Glossar Bandanlagen
Bandanlagen
Eine Bandanlage (oder Bandlinie) führt mindestens einen Prozessschritt mit einem aufgewickelten Metallband durch. Das Band wird von einem Coil im Einlaufbereich abgewickelt, durch eine oder mehrere Behandlungszonen verarbeitet und im Auslaufbereich wieder zu einem Coil aufgewickelt.
Typen von Bandanlagen
| Anlagentyp | Funktion |
|---|---|
| Umwickellinien | Übertragung des Bandes von einem Coil auf ein anderes, oft mit Besäumen oder Inspektion |
| Streckrichtlinien | Verbesserung der Bandplanheit durch kontrollierte Dehnung |
| Längsteilanlagen | Schneiden von breitem Band in schmalere Breiten |
| Glühlinien | Wärmebehandlung zum Weichmachen von Metall und Wiederherstellung der Duktilität |
| Wärmebehandlungslinien | Härten, Vergüten oder andere thermische Prozesse |
| Beschichtungslinien | Aufbringen von Schutz- oder Funktionsbeschichtungen |
| Beizlinien | Entfernung von Oxidzunder durch chemische Behandlung |
Betriebsarten
Kontinuierlicher Betrieb
Im kontinuierlichen Betrieb bewegt sich das Band ständig durch die Verarbeitungslinie. Neue Coils werden im Abwickelbereich mit dem Bandende verbunden, während die Linie weiterläuft. Dies erfordert:
- Coil-Verbindungsausrüstung (Schweißgeräte oder Stitcher)
- Bandspeicher zum Puffern von Geschwindigkeitsunterschieden
- Gleichbleibende Prozessbedingungen durchgehend
Diskontinuierlicher Betrieb
Im diskontinuierlichen Betrieb hält das Band während des Coilwechsels an. Diese Betriebsart ist einfacher, führt aber zu geringerer Produktivität und möglichen Qualitätsschwankungen an Coilanfang und -ende.
Endlosbandverarbeitung
Bei der Endlosverarbeitung werden Coils kontinuierlich durch das System verbunden, wodurch ein “endloses” Band entsteht. Dieser Ansatz maximiert die Produktivität und gewährleistet eine gleichmäßige Behandlung über die gesamte Coillänge.
Einzelband-Betrieb
Im Einzelband-Betrieb werden Bänder unabhängig und ohne Verbindung verarbeitet. Jedes Coil durchläuft die Linie separat. Diese Betriebsart ist üblich für:
- Kurze Produktionsläufe
- Variierende Bandabmessungen
- Besondere Qualitätsanforderungen
→ WSP liefert Linien für kontinuierlichen und Einzelband-Betrieb
Wärmebehandlungsprozesse
Glühen
Glühen ist ein Wärmebehandlungsprozess, der Metall durch Erwärmung über seine Rekristallisationstemperatur, Halten auf Temperatur und anschließendes Abkühlen weich macht. Arten umfassen:
| Glühverfahren | Zweck | Temperaturbereich |
|---|---|---|
| Weichglühen | Maximale Weichheit zum Umformen | Unterhalb Ac1 |
| Rekristallisationsglühen | Duktilität nach Kaltumformung wiederherstellen | 550–700 °C (Stahl) |
| Spannungsarmglühen | Innere Spannungen entfernen | 450–650 °C |
| Normalglühen | Kornstruktur verfeinern | Oberhalb Ac3 |
Austenitisieren
Austenitisieren erhitzt Stahl über die Ac3-Temperatur (typischerweise 800–950 °C für Kohlenstoffstähle), um die Mikrostruktur in Austenit umzuwandeln. Dies ist der wesentliche erste Schritt vor dem Härten. Kritische Faktoren umfassen:
- Aufheizrate und Gleichmäßigkeit
- Haltezeit auf Temperatur
- Schutzatmosphäre zur Verhinderung von Oxidation und Entkohlung
→ WSP Muffelöfen zum Austenitisieren
Härten (Abschrecken)
Härten kühlt austenitisierten Stahl schnell ab, um Martensit zu bilden, eine harte Mikrostruktur. Traditionelle Abschreckmedien umfassen:
- Wasser – schnellste Kühlung, Verzugsgefahr
- Öl – moderate Kühlrate
- Salz- oder Bleibäder – kontrollierte Kühlung, Umweltbedenken
- Gas (Wasserstoff/Stickstoff) – sauber, regelbar, moderne Alternative
→ WSP ACQ Wasserstoff-Abschrecktechnologie
Anlassen
Anlassen erwärmt gehärteten Stahl auf eine Temperatur unterhalb Ac1 (typischerweise 150–650 °C), um die Sprödigkeit zu reduzieren und das gewünschte Gleichgewicht zwischen Härte und Zähigkeit zu erreichen. Höhere Anlasstemperaturen führen zu geringerer Härte, aber größerer Zähigkeit.
