Sondermetallurgie

Der Vakuum-Induktionsschmelzprozess (VIM) wurde als wichtigstes primäres Vakuum-Induktionsschmelzverfahren für die moderne industrielle Produktion von Spezialstählen und Superlegierungen für anspruchsvollste Anwendungen entwickelt. Je nach Endanwendung werden im VIM-Verfahren hergestellte Blöcke oftmals als Elektroden in Elektroschlacke-Umschmelzverfahren (ESU) bzw. Vakuumlichtbogen-Umschmelzverfahren (VAR) eingesetzt.

Schmelzen unter Vakuum hat eine lange Geschichte von mehr als 100 Jahren und wurde nach der Einführung der Induktionsöfen in den 1920er Jahren entwickelt. Während der frühen sechziger Jahre wurden größere industrielle VIM-Öfen entwickelt, um zunehmend größere Mengen an Hochtemperatur-Superlegierungen und ultrahochfesten Stählen zu erzeugen, die für die schnell wachsenden Luft- und Raumfahrtindustrie benötigt wurden.

Heute wird das VIM-Verfahren vollständig unter Vakuum oder in einer kontrollierten Schutzgasatmosphäre durchgeführt und umfasst alle Arbeitsschritte von der Chargierung des Schrottes über das Erschmelzen bis hin zum Legieren, der Probenahme, der Temperatursteuerung, dem Gießen und der Erstarrung.

Der VIM-Schmelzofen von INTECO ist als Mehrkammer-Konstruktion ausgeführt und bietet innovative Vorteile im Hinblick auf die Vakuumleistung, das Schmelzverfahren, die Gießmethode und die Anlageneffizienz, die es den Betreiber ermöglichen, zuverlässig und auf modernste und effizienteste Weise Werkstoffe in hoher Qualität zu produzieren.

Ausführungen

• Einzel- oder Mehrkammerausführung
• Modulare Seitenchargierkammer, Separate Kammer zum Legieren kleinerer Mengen und T&S-Manipulator
• Gießkammer in Tunnel- oder Drehtellerausführung für die Blockproduktion oder Erzeugung kleiner Stäbe („bar sticks“)
• Oberguß und Unterguß möglich
• Gießen unter Vakuum, Schutzgas und Atmosphäre
• Wechsel des Tiegels im Heißzustand
• Separate Sinterposition
• Gießgeschwindigkeitsregelung
• Chargengrößen von Labormengen bis zu 30 t

Besondere Merkmale des INTECO Designs

• Modulare Mehrkammerausführung mit kleinen Kammervolumen für höchste betriebliche Flexibilität und Zuverlässigkeit
• Diagonal geteilte Ausführung der Schmelz- und Gießkammer für optimalen Zugang und höchste Sicherheit
• Verfahrbarer Unterteil der Schmelzkammer bietet beste Zugänglichkeit für wichtige Reinigungs-, Kaltladungs-, Zustellungs- und Wartungsarbeiten
• Hocheffizientes und an die Prozessanforderungen anpassbares Vakuumsystem (reduzierte Pumpenstillstandszeit)
• Alle prozessbezogenen Vakuumventile sind vertikal ausgeführt (keine Einwirkung von Schmutz und Wärmestrahlung)
• Kürzeste Verteilerrinnenausführung für reduzierte Wärmeverluste, um das Risiko des Einfrierens der Gießdüse zu reduzieren und die Betriebskosten der Neuzustellung (Relining) zu senken
• Automatisches Kippgießsystem speziell entwickelt für kleinere Ofengrößen
• Maßgeschneidertes ergonomisches Design gemäß den kundenspezifischen Anforderungen
• Ganzheitliches Prozess- und Produktionsmanagement-System (IMAS) einschließlich kostenoptimierter Legierungsberechnung

Das Elektroschlacke-Umschmelzverfahren (ESU) ist auch heute noch eine der wichtigsten Technologien in der Produktion von Stählen und Superlegierungen für höchste Ansprüche in verschiedenen Anwendungsbereichen. Seit den ersten Anwendungen, als das ESU-Verfahren nur als Entschwefelungsverfahren Ende der sechziger Jahre genutzt wurde, hat ESU zunehmende an Bedeutung gewonnen, da es die Möglichkeit bietet, eine bessere Qualität der Blöcke im Hinblick auf den Seigerungsgrad, die Reinheit und die Erstarrungsstruktur zu erzielen.

Heute ist das ESU-Verfahren ein industriell ausgereifter Prozess und wird zur Qualitätsverbesserung von Blöcken in einer Vielzahl unterschiedlicher Anlagenkonzepte umgesetzt. Aufgrund der Eigenschaften und der Komplexität des ESU-Prozesses wurden in den letzten Jahrzehnten zahlreiche Forschungen und Neuentwicklungen unternommen, die zu neuen Technologien, Anlagenkonzepten und Verfahren führten.

