ESU – Elektroschlacke Umschmelzanlage

Seit den 1930er Jahren ist der Elektroschlacke-Umschmelzprozess (ESU) bekannt, jedoch dauerte es ca. 30 Jahre, bis der Prozess als Standardverfahren für die Massenproduktion von qualitativ hochwertigen Stählen und Sonderlegierungen, wie Titan, Tantal, Niob, Nickelbasis-Legierungen und Superalloys anerkannt wurde. Die ESU-Technologie (engl. Electro Slag Remelting, ESR) hat einen hohen Stellenwert, nicht nur im Bereich der Herstellung von kleineren Blöcken, aus Werkzeugstählen und Superlegierungen, sondern auch bei schweren Schmiedeblöcken mit Blockgewichten bis über 150 Tonnen.

Elektroschlacke Umschmelzanlage ESU F1000 P 20 II (20 Tonnen)

• Der Labor-ESU-Ofen wird vorrangig zur Herstellung von kleinen Blöcken mit einem maximalen Blockdurchmesser von bis zu 240 mm und 500 kg Blockgewicht verwendet
• ALD bietet ESU-Anlagen für Blockdurchmesser von 250 mm bis über 2.300 mm, mit Blockgewichten von über 150 Tonnen
• ESU-Öfen können für das Umschmelzen von runden, quadratischen und rechteckigen Blöcken (Brammen) ausgelegt werden

Vorteile des Produktes

• Homogene, gerichtete Erstarrungsstruktur
• Hohe Reinheit der Endprodukte
• Frei von Blockfehlern (z.B. Wasserstoffflocken)
• Frei von Makrosegregation
• Glatte Blockoberflächen, für eine hohe Ausbeute

Im ESU-Verfahren wird eine selbstverzehrende Elektrode in ein Schlackebad innerhalb einer wassergekühlten Kupferkokille eingetaucht und umgeschmolzen. Ein elektrischer Strom (in der Regel Wechselstrom) fließt zwischen der Elektrode, dem Schlackebad und der Bodenplatte bzw. Umschmelzblock und überhitzt die Schlacke. Dadurch schmilzt die Elektrode, die Metalltropfen sinken durch die Schlacke ab und erstarren zu dem Umschmelzblock im wassergekühlten Tiegel. Das umgeschmolzene, gereinigte Material baut sich langsam auf dem Boden des Tiegels auf. Der Block ist homogen und gerichtet erstarrt. Der ESU-Block ist frei von Lunkern und Hohlräumen, die in konventionell gegossenen Blöcken entstehen können.

Das ESU-Verfahren bringt sehr beständige, einheitliche Produktqualitäten. Die Blockoberflächenqualität wird durch die Bildung einer dünnen Schlackehaut zwischen Block und Tiegelwand beim Umschmelzen verbessert. Deshalb ist der ESU Prozess das bevorzugte Herstellungsverfahren für Werkstähle und für Hochleistungssuperlegierungen, welche heute in Branchen wie der Luftfahrt-, Raumfahrt-, und Nukleartechnik, sowie für schwere Schmiedestücke verwendet werden.

ESR Anwendungen

• • • • Werkzeugstähle für Fräser, Bergbau, etc.
      • Gesenkstähle für die Glas-, Kunststoff- und Automobilindustrie
      • Kugellagerstähle
      • Stähle für Turbinen- und Generatorwellen
      • Superlegierungen für Flugzeug- und Energieturbinen
      • Nickelbasislegierungen für die chemische Industrie
      • Kaltgewalzte Stähle
      • Stickstoffstähle

Ofentypen & Prozessvariationen

Mehrzweck-Labor-Umschmelzanlage

Dieser Laborofen kombiniert VAR, ESR, PESR, IESR und VESR in einem Ofen. Verschiedene Umschmelzprozesse können in einem Einkammersystem unter Verwendung von Wechsel- oder Gleichstrom durchgeführt werden, um eine selbstverzehrende Elektrode oberhalb (bis zu 70 bar) oder unterhalb des Atmosphärendrucks in einen Block umzuschmelzen.

Anlage mit 2 Stationären Schmelzstationen

Mit zwei festen Umschmelzstationen und einem Ofenkopf. Diese Bauweise ist besonders für eine effiziente Produktion bei hohen Produktionsmengen geeignet. Alle ALD ESU-Anlagen sind zum Umschmelzen unter Schutzatmosphäre geeignet.

Anlage mit Blockabzugssystem
Mit einer zentralen Blockabzugsstation für Elektrodenwechsel und zwei äußere Stationen zum Umschmelzen in stationäre Kokillen.

ESU-Anlage für das Umschmelzen unter Druck oder Vakuum
Diese Baureihe arbeitet unter Vakuum, Inertgas oder erhöhtem Druck. Die Druck-ESU-Anlagen sind insbesondere geeignet zur Herstellung von ESU-Blöcken mit hohem Gehalt an Stickstoff oder reaktiven Elementen.