Industriebrenner und Ofentechnik für die Aluminiumindustrie und Aluminiumgießereien
tst thermo system technic Engineering entwickelt, fertigt und modernisiert Beheizungseinrichtungen von Thermoprozessanlagen für die Aluminiumindustrie und für Aluminiumgießereien: von der Tiegelbeheizung über Schmelz-, Warmhalte- und Trommelöfen bis zu Konvertern und Homogenisierungsöfen.
Die Brenner werden in Hockenheim eigenentwickelt und in Deutschland gefertigt. Jede Anlage wird individuell ausgelegt: CFD-Strömungs- und Verbrennungssimulationen für die thermische Auslegung, SIL-Berechnungen nach IEC 62061 / IEC 61511 für die Schutzkette und die Risikobeurteilung nach EN ISO 12100 unter Berücksichtigung der ISO 13577.
- Brenner für Schmelzen, Warmhalten und Wärmebehandlung: Sechs tst-Brennertypen für Aluminium-Thermoprozesse, vom Regenerativbrenner bis zum Tiegel- und Pfannenfeuerbrenner.
- Modernisierung statt Neubau: ISO 13577 konforme Beheizungseinrichtung, geplanter Stillstand von wenigen Wochen statt Anlagenneubau.
- Engineering aus einer Hand: CFD-Strömungs- und Verbrennungssimulationen, SIL-Berechnungen, TA-Luft-Konformität, Stahlbau- und Rohrleitungs-Konstruktion.
Thermoprozessanlagen in der Aluminiumindustrie, die tst beheizt
In Gießereien, Umschmelz- und Recyclingbetrieben und in der Halbzeugfertigung laufen sehr unterschiedliche Thermoprozesse: Schmelzen, Warmhalten, Gießen und Wärmebehandlung. Reinaluminium schmilzt bei 660 °C. Beim Schmelzen und Warmhalten kommt es deshalb auf eine kontrollierte Wärmeübertragung ins Bad an, in der Wärmebehandlung auf eine gleichmäßige Temperatur im ganzen Ofenraum.
Schmelztemperatur Reinaluminium 660,3 °C. Quelle: Aluminium (Wikipedia)
tst deckt die folgenden Anlagen ab:
| Anlagen-Gruppe | Ofentypen und Beheizungseinrichtungen |
|---|---|
| Schmelzen und Recycling | Schmelzöfen, Trommelöfen, Konverter |
| Warmhalten und Gießen | Warmhalteöfen, Tiegelbeheizung |
| Wärmebehandlung | Homogenisierungsöfen |
Für jede dieser Anlagen gilt derselbe Rahmen: ISO 13577 als Normbasis, eine Risikobeurteilung nach EN ISO 12100 unter Berücksichtigung der ISO 13577 sowie SIL-Berechnungen nach IEC 62061 / IEC 61511 für die sicherheitsgerichtete Schutzkette.
Normbasis. Quelle: ISO 13577 — Industrial furnaces and associated processing equipment, Safety (iso.org)
Brennertypen für Aluminium-Thermoprozesse und ihre Auswahl
Auch in der Aluminiumindustrie lässt sich der Brenner nicht pauschal am Ofentyp festmachen. Derselbe Schmelz- oder Warmhalteofen kann je nach Temperaturführung, Einbaulage und Prozessziel unterschiedlich befeuert werden. Ausschlaggebend sind wenige technische Kriterien, die am Anfang jeder Auslegung stehen.
Ofenraumtemperatur
Ab 900 °C arbeiten Rekuperator- und Regenerativbrenner mit hoher Luftvorwärmung stabil und emissionsarm. Darunter braucht es eine sicher gehaltene Flamme: Warmluft- oder Kaltluftbrenner, bei Bedarf mit Zündunterstützung.
Brenneranordnung / Einbaulage
Decken-, Seitenwand- oder Stirnwandbefeuerung. Die Anordnung bestimmt, wie die Wärme ins Schmelzbad oder ins Gut gelangt. Flächige Deckenbeheizung spricht für Flachflammenbrenner.
