Analyse thermomechanischer Spannungen in metallischen Innengehäusen konvektionsdominierter Industrieöfen

In Deutschland wurden im Jahr 2013 insgesamt 1,1 Millionen Tonnen Aluminium und Aluminiumlegierungen und 0,7 Millionen Tonnen Kupfer und Kupferlegierungen [126] hergestellt. Metallische Produkte durchlaufen während des Herstellungsprozesses zahlreiche Industrieöfen für schmelzmetallurgische Prozesse, zur Wiedererwärmung (beispielsweise vor der Warmumformung) und zur Wärmebehandlung. Industrieöfen sind nach VDMA 24202 definiert als „alle in industriellen und gewerblichen Betrieben verwendete Einrichtungen, deren wesentliches Merkmal es ist, dass in einem von Wänden umschlossenen Raum, dem Ofenraum, einem Gut Energie, im allgemeinen in Form von Wärme zugeführt (von einem Gut abgeführt) wird, um bestimmte Vorgänge, deren einfachste Art das Erwärmen ist, im Gute oder an seiner Oberfläche ablaufen zu lassen.“ [119] Die Ofenraumtemperatur ist dabei in der Regel durch die Anforderungen des Prozesses bestimmt und kann nur in begrenztem Rahmen verändert werden. Beispiele für typische Prozesstemperaturen bei der Verarbeitung verschiedener Metalle sind in Abbildung 1.1 dargestellt.