INTECO hat auf der Grundlage seiner langjährigen Erfahrung im Bereich des Elektroschlacke-Umschmelzens und kontinuierlicher Weiterentwicklungsbestrebungen eine Vielzahl unterschiedlicher Umschmelztechnologien entwickelt, die die Anforderungen der modernen Märkte erfüllen. Heute ist INTECO in der Lage maßgeschneiderte Lösungen mit den dazugehörigen Produktionstechnologien für alle Anwendungen anzubieten, die die Erwartungen der Kunden an die Produktqualität und Prozessstabilität erfüllen.

Ausführungen

• Gleittiegelanlagen mit verfahrbarer Bodenplatte
• Standtiegelanlagen mit oder ohne Elektrodenwechsel
• Kombinierte Gleittiegel/Standtiegel Anlagen
• Druck-ESU-Anlagen (bis zu 16 bar)
• ESU-Anlagen für die Produktion von Hohl- und Rechteckblöcken
• Patentiertes  ESU Verfahren (ESRR^® Electro Slag Rapid Remelting, „Schnellschmelzverfahren“) für die Knüppelproduktion
• ESU-Anlagen in Laborgröße
• Große ESU-Anlagen (Blockgewicht bis 250 t)
• Patentiertes  Kokillendesign (CCM^® Current Conductive Mould), Technologie für das Umschmelzen seigerungsanfälliger Legierungen

Besondere Merkmale des INTECO Designs

• Neu entwickelte Schutzgassysteme für niedrigsten Schutzgasverbrauch (N₂, Ar)
• Koaxiale Ausführung der Stromführung für herausragende Blockqualität
• Wiegesystem und XY-Verstellung für eine präzise Steuerung der Umschmelzparameter
• Umfangreiches Prozesswissen und anspruchsvolle Prozesssteuerung für überlegene Produktqualität
• Höchstes Ausbringen aufgrund optimierter Start und Hot topping Verfahren
• Umfangreiches Prozesssimulationsmodell, exklusiv entwickelt in Kooperation mit der Montanuniversität Leoben
• Alle notwendigen Zusatzeinrichtungen (Stubschweißen, Kokillenreinigen, Legierungs- und Schlackedosieren) über einen einzigen Lieferanten erhältlich
• Optimale Zugänglichkeit und unkomplizierte Wartung
• Maßgeschneidertes ergonomisches Design gemäß den kundenspezifischen Anforderungen
• Ganzheitliches Prozess- und Produktionsmanagement-System (IMAS) für das gesamte Schmelzrezeptmanagement, Datenspeicherung und zur Definition von Key Performance Parameter

Die strengen Qualitätsanforderungen von Endnutzern wie der Luft- und Raumfahrtindustrie erfordern einen metallurgischen Verfahrensschritt, der eine bestmögliche Produktqualität ermöglicht. Das Vakuum-Lichtbogen-Umschmelzen (VAR) wurde in den 1950er Jahren mit dem Ziel entwickelt, die steigenden Anforderungen an bestimmte Materialeigenschaften des Endprodukts zu erfüllen.

Heute wird das VAR-Verfahren genutzt, um eine Vielzahl unterschiedlicher Materialien wie etwa verschiedene Stähle sowie Superlegierungen auf Nickel- oder Kobaltbasis zu verfeinern. Da das VAR-Verfahren unter inerten Bedingungen (d. h. Vakuum) und kontrollierten Erstarrungsbedingungen durchgeführt wird, weist der umgeschmolzene Block eine überlegene Reinheit und einen nur minimalen Restgasgehalt auf.

INTECO kann seinen Kunden basierend auf seiner langjährigen Erfahrung und Fachkenntnis im Bereich der Vakuum-Metallurgie und hochentwickelter Steuerungssysteme für Umschmelzanlagen eine Vielzahl an bewährten und spezialisierten Lösungen in der VAR-Technologie anbieten, die den höchsten Ansprüchen gerecht werden.

Ausführungen

• VAR für Stähle, Superlegierungen und reaktive Materialien
• Von Laborgrößen bis zu 30 t Blockgewicht und mehr
• Teildruck-Umschmelzen für minimale Verdampfungsverluste
• Helium-Kühlsystem für verbesserte Wärmeübertragung zwischen der Kokillenwand und dem Block
• Automatische Zentrierung der Elektrode in der Kokille
• Patentiertes kombiniertes ESU/VAR-Konzept

Besondere Merkmale des INTECO Designs

• Koaxiales Anlagendesign mit definiertem Stromweg für höchste Reproduzierbarkeit
• Hochentwickelte Dripshort-Analysefunktion (IDRIP^®)
• Horizontale XY-Verstellung der Elektrode  zur Aufrechterhaltung eines konstanten Abstands der Elektrode zur Kokille mit der Möglichkeit der automatischen Verstellung während des Umschmelzprozesses
• Optimiertes Wiegesystem für eine präzise Steuerung der Umschmelzparameter
• Maßgeschneidertes ergonomisches Design gemäß den kundenspezifischen Anforderungen
• Optimale Zugänglichkeit und unkomplizierte Wartung
• Umfangreiches Prozesssimulationsmodell, exklusiv entwickelt in Kooperation mit der Montanuniversität Leoben
• Ganzheitliches Prozess- und Produktionsmanagement-System (IMAS) für das gesamte Schmelzrezeptmanagement, Datenspeicherung und zur Definition von Key Performance Parameter