Konzentration auf Kernkompetenzen und Technologie - Otto Junker ...

A L U M I N I U M w a l z I N D U S T R i e
Wärmebehandlung bei Otto Junker
Konzentration auf Kernkompetenzen und Technologie
B. Rieth, Meerbusch
Im Geschäftsbereich „Thermoprozessanlagen“
hat Otto Junker
eine neue Strategie umgesetzt:
Die Standorte von Beteiligungen
der deutschen Otto Junker GmbH
an verschiedenen Unternehmen
des metallurgischen Anlagenbaus
– wie Thermcon in den Niederlanden,
IUT in Schweden sowie
Elhaus und Induga in Deutschland
und der Schweiz – wurden
geschlossen und das Know-how
zusammen mit wichtigen Mitarbeitern
am Stammwerk von
Otto Junker in Lammersdorf
zusammengeführt. Mit dieser verschlankten
Struktur präsentiert
sich Otto Junker als Technologieunternehmen,
das sich im Aluminiumgeschäft
auf seine Kernkompetenzen
fokussiert.
„Hier in Lammersdorf haben wir
einzigartige Möglichkeiten, neue
Wärm- und Schmelztechnologien zu
entwickeln, die dem Unternehmen
ein langfristiges Wachstum sichern“,
erläutert Hans Rinnhofer, seit zwei
Jahren Vorsitzender der Geschäftsführung
der Otto Junker GmbH. Ergänzend
führt er aus: „Wir verstehen
uns als eine Firma, die aus dem Industrieofen-Anlagenbau
kommt und
in den über 85 Jahren ihres Bestehens
umfangreiche Kompetenzen auf den
Gebieten der Thermoprozesstechnik
sowie des Schmelzens aufgebaut hat
und aus dem Verständnis der Verfahrenstechnik
ihre Wettbewerbsvorteile
schöpft“.
Das Unternehmen sieht sich dabei
als Anlagenbauer mit Kernkompetenzen
in der Industrieofentechnik
und dem Projektmanagement. Darüber
hinaus betreibt Otto Junker am
Hauptstandort eine eigene Edelstahlgießerei.
„Wir sind in der Lage, komplette
Hüttengießereien anzubieten,
wobei wir aber mit Partnerfirmen
kooperieren, die Spezialgebiete abdecken,
wie etwa Stranggießanlagen
für Walzbarren oder Pressbolzen“, so
Rinnhofer.
Heat treatment with Otto Junker
Focus on core competences and technology
B. Rieth, Meerbusch
In its ‘thermo-process equipment’
business sector Otto Junker has
adopted a new strategy: the sites
of participations by Germany’s
Otto Junker GmbH in various
metallurgical plant engineering
companies – such as Thermcon in
the Netherlands, IUT in Sweden
and Elhaus and Induga in Germany
and Switzerland – have been
closed and the know-how, together
with important staff members,
brought together at Otto Junker’s
main location in Lammersdorf.
With this slimmed-down structure
Otto Junker presents itself as a
technology company focused on
its core competences in the aluminium
sector.
“Here in Lammersdorf we have unique
possibilities for developing new heat
treatment and melting technologies
which should ensure long-term
Rückseitige Ansicht eines neu gelieferten Stoßofens während der
Montage
Abbildungen: Otto Junker
Rear view of a newly delivered pusher furnace during assembly
growth for the company”, explains
Hans Rinnhofer, for the past two years
CEO of Otto Junker. And he adds:
“We regard ourselves as a company
with its origins in industrial furnace
engineering, which during the more
than 85 years of its existence has accumulated
extensive expertise in the
field of thermal process technology
and melting, and which derives its
competitive advantages from an understanding
of process technology.”
The company, then, regards itself
as a plant engineering group with core
competences in industrial furnace
technology and project management.
In addition, at its main location Otto
Junker operates a stainless steel foundry
of its own. “We can offer complete
casthouses, but we also co-operate
with partner firms that can cover special
fields, as for example continuous
casting machines for rolling slabs or
extrusion billets”, says Rinnhofer.
Similarly, besides melting and casting
furnaces Otto Junker also supplies
heat technology equipment such as
heating and heat treatment furnaces
for semis, castings
and forged
components, as
well as the associated
loading
and unloading
equipment.
