Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Durch eine ung\u00fcnstige Organisation des Betriebsablaufes und fehlende Kenntnis \u00fcber Zusammenh\u00e4nge bez\u00fcglich des Energiebedarfs, z. B. dessen Abh\u00e4ngigkeit vom Durchsatz und von der L\u00e4nge der Induktorstrecke, kommt es in den Schmieden h\u00e4ufig zu stark \u00fcberh\u00f6htem Energiebedarf. Die Zielsetzung liegt folglich prim\u00e4r in der Reduzierung des Energiebedarfs induktiver Schmiedeblockerw\u00e4rmer sowie in der Verringerung des Materialausschusses verbunden mit einer Verminderung der CO2-Emissionen. Daneben wird das magnetische Streufeld in der Umgebung von Schmiedeerw\u00e4rmern \u00fcberpr\u00fcft und bei Bedarf werden Ma\u00dfnahmen zur Reduzierung der Feldbelastung erarbeitet und vorgeschlagen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenNach der Auswahl repr\u00e4sentativer Schmiedeblock-Erw\u00e4rmungsanlagen beginnt die energetische Analyse mit Hilfe von eint\u00e4gigen Kurzzeitmessungen in den Schmiedebetrieben. Messtechnisch werden die Prozessgr\u00f6\u00dfen erfasst und der Wirkungsgrad sowie der Energiebedarf ermittelt. Ebenfalls werden magnetische Streufelder in Anlagenn\u00e4he \u00fcberpr\u00fcft. F\u00fcr diese Abschnitte werden 8 Wochen ben\u00f6tigt. Anhand der Ergebnisse der Kurzzeitmessungen wird das Optimierungspotenzial des jeweiligen Prozesses aufgezeigt. Hierzu werden 8-w\u00f6chige numerische Untersuchungen in der Forschungseinrichtung durchgef\u00fchrt, z. B. mittels Parameterstudien der wichtigsten Einflussgr\u00f6\u00dfen. Parallel werden 4-w\u00f6chige Langzeitmessungen durch das Schmiedepersonal durchgef\u00fchrt, die einen wichtigen \u00dcberblick \u00fcber die typischen, ggf. ung\u00fcnstigen Betriebsweisen des induktiven Erw\u00e4rmers liefern.
\nNach der Auswertung der Langzeitmessungen und der numerischen Simulationen k\u00f6nnen Optimierungsm\u00f6glichkeiten in Zusammenarbeit mit den Unternehmen ausgearbeitet werden. Anschlie\u00dfend werden die Ma\u00dfnahmen zur Energieeinsparung in den Betrieben umgesetzt. Nach ca. 4 Wochen werden die realisierten Ma\u00dfnahmen \u00fcberpr\u00fcft und eine erneute Feldmessung vorgenommen. Bei Bedarf werden Vor-schl\u00e4ge zur Reduzierung des magnetischen Streufeldes in Anlagenn\u00e4he ausgearbeitet und umgesetzt. F\u00fcr diese Abschnitte sind insgesamt 12 Wochen vorgesehen. Die Ergebnisse werden mit Hilfe des Industrieverbandes Deutscher Schmieden e. V. (IDS) verbreitet.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die w\u00e4hrend der Kurzzeitmessungen durchgef\u00fchrten energetischen Analysen zeigten \u00fcberh\u00f6hte Energiebedarfe von bis zu 600 kWh\/t, die auf Optimierungspotenziale schlie\u00dfen lie\u00dfen. Mittels eines vorhandenen numerischen Simulationsprogramms, das speziell f\u00fcr die induktive Schmiedeblock-Erw\u00e4rmung ent-wickelt wurde, konnte der Einfluss unterschiedlichster Parameter auf den Energiebedarf untersucht werden.
\nDie parallel zur Energiebedarfsmessung durchgef\u00fchrten Magnetfeldmessungen zeigten f\u00fcr das Schmiedepersonal kein Gefahrenpotenzial auf. Am st\u00e4ndigen Aufenthaltsort des Personals wurden die strengen Grenzwerte der Berufsgenossenschaft der Feinmechanik und Elektrotechnik f\u00fcr eine Dauerexposition in keinem Fall \u00fcberschritten. Handlungsbedarf zur Entwicklung von Abschirmma\u00dfnahmen besteht bei den untersuchten Anlagen nicht.
\nDurch sogenannte Langzeitmessungen konnte ein wichtiger Einblick in den Betriebsablauf der Anlagen gewonnen werden. Die Protokolle des Schmiedepersonals ergaben, dass die Erw\u00e4rmer praktisch kein St\u00f6rungspotenzial aufweisen. Beim maschinellen Schmieden kam es zu h\u00e4ufigen St\u00f6rungen an der Schmiedepresse, die zur Erh\u00f6hung des Umlaufmaterials beitrugen.
\nDie Optimierung wurde anhand von Einflussfaktoren durchgef\u00fchrt, die allgemeing\u00fcltig den Energiebedarf induktiver Erw\u00e4rmer entscheidend beeinflussen. Dabei ist der optimale Betrieb eines induktiven Schmiedeblock-Erw\u00e4rmers stets f\u00fcr den Einzelfall zu ermitteln. Bei zwei von vier untersuchten Erw\u00e4rmern konnten Optimierungspotenziale gefunden werden. In einem Fall wurde durch die Optimierung der Frequenz der Energiebedarf um 30 kWh\/t gesenkt und f\u00fchrte zu einer CO2-Minderung von ca. 27 t\/a. Im zweiten Fall wurden durch die Anpassung der Erw\u00e4rmerl\u00e4nge auf den reduzierten Durchsatz eines Erw\u00e4rmers ebenfalls 30 kWh\/t eingespart und der CO2-Aussto\u00df um 4,4 t\/a gesenkt. Die theoretischen Ergebnisse konnten durch Anpassung der Anlagen und durch Messungen best\u00e4tigt werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Ergebnisse werden allen Mitgliedern des IDS in einer Faktendatenbank, der sogenannten Info-Pyramide, bis Ende 2001 zur Verf\u00fcgung gestellt. Hierbei handelt es sich um ein Internet-Forum, auf das jederzeit zugegriffen werden kann.
\nBisher erfolgte eine Ver\u00f6ffentlichung in der Fachzeitschrift elektrow\u00e4rme international sowie ein Kongressbeitrag. Des Weiteren erscheint eine Ver\u00f6ffentlichung im Schmiede-Journal im M\u00e4rz 2002.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Optimierungspotenziale wurden aufgezeigt, Ma\u00dfnahmen zur Energieeinsparung in den Schmiedebetrieben durchgef\u00fchrt und messtechnisch verifiziert. Ebenfalls konnte gezeigt werden, dass f\u00fcr die untersuch-ten Schmiedeblock-Erw\u00e4rmer kein Gefahrenpotenzial durch elektromagnetische Felder f\u00fcr das Schmiedepersonal ausgeht.Die untersuchten Erw\u00e4rmungsvorg\u00e4nge wurden f\u00fcr Einsatzdurchmesser von 20-45 mm durchgef\u00fchrt. Untersuchungen zur Energieeinsparung von Anlagen, die Blockdurchmesser von bis zu 150 mm erw\u00e4rmen, k\u00f6nnten sinnvoll sein, zumal die gr\u00f6\u00dfere Einsatzleistung quantitativ h\u00f6here Energieeinsparungen verspricht.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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