HICON Wärmebehandlungsanlagen
für Elektroband

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HICON Wärmebehandlungsanlagen für Elektroband

EBNER Wärmebehandlungsanlagen der Zukunft.

Seit über 50 Jahren konstruiert, fertigt und montiert EBNER Wärmebehandlungsanlagen für Elektroband. In Summe fließen mehr als fünf Jahrzehnte Erfahrung in jedes Projekt ein, während gleichzeitig auf zukünftige Marktentwicklungen und Produkteigenschaften, sowie auf Kundenanforderungen Rücksicht genommen wird. Durch das Gleichgewicht von Tradition und Innovation ist EBNER zum heutigen internationalen Weltmarktführer im Sektor Wärmebehandlungsanlagen aufgestiegen.

Die von EBNER entwickelten Wärmebehandlungsanlagen zeichnen sich durch reine Ofenatmosphären, ideale Temperaturgleichmäßigkeit, höchste Fertigungsqualität und niedrigem Wartungsaufwand aus.

Elektroband in EBNER Qualität

Unterschiedlichste Elektrobandgüten der nächsten Generation werden prozesssicher und mit perfekter Planheit hergestellt.

  • NGO schlussgeglühte Güten wie M210-35A, M230-50A, NO30-15
  • NGO nicht schlussgeglühte Güten wieM290-50K,47D165
  • GO Güten wie hochpermeables HGO(z.B.M85-23P) oder  konventionelles CGO (z.B. M110-23S)

VORTEILE

  • Hohe Heizraten, langsames und gleichmäßiges Kühlen
  • Konstante magnetische und mechanische Eigenschaften über Bandbreite und -länge
  • Ressourcenschonendes und maßgeschneidertes Anlagendesign und somit niedrige Medien- & Betriebskosten
  • Prozesssimulation vor der Wärmebehandlung zur Identifikation der geeigneten Glühprogramme zur Reduktion von Ausschussmaterial und Einstellung optimaler magnetischer und mechanischer Eigenschaften

Material. Nicht kornorientiertes Elektroband.

Nicht kornorientiertes Elektroband (NGO) besitzt sehr ähnliche magnetische Eigen- schaften in und quer zur Walzrichtung auf Grund einer fast regellosen Verteilung der Körner (siehe Bild 2). Man spricht daher von isotropen Materialeigenschaften. Auf Grund dieser Eigenschaft eigenen sich diese Materialien besonders gut für die Anwendung in rotierenden Applikationen mit magnetischen Flüssen in undefinierte Raumrichtungen, so wie Elektromotoren (Bild 4) und Generatoren (Bild 3).

Mikrostruktur nicht kornorientiertes Elektroband

(1) Mikrostruktur nicht kornorientiertes Elektroband

Fast regellose Orientierung der Körner zur Walzrichtung

Fast regellose Orientierung der Körner (2) zur Walzrichtung

Generatoren für Windkraftanlagen

(3) Generatoren für Windkraftanlagen

Elektromotor für Antriebe in Elektrofahrzeugen

Elektromotor für Antriebe in Elektrofahrzeugen (4) (Quelle: www.siemens.com/press)

Produktionsfluss

Die Produktion von NGO Elektroband erfordert eine ein- oder zweistufige Wärme- behandlung je nach gewünschten magnetischen Eigenschaften. EBNER hat das Know-How zur exakten Temperaturführung während der Wärmebehandlung. Dafür kommen zwei EBNER Wärmebehandlungsanlagen zum Einsatz:

  • HICON/H2 Haubenofenanlage (BAF)
  • HICON/H2 Glüh- und Beschichtungslinie (ACL)

Produktionsfluss NGO

Produktionsfluss NGO

EBNER Technologie für NGO Elektroband. HICON/H2 Glüh- und Beschichtungslinie (ACL)

Nach dem Kaltwalzen wird das hochverformte, nicht kornorientierte Elektroband in einem horizontalen Durchlaufofen rekristallisiert und die Korngröße durch Sekundärrekristallisation eingestellt.

Anschließend wird in-line mittels Rollen-Coater eine dünne Schicht Isolierlack aufgebracht, um die Wirbelstromverluste in der elektrischen Maschine zu senken und Korrosion vorzubeugen.

Schematische Darstellung einer HICON/H2 Glüh- und Beschichtungslinie (ACL)

Schematische Darstellung einer HICON/H2 Glüh- und Beschichtungslinie (ACL)
  1. Mehrstufige Bandreinigung
  2. Rasche Banderwärmung im Aufheizteil des Durchlaufofens (optional mit Schnellerwärmungssystemen bis zu 500 K/s)
  3. Optional: Entkohlung zur Vermeidung magnetischer Alterung
  4. Glühung zur Rekristallisation und diskontinuierlichem Kornwachstum unter Schutzgas
  5. Kontrolliertes Abkühlen in der Langsamkühlzone und Finalkühlzone
  6. Beschichtung mittels Rollen-Coater und Trocknung in einem Schwebetrockenofen

VORTEILE

Niedrigste Taupunkte
durch hervorragendes Ofendichtungskonzept und nahezu 100% H2 Atmosphäre zur Vermeidung von Oberflächenoxidation speziell für beste Elektroband Güten (> 2,5 % Si) bei Glühtemperaturen > 1000 °C

Homogene und langsame Kühlung
über die Bandbreite in der Kühlzone für optimale Planheit. Dadurch gute Stanz- und Laserschneidbarkeit des Elektrobandes.