The Technology
Centre
in Lammersdorf
does not only
have staff specialised
in the
field of heat
treatment. In a
laboratory for
induction melting
furnaces
and a technical
unit for heat processes new ideas are
investigated for their feasibility in 1:1
practical tests, and optimised. “Not
many industrial furnace manufactur-
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ers have the possibility to carry out
development work on the industrial
scale and, for example, to compare
mathematical models with physical
reality so that we can present our
customers with concrete results”, says
Rinnhofer.
Another major asset of the location
is its proximity to the Rhine-Westphalia
Technical University (RWTH)
in Aachen. ‘Proximity’ does not just
refer to the barely 30 kilometres between
Lammersdorf and Aachen. The
founder, Dr. E. h. Otto Junker (1900 to
1982), being without issue, endowed
a foundation while he was still alive,
in 1970, whose sole purpose is to promote
RWTH in the technical fields of
metallurgy and electro-technology in
the context of research projects. The
Otto Junker Foundation is today one
of the major private benefactors of
this renowned university. That fact
has resulted in an extremely fruitful
co-operation with the relevant faculties
of RWTH, which is reflected on
the one hand in industry-related requests
to the institute for practical
problem solutions and on the other
hand in continual feedback of new engineering
competence to Otto Junker.
By focusing on its core competences
the company managed, even when
the economic crisis was beginning, to
acquire technologically demanding
contracts which helped to cushion
the impact of the worldwide downturn
of orders last year and provide
continuity with the now recovering
trade situation. Whereas China and
South America brought the company
some interesting projects in the sector
of copper plants, the aluminium
sector benefited from technically demanding
orders from other economic
areas. As an example, increasing the
throughput of an existing pusher furnace
at a major French can stock manufacturer
can be mentioned. This will
be done not by the usual lengthening
of the furnace zone, but by a unit for
the selective cooling of the rolling
slabs. This frees up the furnace several
hours earlier for the next heating
operation, while the selectively controlled
cooling to rolling temperature
of the slabs previously heated to the
homogenisation temperature takes
place in external cooling and ➝
Gasinstallation zur Brennerregelung auf der Ofendecke
Gas installation for burner regulation, on the roof of the furnace
Ähnlich liefert Otto Junker neben
Schmelz- und Gießöfen auch die wärmetechnischen
Anlagen wie Anwärmund
Wärmebehandlungsöfen für
Halbzeuge, Guss und Schmiedeteile
sowie die zugehörigen Beschickungsund
Entnahmeeinrichtungen.
Das Technologiezentrum in Lammersdorf
verfügt nicht nur über spezialisierte
Fachleute auf dem Gebiet der
Wärmebehandlung. In einem Labor
für Induktions-Schmelzöfen sowie in
einem Technikum für Wärmprozesse
werden neue Ideen mit 1:1-Praxisversuchen
auf ihre Realisierbarkeit
hin untersucht und optimiert. „Die
Möglichkeit im Praxismaßstab zu entwickeln
und zum Beispiel mathematische
Modelle mit der physikalischen
Wirklichkeit abzugleichen sowie
unseren Kunden Ergebnisse präsentieren
zu können haben nicht viele
Industrieofenbauer“, so Rinnhofer.
Was den Standort darüber hinaus
auszeichnet, ist seine Nähe zur Rheinisch-Westfälischen
Technischen
Hochschule (RWTH) in Aachen. Mit
„Nähe“ sind nicht nur die knapp 30
Kilometer Entfernung von Lammersdorf
nach Aachen gemeint. Der Gründer
Dr. E. h. Otto Junker (1900 bis
1982) hatte, da ohne Nachkommen,
neben der Otto Junker GmbH noch zu
Lebzeiten im Jahre 1970 eine Stiftung
gegründet, die keine andere Aufgabe
hat, als die RWTH in den Fachbereichen
Metallurgie und Elektrotechnik
im Rahmen von Forschungsprojekten
zu fördern. Die Otto Junker Stiftung
ist heute einer der großen privaten
Einzelförderer dieser renommierten
Hochschule. Dieser Umstand mündet
in eine äußerst fruchtbare Zusammenarbeit
mit den relevanten
Lehrstühlen der RWTH, die sich in
praxisnahe Aufgabenstellungen an
das Institut einerseits widerspiegelt
und in einem ständigen Zufluss neuer
Ingenieurkompetenz zu Otto Junker
andererseits.
