Compact Coil Furnace (CCF)
Gautschi | Marcus Schlager, Forschung und Entwicklung
Compact Coil Furnace (CCF)
Eine Kombination aus moderner Technologie und hoher Effizienz.
Zur Verbesserung der wirtschaftlichen und ökologischen Performance industrieller Wärmebehandlungsprozesse wird verstärkt auf energieoptimierte Anlagenkonzepte gesetzt. Der Compact Coil Furnace (CCF) kombiniert moderne Technologie mit hoher Effizienz und setzt neue Standards in der Wärmebehandlung von Einzelcoils.
AUFBAU DER ANLAGE
Der Compact Coil Furnace (CCF) besteht aus einer zylindrischen Mittelsektion sowie zwei abkoppelbaren Endteilen an den Stirnseiten der Anlage. Die Mittelsektion dient als der eigentliche Ofenraum und nimmt den Coil für die Wärmebehandlung auf. Dafür ist sie mit zwei nach oben öffnenden Türflügeln ausgestattet.
In den beiden Endteilen sind die Umwälzventilatoren, deren Antriebsmotoren sowie das komplette Heizsystem integriert. Jedes Endteil verfügt über eine eigenständige Regelung der Prozesstemperatur, wodurch die Ofenraumtemperatur präzise gesteuert und optimal an unterschiedliche Werkstoffanforderungen angepasst werden kann. Die Beheizung des CCF kann wahlweise über gasbeheizte Strahlrohre oder vollständig elektrisch erfolgen. Für den elektrischen Betrieb kommen robuste, modular aufgebaute Heizelemente aus rostfreiem Stahl zum Einsatz.
Die gesamte Anlage ist kompakt konstruiert und benötigt nur eine geringe Stellfläche, sodass sie problemlos auch in bestehende Produktionslinien integriert werden kann. Schaltschränke und die Gasregelstrecke sind platzsparend außerhalb des Ofens angeordnet und gewährleisten eine gute Zugänglichkeit für Service und Wartung.
WÄRMEBEHANDLUNG IM COMPACT COIL FURNACE
Das zu behandelnde Coil wird von oben in die Mittelsektion der Anlage eingehoben. Die Be- und Entladung kann vollständig mit dem beim Kunden vorhandenen Coil-Handling-System erfolgen. Sowohl Coilgreifer als auch C-Haken lassen sich ohne zusätzliche Anpassungen einsetzen, sodass der CCF nahtlos in bestehende Materialflusskonzepte integriert werden kann.
Nach dem Beladen schließen sich die beiden Türflügel der Mittelsektion, die Endteile fahren pneumatisch an die Ofenmitte heran und die Anlage wird automatisch verriegelt. Alle relevanten Bauteile sind mit einer doppelten thermischen und gasdichten Abdichtung ausgestattet. Die Wärmebehandlung kann dadurch abhängig von Werkstoff, Prozessanforderungen und gewünschter Oberflächenqualität wahlweise unter Schutzgas oder in Luft durchgeführt werden.
Für den eigentlichen Wärmebehandlungsprozess wird die Ofenatmosphäre aufgeheizt und kontinuierlich zwischen Heizsystem und Ofenraum umgewälzt. Ein speziell entwickeltes Runddüsensystem verteilt die heiße Atmosphäre gleichmäßig auf die Stirnseiten des Coils. Diese optimierte Strömungsführung gewährleistet
eine besonders effiziente Wärmeübertragung und sorgt für eine gleichmäßige Temperatur über den gesamten Querschnitt des Coils. Zur Verkürzung der Prozesszeiten lässt sich der CCF um einen integrierten Wasserkühlkreislauf erweitern, der eine beschleunigte und kontrollierte Abkühlung des Coils nach der erfolgten Wärmebehandlung ermöglicht.
KOSTENSENKUNG DURCH EFFIZIENTES DESIGN
Der zylinderförmige Ofenraum des CCF schmiegt sich eng an die ebenfalls zylindrische Form des Coils an. Durch diese geometrische Anpassung reduzieren sich sowohl die äußere Oberfläche als auch das gesamte Volumen des Ofens auf ein Minimum. Im Vergleich zu klassischen Ein-Coil-Öfen ergeben sich daraus folgende wirtschaftliche Vorteile:
- SIGNIFIKANT GERINGERE WÄRMEVERLUSTE
Die verringerte Anlagenoberfläche reduziert im Haltebetrieb die Wärmeverluste an die Umgebung um bis zu 75 %. Dadurch sinkt der Energiebedarf erheblich, insbesondere bei längeren Haltezeiten. - REDUZIERTER SCHUTZGASVERBRAUCH
Das minimierte Ofenvolumen senkt den Schutzgasbedarf um rund 55 %. - ZUSÄTZLICHE ENERGIEEINSPARUNG DURCH GERINGEREN SCHUTZGASVERBRAUCH
Da weniger Schutzgas benötigt wird, muss auch weniger Gas aufgeheizt werden – ein weiterer direkter Beitrag zur Senkung der Betriebskosten.
Auf Wunsch lässt sich der CCF auch als eine rein elektrische Variante betreiben. In Kombination mit Ökostrom kann der Wärmebehandlungsprozess im CCF dann sogar vollständig CO₂-frei erfolgen. Dadurch werden nicht nur die betrieblichen Emissionen, sondern auch die Kosten für CO₂-Zertifikate deutlich reduziert.
Die tatsächlich erzielbaren Einsparungen hängen von der Anzahl der Wärmebehandlungsvorgänge, der jeweiligen Temperaturführung und der gewählten Betriebsart ab. In vielen Anwendungen zeigt sich jedoch, dass der CCF dank seines effizienten Designs einen signifikanten Beitrag zur Reduktion der Gesamtbetriebskosten leisten kann.
FAZIT
Der Compact Coil Furnace (CCF) bietet eine zukunftsorientierte Lösung für die energieeffiziente Wärmebehandlung einzelner Coils. Durch das kompakte Anlagendesign werden sowohl der Energie-, als auch der Schutzgasverbrauch erheblich reduziert. Im laufenden Betrieb ergeben sich dadurch neben der verringerten Ressourcennutzung auch signifikante Kosteneinsparungen.
Dank seiner flexiblen Beheizungsoptionen – wahlweise gasbeheizt oder vollständig elektrisch – lässt sich der CCF optimal an unterschiedliche Produktionsanforderungen anpassen. Unternehmen, die ihre Wärmebehandlungsprozesse effizienter gestalten, ihre Betriebskosten senken und gleichzeitig ihre CO₂-Bilanz verbessern möchten, profitieren besonders von diesem innovativen Anlagenkonzept.
Der CCF eignet sich damit ideal für Betriebe, die hohe Prozessflexibilität benötigen und Wert auf moderne, energieoptimierte Technologien legen. Mit seinem innovativen Design und seiner Wirtschaftlichkeit setzt der Compact Coil Furnace neue Maßstäbe in der Wärmebehandlung einzelner Coils.