Institut für Industrieofenbau und Wärmetechnik

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1 Institut für Industrieofenbau und Wärmetechnik Tim Reichel, M.Sc. Aachen, April

2 Fachgruppe für Materialwissenschaft und Werkstofftechnik Institutsleitung: Prof. Dr.-Ing. Herbert Pfeifer Personal 20 wissenschaftliche Mitarbeiter 8 nichtwissenschaftliche Mitarbeiter 3 Auszubildende ~ 30 studentische Hilfskräfte Das Institut 2

3 Das Institut Versuchshallen 3

4 Hochtemperaturströmungen Industrieofentechnik Energie- und Stoffbilanzen Verbrennung und Brennertechnik Mechanik Struktur 4

5 Industrieofentechnik Hauptvertiefung Berechnung und Auslegung von Industrieöfen Lichtbogenofentechnik Anlagentechnik Nano-Prozesstechnik Prozesswassertechnik Nebenvertiefung Simulation von Hochtemperaturprozessen Verbrennungstechnik Einführung in die Finite-Volumen-Methode (FVM) Lehre Allgemeine Systemtechnik 5

6 Industrieofentechnik Inhalte Klassifikation von Industrieöfen Anlagen zur Wärmebehandlung Brennstoffe und Verbrennungsrechnung Brennertechnik Energiebilanzen von Industrieöfen Grundlagen der Elektrowärme Ansprechpartner Thorsten Demus, M.Sc

7 Berechnung und Auslegung von Industrieöfen Inhalte Charakterisierung von Strömungen (laminar, turbulent) Grenzschichttheorie Gas- und Flüssigkeitsstrahlen Auslegung von Einzeldüsen und Düsenfeldern (z. B. in Kühlstrecken) Funktion und Auslegung von Pumpen und Verdichtern Ansprechpartner Dipl.-Ing. Arnis Pelss

8 Einführung in die Finite-Volumen-Methode (FVM) (Numerische Strömungsmechanik) Inhalte Strömungsmechanische Grundlagen Differenzenverfahren Finite-Volumen-Bilanzierung Anwendung der FVM in der Strömungsmechanik Einführung in kommerzielle Softwaretools Ansprechpartner Dipl.-Ing. Wolfgang Lenz

9 Hochtemperaturströmungen in metallurgischen Schmelzen Dr.-Ing. Antje Rückert Wassermodelle metallurgischer Reaktoren Stranggießverteiler (Tundish), Kokille und Konverter Strömungsvisualisierung mit der Laserlichtschnitttechnik 3D Aufnahme turbulenter Strömungsfelder mittels DPIV und LDA Aufnahme von Temperatur- und Konzentrationsfeldern mittels LIF Verweilzeituntersuchungen und Analyse von Mischungsvorgängen Bestimmung von Partikelverteilungen und Abscheidekurven mittels Coulter Counter Strömungsoptimierung durch passive Strömungsbeeinflussung Aufnahme von Badspiegelbewegungen mit Ultraschallsensoren Numerische Modellierung Simulation der Schmelzenströmung in metallurgischen Reaktoren (mehrphasig, nichtisotherm) Simulation der Mischungsvorgänge beim Pfannenwechsel ESU magnetohydrodynamische und wärmetechnische Phänomene Forschung 9

10 Industrieofentechnik Dipl.-Ing. Wolfgang Lenz Mechanik Dipl.-Ing. Matthias Schnitzer - Verbrennung Modellierung Rekristallisation und Kornwachstum bei Kupfer und Messing Fluid-Struktur-Interaktion, Auswirkung strömungs- und wärmetechnischer Phänomene auf Gut und Ofengehäuse Mechanik und Aerodynamik strömungs- und wärmetechnische Optimierung Heißgasventilatoren für Hochtemperaturanwendungen Wärmeeinkopplung in Industrieöfen, direkte (gasbefeuert) oder indirekte Beheizung (gas- oder elektrisch beheizte SHR) Wärme- und Stoffübergangsbedingungen an Bauteilen Düsensysteme für Hochkonvektionsöfen (Kammerofen, Schwebebandofen, Bolzenerwärmungsanlagen) Prozessgasöfen Optimierung von Gaswechselstrategien Überwachung von Prozessgaswechseln Entwicklung von Metalloxidsensoren Forschung Brennertechnik DFI FLOX Verbrennung PLIF Simulation 10

11 Energie- und Stoffbilanzen Dr.-Ing. Thomas Echterhof Prozesstechnik Erstellung von Energie- und Stoffbilanzen, insbesondere für den Elektrostahlprozess aber auch für andere energieintensive Hochtemperaturprozesse Prozessoptimierung und Verfahrensentwicklung Installation und Betrieb von Abgasanalysesystemen an industriellen Hochtemperaturaggregaten, wie zum Beispiel dem Lichtbogenofen empirische und analytische Prozessmodelle Simulationen auf Basis von Computational Fluid Dynamics (CFD) Wärmebehandlung Wärmebehandlung und Sinterung in einem großen Temperaturbereich (max C) und unter unterschiedlichsten Atmosphären (Vakuum, Schutzgas) Laborlinie zur Carbonfaserherstellung Forschung Umwelttechnik Abgasmessungen in Entstaubungsanlagen zur der Ermittlung umweltrelevanter Stoffströme (NO x, CO 2, Staub) Grundlagenuntersuchungen zur Entstehung umweltrelevanter Emissionen Entwicklung von Prozessstrategien zur Verminderung bzw. Vermeidung umweltrelevanter Emissionen Substitution von fossilen Kohlenstoffträgern durch Biomasse im Elektrostahlverfahren Rückführung von agglomerierten Reststoffen in den Eisenund Stahlherstellungsprozess 11

12 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontakt: RWTH Aachen University Institut für Industrieofenbau und Wärmetechnik Prof. Dr.-Ing. Herbert Pfeifer Kopernikusstraße Aachen 12