Strangpressen 13. März 2024

Extrutec zeigt neue Produktlösungen auf Hausmesse

Neues Erwärmungskonzept erfolgreich getestet – Digitalisierungslösung nEXT4.0 bietet besseren Knowhow-Transfer vom Anlagenhersteller hin zum Betreiber – neue Leistungselektronik in Induktionsöfen.

Kundenpräsentation am Extrutec-Fertigungsstandort Menden.

Vom 21. bis 29. Februar 2024 hat die Extrutec GmbH, Spezialist für Wärmetechnik, nationale und internationale Kunden zu einer Hausmesse am Standort Menden eingeladen, um ihre neuen Produktentwicklungen auch physisch vorzustellen. Ein Highlight der Veranstaltung waren die täglich durchgeführten Heizversuche mit dem neu entwickelten elektrisch widerstandsbeheizten Hochkonvektionsofen (EHKO) zur Aufwärmung von Aluminiumstangen. Darüber hinaus präsentierte der Strangpressen-Ausrüster weitere Neuentwicklungen, so zum Beispiel eine neue mechanische Stangenreinigung und die Digitalisierungslösung nEXT4.0. Auch die Fertigung von Induktionsanlagen, etwa der Spulenbau, konnte vor Ort besichtigt werden.

EHKO-Testreihen bestätigen hohen thermischen Wirkungsgrad

Highlight der Hausmesse war zweifellos die Vorführung der EHKO-Versuchsanlage. Der von Extrutec entwickelte elektrisch widerstandsbeheizte Hochkonvektionsofen wurde an die Erstkunden Purso und Mäkelä aus Finnland sowie an Neuman Aluminium aus Österreich verkauft. Bei Purso und Neuman Aluminium ersetzt die Anlage einen in die Jahre gekommenen Gasofen, der mit bestehenden Induktionsofenanlagen kombiniert werden wird. Mäkelä hat den EHKO zusammen mit einem Inline-Induktionsofen bestellt.

Zur Erprobung des neuen Erwärmungskonzepts wurde die Versuchsanlage schon im vergangenen Jahr am Standort Menden aufgebaut und in Betrieb genommen. Sie besteht aus einem 2,5 Meter langen Segment für 12-Zoll-Stangen, die Heizleistung von 280 kW wird über widerstandsbeheizte Heizregister abgebildet. Die Aufheizversuche bestätigten die zuvor simulierten Daten. Davon konnten sich auch die Besucher der Kundenveranstaltung überzeugen, denen die Aufheizung und das Regelverhalten des Ofen demonstriert wurde. Der Testofen wird auch künftig für Kundenpräsentationen zur Verfügung stehen.

extrutec GmbH mit neuer Außendarstellung

Der Ausrüster und Technologiepartner der Strangpressindustrie, die extrutec GmbH in Radolfzell am Bodensee, hat sich längst einen Namen als Spezialist und Innovator in der Wärmetechnik gemacht. Die Gasöfen zur Bolzenerwärmung, in den vergangenen Jahren vielfach in Kombination mit einer Induktionserwärmung als Inline-Ofen verkauft, die Highend-Profilkühlung und auch die Warmauslagerungsöfen des Unternehmens zeichnen sich durch technologische Features aus, die Benchmark-Charakter haben und innovative, kundenspezifische Antworten auf die jeweiligen Gegebenheiten in Strangpresswerken sind.

Uwe Günter, geschäftsführender Gesellschafter von Extrutec, erläutert: „Wir verlassen uns seit jeher nicht nur auf Berechnungen, sondern begleiten unsere Entwicklungsschritte mit Testreihen und Versuchen, um unseren Kunden die versprochenen Leistungsmerkmale unserer Anlagen garantieren zu können. Außerdem können wir so herauszufinden, ob, und wenn ja, wo wir nachbessern müssen.“

So haben die durchgeführten Tests am EHKO auch den zuvor berechneten hohen thermischen Wirkungsgrad von 87 % bestätigt. Eine entsprechend dicke Isolierung sorgt dafür, dass die Abstrahlverluste am Ofen extrem gering sind.

Verkauft wurde der Ofen bisher vier Mal, mit fünf bis sechs identischen Zonen. Die Heizregister weisen die gleiche maximale Leistung auf, lassen sich aber in den einzelnen Heizzonen flexibel steuern. Die Aluminiumstange erwärmt sich in den ersten Minuten sehr schnell, weil der Temperaturunterschied zwischen Anwärmgut zur Umwälztemperatur groß ist, sodass viel Energie in das Material fließt. Mit Annäherung der Zieltemperatur wird deutlich weniger Energie gebraucht, sodass die Leistung entsprechend heruntergefahren werden kann.