Flammenform und Impuls
Lange, gerichtete Flamme für gleichmäßige Längsbeheizung; Flachflamme für flächige Wärmeeinbringung; Hochimpuls- bzw. Warmluftbrenner für kräftige Ofenraumumwälzung und gleichmäßige Temperatur bei niedrigeren Ofentemperaturen.
Energieziel und Wärmerückgewinnung
Je höher die Luftvorwärmung, desto größer die Einsparung: Regenerativbetrieb vor rekuperativer Rückgewinnung vor Kaltluft. Das Energieziel entscheidet mit über den Brennertyp.
Aus diesen Kriterien ergibt sich der Brennertyp. Für Aluminium-Thermoprozesse sind sechs der zehn tst-Brennertypen einschlägig. Die folgende Übersicht zeigt sie mit ihrem Kennzeichen und den tst-Werks-Spezifikationen. Die genannten Öfen sind typische, nicht ausschließliche Einsatzfälle. Die NOx-Angaben beziehen sich auf 3 % Restsauerstoff.
| Brennertyp | Kennzeichen / typische Einsatzbedingung | NOx (3 % O₂) | Luftvorwärmung | max. Einsparung |
|---|---|---|---|---|
| Regenerativbrenner | Höchste Luftvorwärmung, für Schmelz- und Warmhalteöfen mit hohem Wirkungsgrad | < 150 mg/Nm³ | 700–1.150 °C | bis 60 % |
| Hochgeschwindigkeitsbrenner | Hoher Impuls für eine gleichmäßige Temperaturverteilung im Ofenraum | < 100 mg/Nm³ | bis 600 °C | bis 38 % |
| Warmluftbrenner | Universell einsetzbar, Flach- oder Freistrahlflamme bei mäßiger Luftvorwärmung | < 100 mg/Nm³ | bis 600 °C | bis 38 % |
| Rekuperatorbrenner (direkt) | Kontinuierliche Abgas-Wärmerückgewinnung bei mittlerer Brennerleistung | < 150 mg/Nm³ | bis 500 °C | bis 30 % |
| Tiegel-/Pfannenfeuerbrenner | Schmelz- und Warmhaltebetrieb, u. a. Tiegelschmelzöfen in Aluminium-Gießereien | anwendungsabhängig | bis 500 °C | bis 30 % |
| Sauerstoffbrenner | Spezial-Boosting, Zusatzbeheizung beim Schmelzen | < 200 mg/Nm³ | – | anwendungsabhängig |
Einsparwerte im Vergleich mit einem Kaltluftbrenner gleicher Leistung. Quelle: tst-Brennermatrix, Werks-Spezifikation Stand 08.06.2026
Bestehende Aluminiumöfen modernisieren statt ersetzen
Viele Schmelz-, Warmhalte- und Homogenisierungsöfen sind mechanisch weit von ihrem Lebensende entfernt, während Beheizung, Regelung und Abgasführung nicht mehr dem heutigen Normstand und den heutigen Emissionsanforderungen entsprechen. In diesen Fällen ist die Modernisierung der wirtschaftlichere Weg.
- Projektdauer: 3 bis 12 Monate
- Steigerung des feuerungstechnischen Wirkungsgrads: bis zu 100 %
- NOx-Reduktion: 40 bis 70 %
- Investition gegenüber Neubau: 15 bis 60 % der Neubaukosten
- Stillstand der Hauptanlage: geplant, wenige Wochen
Erfahrungswerte aus tst-Modernisierungsprojekten, je Anlage in der Bestandsaufnahme konkretisiert. Quelle: tst-Projekterfahrung, Pflicht-Wert-Stand 2026-05-26
- Bestandsaufnahme: Aufnahme von Ofen, Beheizungseinrichtung, Abgasführung und Regelung im laufenden Betrieb, inklusive der aktuellen Betriebs- und Emissionswerte.
- Analyse und Neubewertung: Neubewertung des Ist-Zustands gegen ISO 13577, Risikobeurteilung nach EN ISO 12100 unter Berücksichtigung der ISO 13577.
- Konzept und CFD: CFD-Strömungs- und Verbrennungssimulationen für Brennraum und Abgaskanäle. Wärmeflüsse, Flammenbild und Temperaturverteilung werden vor der Umsetzung geprüft.