Mit der Konzentration auf Kernkompetenzen
ist es dem Unternehmen
gelungen, noch zu Beginn der
Wirtschaftskrise technologisch anspruchsvolle
Aufträge zu akquirieren.
Diese halfen, den weltweiten
Auftragsrückgang 2009 abzufedern
und Anschluss an die sich nun wieder
belebende Konjunktur zu finden.
Während China und Südamerika
dem Unternehmen einige interessante
Projekte auf dem Sektor von
Kupferanlagen brachten, profitiert
der Aluminiumbereich von technisch
anspruchsvollen Aufträgen aus anderen
Wirtschaftsregionen. Beispielhaft
sei die Durchsatzerhöhung an einem
bestehenden Stoßofen eines großen
französischen Dosenbandherstellers
genannt. Diese wird nicht durch die
sonst übliche Verlängerung der Ofenzonen,
sondern mit einer Anlage zur
gezielten Abkühlung der Walzbarren
erreicht. Hierdurch wird der ➝
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Ofen um mehrere Stunden früher für
den folgenden Anwärmbetrieb frei,
während die gezielt gesteuerte Abkühlung
auf Walztemperatur der zuvor
auf Homogenisierungstemperatur
erwärmten Barren in externen Kühlund
Ausgleichskammern geschieht.
„Die erforderliche Technologie der
Oberflächenabkühlung und anschließende
Erholung aus der Kerntemperatur
konnten wir für den Kunden
überzeugend aus unserer langjährigen
Erfahrung beim Bau von Plattenabschreckanlagen
ableiten“, berichtet
Bernd Deimann, verantwortlich
für Projektierung und Verkauf
von Wärmebehandlungsanlagen für
Leichtmetall.
Ein bekanntes Folienwalzwerk in
Südeuropa erhält von Otto Junker
demnächst zwei Folienglühöfen, die
weltweit gesehen den vergleichsweise
geringsten Energieverbrauch aufweisen
werden. Die Öfen sind für alle
Arten von Folienprodukten sowie für
Bandbunde ausgelegt. Auch hier setzt
Otto Junker eine Weiterentwicklung
aus seinem Technologiezentrum ein:
Um den Ofen zeitlich und energetisch
optimal zu betreiben, berechnet ein
mit der Ofensteuerung online verbundenes
mathematisches Modell den
thermischen Zustand der Bandbunde
und der Öfen. Mit den berechneten
Parametern werden die Öfen optimiert
betrieben, was sich in verkürzten
Glühzyklen und reduzierten Energieverbrauchswerten
niederschlägt.
Ein hochwirksamer Wärmetauscher
sorgt für eine Vorwärmung der Spülluft
zur Abfuhr der verdunstenden
Walzölgehalte, was sich in einem
deutlich gesenkten Energieverbrauch
ausdrücken wird.
Die Vielfalt der einsetzbaren Otto
Junker-Technologien zeigt sich auch
bei einem anderen aktuellen Auftrag.
So hat ein führender italienischer
Hersteller von Fahrzeugkomponenten
dem Unternehmen einen Auftrag
für eine große Vergüteanlage für
Automobilteile für sein neues Werk
in Tschechien erteilt. Die Anlage besteht
aus einem Lösungsglühofen, der
Wasserabschreckung und dem Warmauslagerungsofen,
komplett mit Beschickung
und Entnahme der Körbe.
Otto Junker baut hier auf Erfahrungen
auf, die das Unternehmen bei früher
an VW Braunschweig und KSM Hildesheim
gelieferten Vergüteanlagen
gewonnen hat.
Energieoptimierte
Stoßöfen – eine neue
Entwicklung von Otto Junker
Exemplarisch für das Innovationspotenzial
von Otto Junker ist das
inzwischen zum Patent angemeldete
Konzept des besonders energieeffizienten
Stoßofens – SLE (Side Loaded
Energy Saving) Pusher Furnace – zum
Anwärmen und Homogenisieren von
Walzbarren vor dem Warmwalzen.
