebildung leiden. Eine Situation, in der es nur Verlierer gibt.

Entscheidend ist jedoch, dass eine geringe Auslastung nicht zu kürzeren Schmelzperioden führen muss. Eine Umstellung auf längere Schmelzperioden bei geringer Auslastung, bei der Schmelzen und Warmhalten automatisch auf die energieeffizienteste Art und Weise erfolgen, kann den Energieverbrauch um bis zu 20 % senken.

Oft sind es eher die kleinen Dinge, die sich zu erheblichen Energieeinsparungen aufsummieren lassen. Zum Beispiel:

• Die Wartung der Seildichtung an den Ofentüren mag ein sehr kleines Detail sein, aber selbst dies kann zu einer Energieeinsparung von 1 % führen. Zusammen mit der selbstdichtenden Reinigungstür führt die Seildichtung zu einer perfekten Dichtigkeit. Eine verlässliche Dichtung spart Energie, indem sie den Wärmeverlust während des Schmelz- und Warmhaltevorgangs reduziert und gleichzeitig das Eindringen von Luft verhindert, was zu Oxidation und Korundbildung führen kann.
• Brennereffizienz erhöht Ofeneffizienz. Ein optimal eingestellter Brenner mit einem nah-stöchiometrischen Luft-Brennstoff-Verhältnis kann im Vergleich zu einem Brenner mit einem zu großen Luftüberschuss bis zu 2 % Energie einsparen. Dies liegt daran, dass ein Luftüberschuss, d. h. Luft, die für den Verbrennungsprozess nicht notwendig ist, die Flammentemperatur senkt und die Wärmeübertragung weniger effizient macht.

Die meisten Transportpfannen, die typischerweise für diese Aufgabe verwendet werden, werden zwar vorgeheizt, sind aber ohne Deckel ausgestattet. Das führt zu Wärmeverlust und Energieverschwendung – um dies zu kompensieren muss die Schmelze oft überhitzt werden. Eine Lösung, die nicht unbedingt zu einer Verbesserung der Metallqualität führt – im Gegenteil.

Heißer Tipp: Ein geschlossenes Metalltransfersystem wie der Schnorkle ist nicht nur wesentlich sicherer, sondern mildert auch dieses Effizienzproblem, indem es die Temperatur des geschmolzenen Aluminiums konstant hält. Durchgängig geschlossene Transferlösungen minimieren auch den Kontakt mit der Atmosphäre für eine optimale Metallqualität. Das wirkt sich wiederum auf die Produktivität aus – bessere Qualität des Metalls, bessere Qualität der Gussteile, effizientere und effektivere Nutzung der Energie.

Deckel drauf: Was für den Metalltransport gilt, gilt auch für das Dosieren. Geschlossene Warmhalte- und Dosiersysteme für Flüssigaluminium sind weitaus energieeffizienter, da sie unnötige Temperaturverluste auf ein Minimum beschränken. Der Energieverbrauch für diesen Prozess kann dadurch um etwa 2/3 gesenkt werden. Geschlossene Dosiersysteme können auch erhebliche Auswirkungen auf den Metallerhalt und die Metallqualität haben.