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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).
(1) Mikrostruktur nicht kornorientiertes Elektroband
Fast regellose Orientierung der Körner (2) zur Walzrichtung
(3) Generatoren für Windkraftanlagen
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
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)
Mehrstufige Bandreinigung
Rasche Banderwärmung im Aufheizteil des Durchlaufofens (optional mit Schnellerwärmungssystemen bis zu 500 K/s)
Optional: Entkohlung zur Vermeidung magnetischer Alterung
Glühung zur Rekristallisation und diskontinuierlichem Kornwachstum unter Schutzgas
Kontrolliertes Abkühlen in der Langsamkühlzone und Finalkühlzone
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/H2Technologie 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.
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)
HITTHochtemperatur-Haubenofenanlage(HBAF)
HICON Endglüh- und Beschichtungslinie (FCL)
(1) Mikrostruktur von kornorientiertem Elektroband
(2) Perfekte Goss-Orientierung der Körner in Walzrichtung
EBNER Technologie für GO Elektroband. HICON/H2 Entkohlungs- und Beschichtungslinie (DCL)
Kornorientiertes Elektroband wird nach dem Kaltwalzen in einem Durchlaufofen zur Entkohlung und Rekristallisation geglüht. In EBNERHICON/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)
Mehrstufige Bandreinigung
Rasche Banderwärmung im Aufheizteil des Durchlaufofens (optional mit Schnellerwärmungssystemen bis zu 500 K/s)
Entkohlen in der Entkohlungszone des Durchlaufofens
Kontrolliertes Abkühlen in der Langsamkühlzone und Finalkühlzone
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)
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
Trockungsphase – Entfernung Restfeuchtigkeit aus MgO
Forsteritbildung – Ausbildung einer glasähnlichen Isolier- und Trennschicht
Sekundärrekristallisation – Ausbildung Goss-Textur
Raffination – Entfernung von Schwefel und Stickstoff
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)
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)
Trockungsphase – Entfernung Restfeuchtigkeit aus MgO
Forsteritbildung – Ausbildung einer glasähnlichen Isolier- und Trennschicht
Sekundärrekristallisation – Ausbildung Goss-Textur
Raffination – Entfernung von Schwefel und Stickstoff
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
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