Die bisherigen Konstruktionen der
verschiedenen Anbieter haben eines
gemeinsam: Große Türen mit je nach
Anwendungsfall bis zu 30 m 2 Türfläche
auf der Belade- und Entnahmeseite
zum Durchstoßen der aufrecht
gestellten Walzbarren quer zu deren
Längsachse. Die daraus resultierenden
Energieverluste (Türverluste)
belaufen sich nach Messungen von
Otto Junker auf ca. drei bis sechs
Prozent der nutzbaren Energie, abhängig
von den Ofen- und Barrenabequalisation
chambers. “We were able
to derive the necessary technology for
surface cooling and subsequent recuperation
from the core temperature
from our many years of experience
in the construction of plate-quenching
units, in a customer-convincing
way”, reports Bernd Deimann, sales
manager Heat Treatment Equipment
for Light Metals.
A noted foil rolling mill in southern
Europe is soon to receive from
Otto Junker two large foil annealing
furnaces, which on a worldwide view
will have comparatively the lowest
energy consumption. The furnaces
are designed for all types of foil products
and for coils. In this case too Otto
Junker is using a further development
from its Technology Centre: to operate
the furnaces optimally in terms
of time and energy, a mathematical
model connected online to the furnace
control system calculates the thermal
status of the coils and the furnaces.
Using the calculated parameters the
furnaces are operated optimally, resulting
in shorter annealing cycles
and lower energy consumption val-
Das Diagramm zeigt die prozentuale Aufteilung der Energieströme für Standardstoßöfen,
SLE-Stoßöfen sowie SLE-Stoßöfen mit Vorwärmkammer. Die Aufteilung des verbrauchten
Heizmediums auf Nutzgut, Totgut, Wandverluste, Abgasverluste und Türverluste der drei
dargestellten Fälle zeigt die verbesserte Situation des SLE-Stoßofens und insbesondere das
große Potential des SLE-Stoßofens in Zusammenarbeit mit Vorwärmkammern.
The diagram shows the percentage division of energy flows for standard pusher furnaces,
SLE Pusher Furnaces and SLE Pusher Furnaces with a preheat chamber. The division of the
heating medium consumed into aluminium, skid shoes, wall losses, exhaust gas losses
and door losses in the three cases shown demonstrates the improved performance of the
SLE Furnace, especially the great potential of the SLE Pusher Furnace combined with a
preheat chamber.
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ues. A highly effective heat exchanger
preheats the flushing air to remove its
vaporised rolling oil content, and this
too reduces the energy consumption
substantially.
The variety of Otto Junker technologies
available for use is also shown
in another current contract. A leading
Italian manufacturer of vehicle
components has awarded the company
a contract for a large tempering
unit for automobile components at its
new plant in the Czech Republic. The
equipment comprises a solution annealing
furnace, a water-quench and
the ageing furnace, complete with
rack loading and removal. In this case
Otto Junker is building on experience
gained by the company in earlier tempering
plants supplied to VW Braunschweig
and KSM Hildesheim.
Energy-optimised
pusher furnaces – a new
development by Otto Junker
An example of the company’s innovative
potential is the concept, for which
a patent application has been filed, of
a particularly energy-efficient pusher
furnace – SLE (Side Loaded Energysaving)
Pusher Furnace – for heating
and homogenising rolling slabs before
they are hot-rolled. Previous designs
by various suppliers have one thing
in common: large doors with a door
area, depending on the application,
of up to 30 m 2 on the loading and
unloading sides, enabling the rolling
slabs, positioned upright, to be pushed
transversely to their long axis. According
to measurements by Otto Junker
the resulting energy losses (door
losses) amount to three to six percent
of the useful energy, depending on
the furnace, the slab dimensions and
the process conditions. Besides these
losses the furnace atmosphere is also
affected by the continual opening
and closing of the doors. Even slotted
nozzles with aerodynamic sealing on
the ends of the furnace do not give
any lasting improvement.
Otto Junker’s approach for a solution
is very simple in principle. The
slabs are no longer pushed into the
furnace from the end, but from the
side. The area of the door aperture
is then no longer defined by the ➝
30-Tonnen-Barren in der Warteposition vor dem Einschieben in einen Ofen
30-tonne slab in waiting position before insertion into a furnace
messungen und Prozessbedingungen.
Zu den Verlusten kommen noch Störungen
der Ofenatmosphäre durch
das ständige Öffnen und Schließen
der Türen. Auch Schlitzdüsen mit
aerodynamischer Abdichtung an den
Ofenstirnseiten stellen hier keine
nachhaltige Verbesserung dar.