Der EHKO bietet dem Strangpresser eine Grunderwärmung der Aluminiumstangen auf allerhöchstem Effizienzniveau. Mittels nachgeschaltetem Induktionsofen kann dann ein Temperaturgradient (Taper) aufgelegt werden.

Stangenzuführung am EHKO-Versuchsofen.

Robert Weiss, Projektleiter bei extrutec erläutert die Leistungswerte beim EHKO-Aufheiztest.

ESU erhöht den thermischen Wirkungsgrad weiter

Mit der Eco Shower Unit (ESU) hat Extrutec vor einigen Jahren ein Vorwärm-Modul entwickelt, mit dem sich die Restwärme aus den Abgasen des Gasofens nutzen lässt. Die ESU erzeugt in einem Luft-Wasser-Wärmetauscher bis zu 90 °C heißes Wasser, mit dem die Aluminiumstangen berieselt und so vorgewärmt werden.

Zwar entstehen beim EHKO keine nutzbaren Abgase, doch lässt sich in einem Strangpresswerk Abwärme aus anderen Quellen nutzen: beispielsweise die Kühlung für die Pressenhydraulik anzapfen, auch Druckluft-Kompressoren müssen gekühlt werden, gelegentlich ist eine Eloxalanlage oder eine Gießerei mit Schmelzöfen vorhanden, die viel Abwärme produziert. Bei einem Induktionsofen lässt sich die Abwärme aus der Spulenkühlung nutzen. Auch die Investition in eine Wärmepumpe ist lohnenswert, um Wasser für die ESU vorzuwärmen. „Wenn man auf diese Weise den Bolzen auf 70 °C vorwärmen kann, lassen sich Wirkungsgrade der EHKO von über 90 Prozent erzielen“, so Günter.

Kommt als elektrische Energie „Grünstrom“ zum Einsatz kann eine Produktionslinie dann CO2-arm betrieben werden – ein weiteres Argument für einen elektrisch beheizten Ofen, denn mehr und mehr Kunden, nicht nur aus der Automobilindustrie, legen großen Wert auf einen kohlenstoffarmen Fußabdruck ihrer Produkte.

Warmsäge mit optimierter Reststücksteuerung

Auf der Hausmesse präsentierte Extrutec auch eine neue Warmsäge mit einer optimierten Version der Reststücksteuerung, sodass mittels Kompensationsschnitt zweiteilige Blöcke verpresst werden können. Generell wird eine Aluminiumstange in unterschiedliche Längen geteilt, je nachdem, welche Produkte und damit welche Auspresslängen gefahren werden. Entweder muss dann ein Reststück ausgeschleust werden oder man teilt die Stange so, dass sie später mit einem zweiten Block gleicher Länge gefahren werden kann. Mit der geänderten Konstruktion der Extrutec-Warmsäge kann der Bolzen auf der Anlage abgesenkt und die nächste Stange zugeführt werden. Mit der Reststücksteuerung lassen sich die bisherigen Zykluszeiten um ca. 20 Sekunden reduzieren. Günter rechnet vor, dass bei einer Bolzenlänge von 850 mm bis zu sechs dieser Reststücksteuerungen pro Stunde möglich sind, sodass 1,5 zusätzliche Blöcke pro Stunde gefahren werden können. Was ein deutlicher Produktivitätsgewinn ist.

Neues Bürstensystem zur Stangenreinigung

Extrutec bietet neben der Hochdruckreinigung der Stangen und Bolzen mittels Heißwasser auch die Stangenreinigung mit einem verbesserten Bürstensystem an. Die Hochdruckreinigung ist sehr effektiv, wird aber mit einer 11-kW-Pumpe betrieben, die aufgrund der anfallenden Verunreinigungen störanfällig ist bzw. regelmäßig gewartet werden muss. Mit dem neuen Bürstensystem, dass die Stange mit vier Einheiten im Winkel von je 90° umschließt, kann die Stangenreinigung günstiger und effektiv mechanisch durchgeführt werden, sodass auf die Pumpe mit ihrer relativ hohen elektrischen Leistung verzichtet werden kann.

Vorführung der neuen Bürsten zur Stangen- und Bolzenreinigung. In der Verkaufsversion umschließen vier Bürsten-Einheiten das Material.