Materialtemperatur > 1100 °C realisierbar
speziell für hocheffiziente Kraftwerksgüten wie M230-50A (> 3 % Si)

Ressourcenschonendes und maßgeschneidertes Ofendesign
zur Minimierung von Verschleißteil-, Medien- und Investitionskosten

Einsparung von bis zu 50% Wasserstoff
durch Wasserstoff-Regenerationseinrichtung

Modernste Brenner-/Strahlrohrtechnik oder Schnellerwärmungssysteme
für hohe Aufheizgradienten zur Erzielung effizienter Entkohlung und verbesserte Textur (kristalline Orientierung)

Prozesssimulation vor der Wärmebehandlung
zur Identifikation der geeigneten Glühprogramme zur Erreichung der gewünschten magnetischen und mechanischen Eigenschaften

EBNER Technologie für NGO Elektroband. HICON/H2 Haubenofenanlage (BAF)

EBNER-patentierte HICON/H2 Technologie hat die Wärmebehandlung in Haubenöfen weltweit revolutioniert. Auch für Elektroband, in Form von Warm- oder Kaltband, kann effizient und hochqualitativ im Bereich von 650-900 °C Materialtemperatur geglüht werden.

Dabei wird Warmband zur Verbesserung der magnetischen Eigenschaften des Elektrobandes durch Steuerung der Textur (kristalline Orientierung) in einem Bereich von 750-900 °C geglüht.

Als Kaltband wird nicht-schlussgeglühtes Elektroband zur Rekristallisation in einem Temperaturbereich von 650-750 °C geglüht. Das anschließende Dressieren des nicht-schlussgeglühten Elektrobands dient zur Aktivierung des Materials für die Schlussglühung beim Endkunden.

EBNER HOCHKONVEKTIONSHAUBENOFENANLAGE

VORTEILE

Niedrigste Taupunkte und bis zu 100% Wasserstoff Atmosphäre
für geringste Oberflächenoxidation zur besten Walzbarkeit/Dressierbarkeit

Kürzeste Glüh- und Kühlzeiten
durch die Kombination von Hochkonvektion (HICON) und 100% H2 Atmosphäre zur Erzielung höchster Produktivität

100% Auflagefläche für den ersten Bund und optimierte Konvektorplatten
zum Schutz der Bandkanten. Dadurch Reduzierung der Bandriss- wahrscheinlichkeit und von Einlaufschrott im Nachfolgeprozess

Niedriger Energieverbrauch und niedriger Wartungsaufwand
durch ausgereifte Konstruktion und hochwertige Fertigung

Material. Kornorientiertes Elektroband.

Kornorientiertes (GO) Elektroband besitzt hervorragende magnetische Eigenschaften in Walzrichtung durch eine Vorzugsorientierung der Körner (siehe Bild 2). Die starke Orientierung der leicht magnetisierbaren Körner in der sogenannten Goss-Lage, macht Ummagnetisierungsvorgänge in Walz- richtung energetisch sehr günstig. Daher eigenen sich diese Materialien besonders gut für die Anwendung in statischen Applikationen mit magnetischen Flüssen in definierte Raumrichtungen wie Leistungs- und Verteilertransformatoren (Bild 3).

Produktionsfluss

Im Vergleich zu NGO Elektroband, erfordert die Produktion von GO Elektroband eine sehr komplexe- und mehrstufige Wärmebehandlung. Dabei ist es von äußerster Wichtigkeit, die einzelnen Wärmebehandlungsschritte und das Legierungssystem perfekt aufeinander abzustimmen, um beste magnetische Eigenschaften zu erzielen. EBNER bietet folgende Anlagen an.

  • HICON/H2 Entkohlungs- und Beschichtungslinie (DCL)
  • HITT Hochtemperatur-Haubenofenanlage(HBAF)
  • HICON Endglüh- und Beschichtungslinie (FCL)
Mikrostruktur von kornorientiertem Elektroband

(1) Mikrostruktur von kornorientiertem Elektroband

Perfekte Goss-Orientierung der Körner in Walzrichtung

(2) Perfekte Goss-Orientierung der Körner in Walzrichtung

Leistungstransformator Siemens

(3) Leistungstransformator (Quelle: www.siemens.com/press)

Produktionsfluss GO

Produktionsfluss GO

EBNER Technologie für GO Elektroband. HICON/H2 Entkohlungs- und Beschichtungslinie (DCL)

Entkohlungs- und Beschichtungslinie (DCL)
Kornorientiertes Elektroband wird nach dem Kaltwalzen in einem Durchlaufofen zur Entkohlung und Rekristallisation geglüht. In EBNER HICON/H2 Entkohlungslinien erfolgt dieser Prozess in einer exakt eingestellten und präzise geführten Atmosphäre. Die hocheffiziente und gleichmäßige Entkohlung verhindert die magnetische Alterung und gewährleistet damit die Langzeiteffizienz eines Transformators.