Der Lösungsansatz von Otto Junker
ist im Prinzip ganz einfach. Er sieht
vor, dass die Barren nicht mehr stirnseitig
in den Ofen eingestoßen werden,
sondern von der Seite. Damit definiert
sich die Fläche der Türöffnung nicht
mehr nach Breite und Länge der Barren,
sondern nach deren Breite und
Dicke. Bei den gängigen Barrengrößen
schrumpft die Türöffnung somit
auf circa ein Zehntel der ursprünglichen
Fläche. Im gleichen Maße
werden die Türverluste reduziert,
wobei die Einsparung dann circa
zwei bis drei Prozent des Energieverbrauchs
des Ofens entspricht. Die
Vorgänge im Ofen bleiben unverändert,
allerdings verbessert sich die
Temperaturführung im Belade- und
Entnahmebereich durch die weniger
gestörte Luftumwälzung. Neben der
verbesserten Energieeffizienz ergibt
sich eine leichte Durchsatzsteigerung
gegenüber der konventionellen Ofenkonfiguration.
Die Überlegungen des Unternehmens
zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit
von Stoßöfen gehen
noch weiter: Trotz der Verwendung
hoch effizienter Brenner sind die
Abgasverluste der Stoßöfen spürbar
hoch. Die Barrenvorwärmung in einer
separaten Vorwärmkammer, die
über zusätzliche Ausnutzung der
Stoßofenabgase beheizt wird, könnte
diese Abgasverluste drastisch verringern.
Otto Junker rechnet in diesem
Zusammenhang folgendes Beispiel:
Die Gesamtenergie (Gas und Strom),
die bei der Erwärmung im klassischen
Stoßofen aufgewendet wird, liegt bei
194 kWh/t Al. Mit Vorwärmung reduziert
sich der entsprechende Wert
bei ansonsten gleichen Bedingungen
auf 162 kWh/t Al. Bei Anwendung
einer entsprechend großen Barrenvorwärmung
reduziert sich trotz
eines elektrischen Mehrverbrauchs
durch die Vorwärmkammer der Gesamtenergieverbrauch
um mehr als
16 Prozent. Bei abweichenden Ofen-,
Barrenabmessungen variieren diese
Werte entsprechend der geänderten
Randbedingungen.
Edelstahlgießerei profitiert
von anziehender Konjunktur
Neben den Thermoprozessanlagen,
an deren Umsatz Aluminium im
Durchschnitt mit rund 50 Prozent
beteiligt ist, verfügt Otto Junker noch
über zwei weitere Geschäftsbereiche:
Bau von Induktionsschmelzanlagen
sowie eine Edelstahlgießerei.
Induktionsschmelzanlagen werden
in der Aluminiumindustrie in
der Anodenanschlägerei sowie zum
Einschmelzen von Spänen eingesetzt.
Im zweiten Fall liegt der Vor-
➝
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teil gegenüber konventionellen Öfen
im strömungstechnisch bedingten
schnellen Einziehen der Späne unter
das Bad. Da Aluminiumspäne
aufgrund ihrer großen Oberfläche
beim konventionellen Einschmelzen
zu einer starken Oxidation neigen,
kommt hier dem Induktionsofen bei
zunehmendem Zerspanungsanteil
eines Unternehmens im Sinne der
Material- und Energieeffizienz große
wirtschaftliche Bedeutung zu.
Viel Freude hat Otto Junker derzeit
an seiner hochspezialisierten
Edelstahlgießerei, die von der weltweit
wieder anziehenden Konjunktur
profitiert. Dies wird unterstützt durch
eine starke Spezialisierung, die neben
dem Gießen auch die mechanische
Präzisionsbearbeitung der Gussteile
einschließt. Zu den Spezialitäten des
Unternehmens zählen Maschinenbetten
für Präzisions-Werkzeugmaschinen
zur Herstellung von Microchips.
Dank der guten Zusammenarbeit
mit einem führenden Maschinenhersteller
rechnet das Unternehmen
mit einer nachhaltigen Positionierung
in diesem Marktsegment.