- Detail-Engineering: Konstruktion, R&I-Schemata, Stahlbau- und Rohrleitungs-Konstruktion, SIL-Berechnungen nach IEC 62061 / IEC 61511 bis zur Kundenfreigabe unter Einhaltung der TA-Luft-Vorgaben und des Kundenleistungsverzeichnisses.
- Fertigung und Montage: Fertigung der Brenner in Deutschland, Montage im geplanten Stillstand von wenigen Wochen.
- Inbetriebnahme und Abnahme: Einzelfunktionsprüfungen der Schutzfunktionen, Emissionsmessung, ISO-13577-Konformitätserklärung. Liefergegenstand ist eine ISO 13577 konforme Beheizungseinrichtung.
Engineering-Leistungen für Aluminiumwerke und Gießereien
Neben Brennerbau und Modernisierung übernimmt tst die Engineering-Leistungen, die sonst häufig auf mehrere Büros verteilt sind. Das erspart Abstimmungsschleifen zwischen thermischer Auslegung, Sicherheitskonzept und Konstruktion.
- CFD-Strömungs- und Verbrennungssimulationen für Brennraum und Abgaskanäle
- Sicherheitskonzepte nach ISO 13577 und Risikobeurteilung nach EN ISO 12100
- SIL-Berechnungen nach IEC 62061 / IEC 61511 für die sicherheitsgerichtete Schutzkette
- TA-Luft-Konformität und Emissionsmessung im Rahmen der Abnahme
- Basic Engineering, Machbarkeitsstudien und Wärmerückgewinnungs-Konzepte
- R&I-Schemata, Konstruktion sowie Stahlbau- und Rohrleitungs-Konstruktion
- Genehmigungsunterstützung für Änderungen an bestehenden Anlagen
Referenzen aus der Aluminium- und Gießereiindustrie
tst arbeitet für Unternehmen aus der Aluminium-, Buntmetall- und Gießereiindustrie, darunter die folgenden. Genannt werden ausschließlich Unternehmensnamen, keine Projektdetails.
- Martinrea Honsel Germany GmbH
- SLR Gießerei St. Leon-Rot GmbH
Zertifiziert ist tst nach DIN EN ISO 9001:2015 und ISO 45001:2018 und ist Mitglied im DVGW Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e. V.
Vier typische Aufgabenstellungen aus Aluminiumwerken und Gießereien
Mit diesen Anliegen kommen Instandhaltungs- und Anlagenverantwortliche aus der Aluminiumindustrie typischerweise auf tst zu.
| Ausgangslage | Vorgehen bei tst |
|---|---|
| Der Gasverbrauch des Schmelzofens soll sinken. | Prüfung von Luftvorwärmung und Wärmerückgewinnung. Regenerativbrenner erreichen bis zu 60 % Einsparung gegenüber Kaltluftbetrieb, die Auslegung wird vorab mit CFD-Strömungs- und Verbrennungssimulationen abgesichert. |
| Der Brenner der Tiegelbeheizung ist abgekündigt und nicht mehr lieferbar. | 1:1-Ersatz über 3D-Scan, Reverse Engineering und Fertigung in Deutschland, oder Optimierung des Bestandsbrenners, wenn zugleich die Abgaswerte verbessert werden sollen. |
| Der Homogenisierungsofen soll eine gleichmäßigere Temperaturverteilung erreichen. | CFD-Strömungs- und Verbrennungssimulationen der Ofenraumströmung, Auslegung von Hochgeschwindigkeits- oder Warmluftbrennern für eine kräftige Umwälzung, Neubewertung der Schutzkette. |
| Nach einem Umbau ist der sicherheitstechnische Nachweis offen. | Risikobeurteilung nach EN ISO 12100 unter Berücksichtigung der ISO 13577, SIL-Berechnungen nach IEC 62061 / IEC 61511, ISO-13577-Konformitätserklärung. |
Häufige Fragen aus der Aluminiumindustrie
Welche Thermoprozessanlagen der Aluminiumindustrie beheizt tst?
