Das tiefkalte Gas wird so lange verteilt, bis die gesamte Oberfläche des flüssigen Metalls während des Schmelzprozesses und Gießprozesses mit einer Decke aus flüssigem und gasförmigem Gas bedeckt ist.
Ein konstanter Fluss des kryogenen Gases durch einen regulierten Druck wird während des gesamten Schmelzvorgangs des Metalls im Ofen aufrechterhalten, um einen Schutz vor Oxidation zu gewährleisten.

Funktionsweise des SPAL-Verfahrens

Wenn die kryogene Flüssigkeit auf die Oberfläche des geschmolzenen Metalls aufgebracht wird, verdampft das kryogene Gas augenblicklich und bildet eine dünne inerte Barriere zwischen der Metalloberfläche und atmosphärischen Gasen.
Die Umwandlung von kryogenem bzw. flüssigem Gas zum gasförmigen Gas erfolgt mit einer erheblichen Volumenausdehnung. Die Volumenausdehnung (840-mal für Argon, 697-mal für Stickstoff) verdrängt die oxidierenden Gase aus dem Metall und spült die oxidierenden Gase von der Metalloberfläche weg.
Es hat sich gezeigt, dass das kryogene Inertisations- Verfahren allen anderen Gasinertisierungsverfahren überlegen ist.

Vorteile der kryogenen Argon bzw. Stickstoff Inertisation

Die wichtigsten Vorteile für Ihren Betrieb sind folgende:

  • Geringe Schlacken- oder Kranzbildung reduziert die Heizzeit und senkt somit auch die Energiekosten. Die Reaktion zwischen Metall und Ofenauskleidung an der Schmelzlinie verringert die Wahrscheinlichkeit der Schlackenbildung. Legierungszusätze werden schnell vom Metall verbraucht und die Schmelztemperaturen können gesenkt werden.
  • Ein geringerer Gehalt an gelöstem Sauerstoff sorgt für Fließfähigkeit und verbessert die Materialeigenschaften. Die Verringerung des gelösten Gases kann den Ausschuss reduzieren, der typischerweise durch Porosität und Nichtbefüllung verursacht wird.
  • Schrott und Nacharbeit werden reduziert, da weniger Einschlüsse von feuerfesten Materialien und Reoxidation während des Rührens entstehen.
  • Längere Lebensdauer der Ofenauskleidung. Die maximale Lebensdauer der Ofenauskleidung kann sich um das bis zu 3-fache ihrer durchschnittlichen Lebensdauer verlängern. Die Zeit-/Materialeinsparungen sind je nach Gießerei unterschiedlich.
  • Verbesserung der Ausbringung von Metall und Zusatzstoffen aufgrund des niedrigeren Sauerstoffpartialdrucks über der Schmelzoberfläche.
  • Hervorragende mechanische Eigenschaften mit einer Verringerung von Metallfehlern nach dem Gießen.

Direkte Gas-Einflüsse der Inertisierung auf Produktqualität, Produktivität und Kosten

Produktqualität

  • Reduktion von Sauerstoff-Wechselwirkung
  • Reduktion von Oxideinschlüssen
  • Je nach Einsatzmaterial weniger Nitridbildung 

Produktivität

  • Legierungsmittel-Ausbringung steigt
  • Reduzierter Bedarf an Schlackenbildnern
  • Geringere Schlackenmengen zu entsorgen
  • Weniger Nacharbeit erforderlich 

Wartungskosten

  • Kostenersparnis an Ofenauskleidung durch längere Haltbarkeit 
  • Reduzierte Stillstandszeiten für Neuzustellungen

Messbare Vorteile der kryogenen Argon bzw. Stickstoff Inertisation für Ihren Betrieb

Inertisierung mit kryogenem Argon oder Stickstoff
erhöht die Gussqualität und reduziert Nacharbeiten
Ca. - 25% weniger Nacharbeit
Die SPAL-Technologie erhöht die Lebensdauer
der Zustellung. Es werden weniger Schlacke
oder Schlackenkränze gebildet.
Die Wartungskosten für die Ofenauskleidung werden
erheblich gesenkt
Kostenersparnis im
Zusammenhang mit der
Auskleidung um bis zu 200%
Saubere Schmelzen ermöglichen eine niedrigere
Abstichtemperatur.
Die Energiekosten sinken direkt
Ca. - 5% Energiekosten
Schmelzprozess-Zeiten verringern sich Bis zu 10% Produktionssteigerung
und Reduktion der Energiekosten
Weniger “Low- Density”  Einschlüsse in der Schmelze
verbessern die mechanischen Eigenschaften
Bis zu 15% weniger Ausschuss
Eine erhöhte Schmelzqualität verringert die notwendige
Schlacken- Menge und reduziert die Desoxidationsmittel- Menge
 

Unsere Komplettlösung: SPAL Badabdeckung für die kryogene Argon bzw. Stickstoff Inertisation

  • Flüssig Argon Lagerung und Vorhaltung im Air Liquide „Ranger“ mit 160 Liter Inhalt
  • Schlauch mit Flüssig Argon Regulierventil
  • Haltearm
  • Flüssig Argon Injektor

Simulationsergebnisse: Gegenüberstellung der flüssigen Inertisation versus gasförmigen Inertisation

  • Simulationergebnis (Gasförmig): Gas Einbringung 30 Sekunden ergibt ca. 17% O2 Anteil in der Atmosphäre
  • Simulationsergebnis (Flüssig): Gas Einbringung 30 Sekunden ergibt ca. 1% O2 Anteil in der Atmosphäre

Die Simulation zeigt, dass die flüssige Gas-Einbringung aufgrund der Volumensausdehnung, welche die oxidierenden Gase verdrängt bzw. wegspült, die effizientere Inertisation darstellt.