Digitalisierungslösung nEXT4.0

Mit der Digitalisierungslösung nEXT4.0 stellt Extrutec eine Software bereit, mit der die Leistungsdaten der eigenen Anlagen im Betrieb in Echtzeit erfasst werden und auswertbar sind. Mittels eines Fernwartungsmodul, das standardmäßig verbaut wird, kann über das Internet auf die Extrutec-Anlagen zugegriffen werden. „Wir können mit dem Fernwartungsmodul alle Daten aus der SPS erfassen, visualisieren und auswerten“, erläutert Jan Günter, kaufmännischer Geschäftsbereichsleiter bei Extrutec. „Über die in der Anlage verbauten Sensoren können wir so Aussagen über den Zustand von Bauteilen, zum Beispiel des Sägeblatts an der Warmsäge, treffen und eine vorausschauende Wartung vornehmen. Mit der nEXT4.0-Software lassen sich generell Optimierungspotenziale identifizieren, Fehleranalysen durchführen und so Probleme remote schnell und effizient lösen.“ Aus Gründen der IT-Sicherheit kann die Anwendung sowohl online zur Fernwartung als auch offline betrieben werden, sodass der Zugriff auf die Daten dann ausschließlich im internen Firmennetzwerk möglich ist.

Neue Leistungselektronik für Induktionsöfen

Die Induktionsöfen von Extrutec werden inzwischen standardmäßig mit einem neuartigen Frequenzumrichter ausgestattet. „Die Leistungselektronik hat sich generell weiterentwickelt, sodass wir Bestandsanlagen mit neuen effizienzsteigernden Bauteilen aufrüsten können“, erläutert Stefan Beer, Geschäftsbereichsleiter Elektroofenbau / Induktionstechnik bei Extrutec. „So setzen wir inzwischen bei allen Inlineöfen MIBu-Umrichtertypen zur Speisung des Induktionsofenmoduls ein, die gegenüber den konventionellen IGBT-Schwingkreisumrichtern keine Kondensatorenbatterie benötigen. Das bietet energetische Vorteile und auch der Platzbedarf ist deutlich geringer. Wir sparen pro Anlage vier Kondensatorenfelder, was etwa drei Quadratmeter Grundfläche spart. Außerdem sind die Anforderungen an die Kühlung und Überwachung der Induktionsöfen geringer“, führt Beer weiter aus.

Die ersten Anlagen wurden vor etwa zwei Jahren mit der neuen Umrichtertechnik ausgestattet, inzwischen wurde auch die Leistung merklich erhöht. „Wir haben inzwischen mehrere alte Schaltanlagen mit dieser neuen Umrichtertopologie ausgetauscht und blicken auf hervorragende Ergebnisse hinsichtlich Effizienz und Vorteile bei der Prozessführung. Generell bietet diese wartungsfreie moderne Technik einen Riesenvorteil gegenüber mechanischen Schaltanlagen und auch gegenüber Schaltanlagen, die noch mit Thyristor-Elementen ausgerüstet sind, die hohe Spannungsspitzen durch den Einschaltvorgang erzeugen“, erläutert Beer und verweist auf Energieeinsparungen, die zwischen fünf und zehn Prozent liegen.

Mit einer neuen Schaltanlage (mit neuer Steuerung und Umrichter) lassen sich auch 40 Jahre alte Anlagen technisch so aufrüsten, dass die Kunden ihre vorhandenen Induktionsöfen mit vorhandenen Spulensatz und den mechanischen Bauteilen wieder hoch effizient betreiben können. Und dies bei deutlich günstigeren Investitionskosten im Vergleich zu einer kompletten Neuanlage.

Im Vordergrund: die neue Warmsäge von Extrutec, im Hintergrund: der Spulenbau für die Induktionsöfen.

ET Seminar in Orlando, Florida

Als nächstes Ergebnis steht für Extrutec das International Aluminium Extrusion Technology Seminar & Expo in den USA (30. April bis 02. Mai) auf dem Programm. Dort wird Extrutec mit einem Messestand sowie drei Vorträgen vertreten sein. Auch auf dem amerikanischen Markt werden Themen wie Energieeffizienz und alternative Erwärmungskonzepte zunehmend zum Thema. Daher hat sich Extrutec für folgende Themen für die Vortragsreihen entschieden:

A comparison of various billet heating concepts for today’s extrusion process
Recovering the maximum amount of energy from the exhaust gases of a direct-fired flame impingement log furnace
Using an aluminium extrusion as an integral design feature in a high-pressure profile spray quench.