Tiegelbeheizungen sowie Schmelz-, Warmhalte-, Trommel-, Konverter- und Homogenisierungsöfen, in Gießereien, Umschmelz- und Recyclingbetrieben und in der Halbzeugfertigung. Die Beheizungseinrichtung wird jeweils individuell auf Temperaturprofil, Ofenatmosphäre und Prozess der Anlage ausgelegt.
Plant tst auch individuelle Wärmebehandlungsanlagen für Aluminiumgießereien?
Ja. tst legt Beheizungseinrichtungen für die Wärmebehandlung, etwa für Homogenisierungsöfen, individuell aus und modernisiert bestehende Anlagen. Grundlage sind CFD-Strömungs- und Verbrennungssimulationen für eine gleichmäßige Temperaturverteilung, Liefergegenstand ist eine ISO 13577 konforme Beheizungseinrichtung. Die Brenner werden in Hockenheim eigenentwickelt und in Deutschland gefertigt.
Welcher Brennertyp eignet sich für einen Aluminium-Schmelzofen?
Das hängt von Ofenraumtemperatur, Brenneranordnung und Energieziel ab, nicht allein vom Ofentyp. Für heiß gefahrene Schmelzöfen mit hohem Energiebedarf sind Regenerativbrenner häufig die erste Wahl: Luftvorwärmung von 700 bis 1.150 °C, tst-Werks-Spezifikation unter 150 mg/Nm³ NOx bei 3 % Restsauerstoff und bis zu 60 % Brennstoffeinsparung gegenüber einem Kaltluftbrenner gleicher Leistung. Bei anderen Randbedingungen sind Warmluft-, Rekuperator- oder Sauerstoffbrenner die bessere Wahl.
Lohnt sich die Modernisierung eines bestehenden Aluminiumofens gegenüber einem Neubau?
In den meisten Fällen ja, solange die Ofenmechanik in Ordnung ist. Eine Modernisierung liegt typisch bei 15 bis 60 % der Neubaukosten, dauert 3 bis 12 Monate und benötigt einen geplanten Stillstand von wenigen Wochen. Erreichbar sind eine Steigerung des feuerungstechnischen Wirkungsgrads um bis zu 100 % und eine NOx-Reduktion von 40 bis 70 %. Ob Modernisierung oder Neubau wirtschaftlicher ist, klärt die Bestandsaufnahme.
Nach welchen Normen arbeitet tst bei Aluminiumöfen?
Normbasis ist ISO 13577. Die Risikobeurteilung erfolgt nach EN ISO 12100 unter Berücksichtigung der ISO 13577, die sicherheitsgerichtete Schutzkette wird über SIL-Berechnungen nach IEC 62061 / IEC 61511 bewertet. Emissionsseitig gilt die TA-Luft. Liefergegenstand einer Modernisierung ist eine ISO 13577 konforme Beheizungseinrichtung mit ISO-13577-Konformitätserklärung.
Sind die Brenner für einen späteren Wasserstoff-Betrieb vorbereitet?
Alle zehn tst-Brennertypen sind H2-ready auslegbar. Für Aluminiumwerke und Gießereien mit Dekarbonisierungs-Fahrplan bedeutet das, dass die Beheizungseinrichtung beim späteren Brennstoffwechsel nicht erneut oder nur die Gaslanzen ersetzt werden muss. Die konkrete Auslegung ist projektabhängig.
Was passiert, wenn der Brenner einer Tiegelbeheizung abgekündigt ist?
tst ersetzt abgekündigte Brenner anderer Hersteller 1:1 auf Basis eines 3D-Scans, des Reverse Engineerings und der Fertigung in Deutschland. Beim 1:1-Ersatz bleibt das Datenblatt des Originalbrenners gültig, die Auslegung wird nicht verändert. Soll der Brenner zugleich verbessert werden, läuft das über die Optimierung des Bestandsbrenners mit CFD-Strömungs- und Verbrennungssimulationen.
Bestandsaufnahme für Ihre Aluminium-Anlage anfragen
Ob Schmelzofen, Tiegelbeheizung oder Homogenisierungsofen: tst beginnt mit einer Bestandsaufnahme der bestehenden Beheizungseinrichtung und ordnet anschließend ein, ob ein Brennertausch, eine Modernisierung oder ein Neubau der wirtschaftlichere Weg ist.
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