Nachhaltige Wärmebehandlungsprozesse systematisch entwickeln

VDMA 2018
124 Seiten

ISBN: 978-3-8163-0728-0

Abschlussbericht EnerTHERM

Herausgeber:
PD Dr. Friedrich Raether
Fraunhofer-Zentrum für Hochtemperatur-Leichtbau HTL
Gottlieb-Keim-Straße 62
95448 Bayreuth
www.htl.fraunhofer.de
Redaktion:
Susanne Kuballa

Im Projekt „Nachhaltige Wärmeprozesse“ (Kurztitel: EnerTHERM) wurden Methoden und Materialien entwickelt, die zur Verbesserung der Nachhaltigkeit von Wärmeprozes-sen beitragen. Das Projekt war dazu in sechs technische Teilprojekte gegliedert, die je-weils von einem eigenen Projektleiter geführt wurden.
Mit den bei Projektbeginn bereits vorhandenen und den in den Teilprojekten 1 und 3 neu aufgebauten ThermoOptischen Messanlagen (TOM) können nahezu alle wichtigen Hochtemperatur-Eigenschaften von Materialien gemessen werden – und dies mit Pro-benvolumina, die auch für heterogene Werkstoffe wie Feuerfestmaterialien repräsentativ sind. Alle technisch relevanten Prozessatmosphären können in den unterschiedlichen Anlagen realisiert werden. In Teilprojekt 2 wurde ein mobiler Ofenmessstand entwickelt, mit dem Industrieöfen während des Betriebs vermessen werden können. Die Messdaten aus den TOM-Anlagen und dem mobilen Ofenmessstand dienen als Input für Computer-simulationsmethoden, die in Teilprojekt 4 entwickelt wurden. Die multiskaligen Modelle sind Baustein eines am HTL entwickelten Systems zum ICME (Integrated Computational Materials Engineering)4. Mittels ICME können Produkte und Prozesse rascher und zielge-richteter entwickelt werden als mit herkömmlichen Verfahren. Im Rahmen des Projekts EnerTHERM wurden die Modelle für unterschiedliche Wärmebehandlungen und Hoch-temperatur-Materialien validiert. In Teilprojekt 5 wurden neue Hochtemperatur-Materialien entwickelt: leichte und energieeffiziente Brennhilfsmittel, mittels Direkt-schäumung hergestellte Hochtemperatur-Isolationen sowie korrosionsfeste Beschich-tungen. In Teilprojekt 6 wurden hochtemperaturbeständige Fügungen entwickelt und Demonstratoren aufgebaut, die zeigen, dass komplexe Hochtemperatur-Systeme aus einfachen Halbzeugen hergestellt werden können.

Inhalt
Einleitung 5
Charakterisierung von Hochtemperatur-Materialien 8
Charakterisierung von industriellen Thermoprozessanlagen 26
Optimierung von Wärmebehandlungsprozessen 41
Verbesserung von Thermoprozessanlagen 62
Hochtemperatur-Leichtbaumaterialien 82
Fügetechnologien 96
Ausblick 114
Anhang 1 116
Veröffentlichungen 116
Anhang 2 120
Projektstruktur 120