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Optimale Ofenatmosphäre in Wärmebehandlungsanlagen

In Zusammenarbeit mit der Härterei Carl Gommann GmbH - KGO GmbH - Stange Elektronik GmbH

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Das bietet Bürkert für die Wärmebehandlung von Stahl:

  • Mehr Prozesssicherheit: Plug-and-play-fähige Komplettlösung garantiert eine reproduzierbare Gaszusammensetzung
  • Zuverlässiger Betrieb: Ausgewählte Massendurchflussregler sorgen für schnelle Reaktionszeiten und gewährleisten eine präzise Gasregelung
  • Hohe Flexibilität: Herausforderungen bei der Spannungsversorgung und der Softwarefunktionalität wurden schnell und zielorientiert gelöst

Ständig steigende Qualitätsanforderungen, Reproduzierbarkeit, Dokumentation und kürzere Lieferzeiten bei hohem Kostenbewusstsein – dies sind die Anforderungen, denen sich die Betreiber von Wärmebehandlungsanlagen, beispielsweise für die Oberflächenveredelung heute stellen müssen. Reaktionsschnelle Massendurchflussregler, die speziell für die feinfühlige Dosierung großer Gasmengen ausgelegt sind, können hier Vorteile bringen. Arbeiten bei der Konzeption der Regelung der Ofenatmosphäre Fluidikexperten, Steuerungsspezialisten und Ofenbauer Hand in Hand, profitiert der Anwender, denn es entstehen plug-and-play-fähige Komplettlösungen, die sich für eine exakte Dosierung und Protokollierung der Gasmengen einfach an die übergeordnete Steuerung anbinden lassen.

Reproduzierbare Gaszusammensetzung ist gefragt

Der Werkstoff Stahl zeichnet sich durch seine vielfältigen technischen Verwendungsmöglichkeiten aus. Durch Zugabe von Legierungselementen lassen sich Stähle mit unterschiedlichen Eigenschaften herstellen. In Kombination mit unterschiedlichen thermischen Behandlungen können die mechanischen Eigenschaften des Stahls optimal an die jeweiligen Bearbeitungs- und Einsatzbedingungen angepasst werden. Die Härterei Carl Gommann GmbH ist spezialisiert auf die Wärmebehandlungsverfahren Nitrieren und Nitrocarburieren sowie das Spannungsarmglühen und das Vergüten von Blechen. Für neue Werkstoffe und Sonderlegierungen werden zudem differenzierte Nitrierverfahren entwickelt. Die Wärmebehandlungsanlagen bezieht Gommann meist vom Gießerei- und Ofenanlagenbauer KGO GmbH. STANGE Elektronik entwickelt kompakte Steuerungen, die speziell auf die Anforderungen bei Härteöfen abgestimmt sind. In den Öfen, die man für die Oberflächenveredelung einsetzt, werden die Produkte erhitzt und bestimmten Atmosphären ausgesetzt, um sie zu vergüten. Die Gaszusammensetzungen sind für das Ergebnis des Prozesses der Wärmebehandlung von entscheidender Bedeutung — ebenso wie die Temperaturen. Die Gasmengen werden nach Vorgabe der Steuerung über Massendurchflussregler zugeführt, da nur so eine optimale Reproduzierbarkeit der Gaszusammensetzung und damit Prozesssicherheit erzielt werden kann.

Präzise Regelung der Gaszufuhr

An die Massendurchflussregler stellten Ofen- und Steuerungsbauer bestimmte Anforderungen: Sie sollten sehr präzise arbeiten, auf bewährter Technik basieren, einfach vernetzbar und robust sein und dabei auch kostengünstig. Diese Aufgabe erfüllen Massendurchflussregler von Bürkert. Die MFC der Typen 8742/8746 lassen sich auf bis zu vier Gase kalibrieren. Sie sind als kompakte Geräte aufgebaut und bestehen aus den Komponenten Durchflusssensor, Regelelektronik sowie aus einem Proportionalventil als Stellglied. Sie gewährleisten eine sehr feinfühlige und präzise Regelung unabhängig von Störgrößen wie Druckschwankungen oder temporär auftretenden Strömungswiderständen. Der integrierte PI-Regler und das direktwirkende Proportionalventil als Stellglied sorgen für eine hohe Ansprechempfindlichkeit. Die Sensorelemente mit direktem Medienkontakt vereinen schnelle Reaktionszeit mit Unempfindlichkeit gegenüber Verschmutzungen. Die neuen MFC kommunizieren auf CANopen-Basis direkt mit der Steuerung von STANGE. Das versprach Kosteneinsparungen und Vereinfachungen in der Gesamtanlage, da kein zusätzlicher Feldbus benutzt werden musste.

Prozesssicherheit dank lösungsorientierter Teamarbeit

Entscheidend für den Projekterfolg sind aber oft nicht nur Spezifikationen und technische Eigenschaften, sondern auch die Teamfähigkeit, insbesondere wenn mehrere Unternehmen beteiligt sind. In enger Zusammenarbeit der Projektpartner konnten auch anfängliche Herausforderungen bei der Spannungsversorgung einfach gelöst werden: Die fehlende Betriebsart „Node Guard“ konnte von Software-Spezialisten des Fluidikexperten schnell ergänzt werden. Die hohe Leistungsaufnahme der MFC erfordert ausreichende Querschnitte in der Verkabelung über lange Strecken. Abhilfe schaffte u. a. eine entsprechende Zwischeneinspeisung bei der Spannungsversorgung. Schlussendlich stand basierend auf den MFC für die Regelung der Ofenatmosphäre eine Plug-and-Play-fähige Komplettlösung zur Verfügung, die sich für eine exakte Dosierung und Protokollierung der Gasmengen einfach an die übergeordnete Steuerung anbinden ließ.

Massendurchflussregler (MFC)/ Massendurchflussmesser (MFM) für Gase

Massendurchflussregler (MFC)/ Massendurchflussmesser (MFM) für Gase

Typ 8742

  • Nenndurchflussbereiche von 0,010 lN/min bis 160 lN/min
  • Hohe Mess- und Wiederholgenauigkeit bei sehr schnellen Reaktionszeiten
  • Erleichterter Geräteaustausch durch Konfigurationsspeicher
  • Feldbuskommunikation basierend auf CANopen
  • Optional: ATEX II Kat. 3G/D oder USP Class VI-, FDA-, EG 1935- Konformität
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Massendurchflussregler (MFC)/ Massendurchflussmesser (MFM) für Gase

Massendurchflussregler (MFC)/ Massendurchflussmesser (MFM) für Gase

Typ 8746

  • Nenndurchflussbereiche von 20 lN/min bis zu 2500 lN/min
  • Hohe Mess- und Wiederholgenauigkeit
  • Feldbuskommunikation basierend auf CANopen
  • Optional: ATEX II Kat. 3G/D
  • Elektromagnetischer und elektromotorischer Ventilantrieb verfügbar
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Härterei Carl Gommann GmbH - Optimale Ofenatmosphäre in Wärmebehandlungsanlagen

Flyer Best Practice Optimale Ofenatmosphäre in Wärmebehandlungsanlagen

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