Autor
Dipl.-Ing. Bernhard Rieth ist Marketingspezialist
und freier Fachjournalist. Als
Inhaber der Marketing Xpertise Rieth in
Meerbusch berät er Ausrüstungspartner
der NE-Metall-Halbzeugindustrie in Marketingfragen.
Atilla Somuncu neuer
Leiter Thermoprozessanlagen
bei Otto Junker
Atilla Somuncu ist neuer General
Manager im Geschäftsbereich Thermoprozessanlagen
der Otto Junker GmbH
und wird das bestehende Leitungsteam
mit Dirk Menzler und Günter Valder
verstärken. Er studierte Maschinenbau-
Wärmetechnik an der RWTH Aachen
und war anschließend sechs Jahre lang
für Otto Junker als Projektingenieur auf
dem Gebiet der Wärmebehandlungsanlagen
tätig. Anschließend war er bei
Gautschi Engineering Technischer Leiter
und in der Folge, ab 2002, Geschäftsführer
im Bereich des Industrieanlagenbaus
für den Aluminiumbereich tätig.
width and length of the slabs, but by
their width and thickness. Thus, with
the customary slab sizes the door aperture
shrinks to around a tenth of
its previous area. Door losses are reduced
to the same extent, so that the
saving corresponds to around two to
three percent of the energy consumption
of the furnace. The in-furnace
procedures are unchanged, but temperature
control in the loading and
unloading areas is better because of
the less disturbed air circulation. Besides
the improved energy efficiency
there is also a slight throughput increase
compared with a conventional
furnace configuration.
The company’s ideas for improving
the economy of pusher furnaces
go even further: despite the use of
highly efficient burners the exhaust
gas losses of pusher furnaces are still
appreciably high. Preheating the slabs
in a separate preheat chamber heated
by the additional use of the pusher
furnace exhaust gases can drastically
reduce the exhaust gas losses. In this
connection Otto Junker cites the following
example calculation: the total
energy (gas and electrical energy)
used in a classical pusher furnace
is around 194 kWh/t of aluminium.
With preheating, the corresponding
value under otherwise like conditions
is reduced to 162 kWh/t. If a
large enough slab preheat chamber
is used, then despite an increased
Atilla Somuncu head
of Thermoprocessing Plants
at Otto Junker
Atilla Somuncu has been appointed
general manager of the business division
Thermoprocessing Plants at Otto
Junker. He will reinforce the management
team consisting of Dirk Menzler
and Günter Valder. Mr. Somuncu
already worked for Otto Junker for
a period of six years after receiving
his Masters Degree in Mechanical and
Heat Engineering at the Technical
University of Aachen. From 1996 to
2010 he worked for Gautschi Engineering,
at first as technical manager and
from 2002 onwards as chief executive
officer.
consumption of electrical energy
the preheating cuts the total energy
consumption by more than 16 percent.
Different furnaces and slab dimensions
will cause these values to
vary in accordance with the changed
boundary conditions.
Stainless steel foundry
benefits from trade recovery
Besides thermal process equipment,
in whose turnover aluminium accounts
for a share of around 50 percent
on average, Otto Junker has two
further business sectors: the design of
induction melting units, and a stainless
steel foundry.
Induction melting units are used in
the aluminium industry in the anoderodding
shop and for melting down
machining swarf and chips. In the
latter case the advantage compared
with conventional furnaces is that
due to the melt flow pattern, the
chips are quickly drawn down under
the bath surface. Since owing to their
large surface area aluminium swarf
and chips tend to undergo severe
oxidation during conventional melting,
the greater the machining waste
fraction produced by a company the
greater is the economic benefit from
an induction furnace in the sense of
material and energy efficiency.
At present, Otto Junker is also very
pleased with its highly specialised
stainless steel foundry, which is benefiting
from the worldwide trade recovery.
This is backed by a high level
of specialisation, which besides the
production of castings also includes
high-precision mechanical machining
of the castings. The company’s
specialisations include machine beds
for precision machine-tools for the
production of microchips. Thanks to
excellent co-operation with a leading
machine manufacturer, the company
anticipates a lasting position in this
market segment.
Author
Dipl.-Ing. Bernhard Rieth is a marketing
specialist and freelance technical journalist.
As proprietor of Marketing Xpertise
Rieth in Meerbusch, Germany, he advises
equipment partners of the NF metals semis
industry on marketing-related matters.
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