Schematische Darstellung einer HICON/H2 Entkohlungs- und Beschichtungslinie (DCL)

Schematische Darstellung einer HICON/H2 Entkohlungs- und Beschichtungslinie (DCL)
  1. Mehrstufige Bandreinigung
  2. Rasche Banderwärmung im Aufheizteil des Durchlaufofens (optional mit Schnellerwärmungssystemen bis zu 500 K/s)
  3. Entkohlen in der Entkohlungszone des Durchlaufofens
  4. Optional: Nitrierzone für hochpermeable Güten (HGO)
  5. Kontrolliertes Abkühlen in der Langsamkühlzone und Finalkühlzone
  6. Optional: Inline MgO-Beschichtung und Trocknung

VORTEILE

Exakte Schutzgasführung und präzises Schutzgas-Befeuchtungs- & Aufgabesystem
zur Erzielung höchster Produktivität durch hohe Entkohlungsgeschwindigkeit

Niedrigste Kohlenstoffgehälter < 0,0030% C (30 ppm)
für beste magnetische Eigenschaften ohne Alterung

Modernste Brenner-/Strahlrohrtechnik oder Schnellerwärmungssysteme
für hohe Aufheizgradienten zur Erzielung effizienter Entkohlung und verbesserte Textur (kristalline Orientierung)

Homogene und langsame Kühlung
in der Kühlzone darstellbar für ausgezeichnete geometrische und magnetische Eigenschaften

EBNER Technologie für GO Elektroband. HITT Hochtemperatur- Haubenofenanlage (HBAF)

HITT Hochtemperatur-Haubenofenanlagen (HBAF)

Für Hochtemperaturglühungen (HTA) entwickelte EBNER im eigenen Forschungs- und Entwicklungslabor den HITT Haubenofen. Die Hochtemperaturglühung dient zur Ausbildung von Körnern mit der magnetisch günstigen Goss-Textur durch Sekundär- rekristallisation. Weiters wird bei Glühtemperaturen von >1150 °C und reiner H2 Atmosphäre Schwefel und Stickstoff aus dem Material entfernt. Die im Vorprozess aufgebrachte MgO Trennschicht verhindert das Verkleben der Windungen bei der hohen Temperatur im Glühraum.

Schematische Darstellung eines HITT Glühzyklus und der dazugehörigen Phasen

Schematische Darstellung eines HITT Glühzyklus
  1. Trockungsphase – Entfernung Restfeuchtigkeit aus MgO
  2. Forsteritbildung – Ausbildung einer glasähnlichen Isolier- und Trennschicht
  3. Sekundärrekristallisation – Ausbildung Goss-Textur
  4. Raffination – Entfernung von Schwefel und Stickstoff
  5. Langsamkühlung – Vermeidung von Eigenspannungen

VORTEILE

Deutliche Produktivitätssteigerung
durch schnelles Aufheizen und Abkühlen auch bei Wasserstoffkonzentrationen bis zu 100% möglich

Homogene magnetische Eigenschaften, kürzere Glühzyklen und längere Schutzhaubenstandzeit
durch eine homogene Temperaturverteilung innerhalb des Stapels auf Grund der patentierten Coiltragkonstruktion und symmetrischer Beheizung

Deutlich geringerer Schutzgasverbrauch (bis zu 50%)
durch gekapselten, gasdichten Glühraum im Vergleich zu alternativen Anlagenkonzepten

Weitere Senkung des Wasserstoffverbrauchs
durch optionale Wasserstoff-Wiederverwendungseinrichtung

EBNER Technologie für GO Elektroband. HICON Endglüh- und Beschichtungslinie (FCL)

Entkohlungs- und Beschichtungslinie (DCL)

Die HICON Endglüh- und Beschichtungslinie bildet den letzten Produktions- schritt der Wärmebehandlungskette. Das Material wird mit einem anorganischen und spannungsaktiven Isolierlack beschichtet und in dem Durchhangofen getrocknet und gesintert.
Danach erfolgt ein thermisches Richten („thermo-stretching“) in dem Durchlauf- ofen unter Schutzgas zur Verbesserung der Planheit ohne Beeinträchtigung der magnetischen Eigenschaften.

Schematische Darstellung einer HICON Endglüh- und Beschichtungslinie (FCL)

Schematische Darstellung einer HICON Endglüh- und Beschichtungslinie (FCL)
  1. Trockungsphase – Entfernung Restfeuchtigkeit aus MgO
  2. Forsteritbildung – Ausbildung einer glasähnlichen Isolier- und Trennschicht
  3. Sekundärrekristallisation – Ausbildung Goss-Textur
  4. Raffination – Entfernung von Schwefel und Stickstoff
  5. Langsamkühlung – Vermeidung von Eigenspannungen

VORTEILE

Perfekte Einstellung der geometrischen Eigenschaften des Endproduktes
durch kontrolliertes thermisches Richten

Homogene und langsame Abkühlung
für die ideale Planheit und Vermeidung von inneren Spannungen