Ofentechnologie
Schwebeöfen / Bandschwebeöfen
Schwebeöfen (auch Bandschwebeöfen genannt) verwenden Luft- oder Gasdüsen, um das Band ohne mechanischen Kontakt zu tragen. Vorteile umfassen:
- Kratzerfreie Oberflächen – keine Rollenmarkierungen oder Kontaktschäden
- Gleichmäßige Erwärmung – konsistenter Wärmeübergang über die Bandbreite
- Flexible Atmosphäre – Schutz-, reduzierende oder oxidierende Bedingungen
- Breiter Geschwindigkeitsbereich – stabile Bandschwebung bei variierenden Liniengeschwindigkeiten
Muffelöfen
Muffelöfen trennen die Heizzone von der Prozessatmosphäre mittels einer abgedichteten Muffel (typischerweise aus hitzebeständigen Legierungen). Vorteile:
- Reine Atmosphäre – keine Verbrennungsprodukte am Band
- Präzise Steuerung – definierte Gaszusammensetzung durchgehend
- Oberflächenqualität – verhindert Oxidation und Entkohlung
- Hohe Temperaturen – bis 1.200 °C zum Austenitisieren
HEXAR Hochtemperaturöfen
HEXAR ist das fortschrittliche WSP-Ofenkonzept für NE-Metalle mit:
- Hex-förmige Strahlrohranordnung für gleichmäßige Erwärmung
- Optimiert für Kupfer und Kupferlegierungen
- Temperaturen bis 950 °C
- Minimale Oberflächenverfärbung
Abschrecktechnologie
WSP Advanced Convection Quench (ACQ)
Das WSP ACQ System verwendet Wasserstoffgas zur konvektiven Abschreckung als moderne Alternative zu Bleibädern:
- Segmentierte Düsenfelder für lokal einstellbare Kühlung
- Breiter Wärmeübergangsbereich anpassbar an verschiedene Stähle
- Sauberer Prozess – keine Verunreinigung oder Rückstände
- Industriell erprobt – im Einsatz seit 2017
→ Mehr über WSP ACQ Technologie
Oberflächenbehandlung
Entfetten
Entfetten entfernt Öle, Fette und andere organische Verunreinigungen von der Bandoberfläche. Methoden umfassen:
- Alkalische Reinigung – wässrige Lösungen mit Tensiden
- Lösemittelreinigung – organische Lösemittel (rückläufig wegen Umweltbedenken)
- Elektrolytische Reinigung – verbesserte Reinigung durch Elektrolyse
Beizen
Beizen entfernt Oxidzunder von der Bandoberfläche mittels Säurelösungen:
- Schwefelsäure (H₂SO₄) – üblich für Kohlenstoffstahl, bei erhöhter Temperatur
- Salzsäure (HCl) – schnelleres Beizen, bessere Oberflächenqualität
- Salpetersäure/Flusssäure – für Edelstähle
- Zitronen- oder Phosphorsäure – für NE-Metalle
Bürsten
Mechanisches Bürsten reinigt und konditioniert Bandoberflächen:
- Entfernt losen Zunder und Ablagerungen
- Erzeugt definierte Oberflächenrauheit
- Bereitet Oberfläche für Beschichtung oder Weiterverarbeitung vor
Prozessparameter
Spezifikationen
| Parameter | Beschreibung | Typischer Bereich |
|---|---|---|
| Bandbreite | Maximal verarbeitbare Breite | bis 1.200 mm |
| Banddicke | Materialstärke | 0,02–4 mm |
| Liniengeschwindigkeit | Bandgeschwindigkeit durch den Ofen | 1–200 m/min |
| Durchsatz | Massenstrom | bis 20.000 kg/h |
| Temperatur | Maximale Ofentemperatur | bis 1.200 °C |
Engineering-Dienstleistungen
CFD-Simulation
Computational Fluid Dynamics (CFD) simuliert Gasströmungen, Temperaturverteilungen und Wärmeübertragung in der Ofenauslegung:
- Düsenkonfigurationen optimieren
- Temperaturgleichmäßigkeit vorhersagen
- Atmosphärenverteilung analysieren
FEM-Analyse
Finite-Elemente-Methode (FEM) Analyse gewährleistet strukturelle Integrität:
- Thermische Spannungsanalyse
- Mechanische Festigkeitsberechnungen
- Ermüdungslebensdauer-Vorhersage
Prozessoptimierung
Prozessoptimierung verbessert die Leistung bestehender und neuer Anlagen durch systematische Analyse:
- Analyse und Optimierung von Regelkreisen
- Simulation mit MATLAB/Simulink
- Verbesserung der Regelgüte und Systemstabilität
- Energieeinsparung durch optimierte Prozessführung
→ WSP Engineering-Dienstleistungen
Dieses Glossar wird bereitgestellt von WSP GmbH, Spezialisten für Thermoprozessanlagen und Bandbehandlungslinien seit 1989. Kontaktieren Sie uns für technische Beratung zu Ihrer spezifischen Anwendung.