Industrie­brenner und Ofentechnik für Buntmetall und Gießereien

tst thermo system technic Engineering entwickelt, fertigt und modernisiert Beheizungs­einrichtungen von Thermoprozess­anlagen für die Buntmetall­industrie und für Gießereien, vor allem Tiegel- und Schachtöfen zum Schmelzen von Kupfer, Messing und Bronze.

Die Brenner werden in Hockenheim eigenentwickelt und in Deutschland gefertigt. Jede Anlage wird individuell ausgelegt: mit CFD-Strömungs- und Verbrennungssimulationen für die thermische Auslegung und einem Sicherheitskonzept nach ISO 13577.

Welche Thermoprozess­anlagen beheizt tst in Buntmetall-Gießereien?

Zu den Buntmetallen zählen Kupfer und seine Legierungen wie Messing und Bronze. In Gießereien und Schmelzbetrieben werden sie überwiegend in Tiegel- und Schachtöfen geschmolzen und warmgehalten. Reines Kupfer schmilzt bei rund 1.085 °C, Messing und Bronze je nach Zusammensetzung darunter. Die Beheizung muss diese Temperaturen sicher erreichen und dabei Schmelzbad und Feuerfest-Auskleidung schonen.

Kupfer, Schmelzpunkt 1.084,62 °C. Quelle: Kupfer (Wikipedia)

AnlageTypische AufgabeWorauf es bei der Beheizung ankommt
TiegelofenSchmelzen und Warmhalten von Kupfer, Messing und BronzeGleichmäßige Wärmeübertragung auf den Tiegel, stabile Badtemperatur
SchachtofenSchmelzen von Kupfer und Kupfer­legierungenBrennraum-Geometrie, Temperaturführung, Atmosphärenführung
Tiegel und SchmelzpfannenBeheizung in Gießerei und SekundärmetallurgieTiegel-/Pfannenfeuerbrenner mit passender Flammenform

Bei Messing kommt ein werkstoffbedingter Punkt hinzu: Zink siedet bereits bei 907 °C. Eine gleichmäßige, nicht überhöhte Badtemperatur ist deshalb beim Messingschmelzen besonders wichtig.

Zink, Siedepunkt 907 °C. Quelle: Zink (Wikipedia)

Aluminiumgießereien behandelt eine eigene Seite zu Industriebrennern und Ofentechnik für die Aluminiumindustrie. Diese Seite konzentriert sich auf Kupfer und Kupfer­legierungen.

Welcher Brenner passt zu einem Buntmetall-Schmelzofen?

Der Brenner lässt sich nicht pauschal am Ofentyp festmachen. Derselbe Tiegel- oder Schachtofen kann je nach Temperaturführung, Einbaulage und Prozessziel unterschiedlich befeuert werden. Am Anfang jeder Auslegung stehen deshalb wenige technische Kriterien.

Ofenraumtemperatur

Ab 900 °C arbeiten Rekuperator- und Regenerativbrenner mit hoher Luftvorwärmung stabil und emissionsarm. Darunter braucht es eine sicher gehaltene Flamme, etwa Warmluft- oder Kaltluftbrenner, bei Bedarf mit Zündunterstützung.

Brenner­anordnung und Einbaulage

Decken-, Seitenwand- oder Stirnwandbefeuerung bestimmen, wie die Wärme in den Tiegel oder ins Schmelzbad gelangt.

Flammenform und Impuls

Lange, gerichtete Flamme, Flachflamme oder Hochimpuls für eine kräftige Umwälzung im Ofenraum.

Energieziel

Je höher die Luftvorwärmung, desto größer die Einsparung. Regenerativbetrieb liegt vor rekuperativer Wärme­rückgewinnung, diese vor Kaltluft.

Für Buntmetall-Thermoprozesse weist die tst-Brennermatrix sieben der zehn tst-Brennertypen aus, den Zündbrenner eingeschlossen. Die Übersicht zeigt die sechs Haupttypen mit den tst-Werks-Spezifikationen. Die genannten Einsatzfälle sind typische, nicht ausschließliche Beispiele.

Brennertypen für Buntmetall (Quelle: tst-Brennermatrix, Werks-Spezifikation Stand 08.06.2026; NOx bezogen auf 3 % Restsauerstoff; Einsparung gegenüber einem Kaltluftbrenner gleicher Leistung)

BrennertypKennzeichenNOxLuftvorwärmungmax. Einsparung
RegenerativbrennerHöchste Luftvorwärmung für heiß gefahrene Schmelzöfen< 150 mg/Nm³700–1.150 °Cbis 60 %
Hochgeschwindigkeits­brennerHoher Impuls für gleichmäßige Temperaturverteilung< 100 mg/Nm³bis 600 °Cbis 38 %
WarmluftbrennerFlach- oder Freistrahlflamme bei mäßiger Luftvorwärmung< 100 mg/Nm³bis 600 °Cbis 38 %
Rekuperatorbrenner (direkt)Kontinuierliche Abgas-Wärme­rückgewinnung< 150 mg/Nm³bis 500 °Cbis 30 %
Tiegel-/PfannenfeuerbrennerTiegelschmelzöfen in Buntmetall-Gießereienanwendungs­abhängigbis 500 °Cbis 30 %
SauerstoffbrennerSonderprozesse und Zusatzbeheizung beim Schmelzen< 200 mg/Nm³keine Angabeanwendungs­abhängig

Alle zehn tst-Brennertypen sind H2-ready auslegbar. Für Gießereien mit Dekarbonisierungs-Fahrplan heißt das: Die Beheizungs­einrichtung lässt sich für einen späteren Brennstoffwechsel vorbereiten. Die konkrete Auslegung ist projektabhängig.

Wie hilft CFD-Simulation beim Schmelzen von Kupfer, Messing und Bronze?

Tiegel- und Schachtöfen für Kupfer, Messing und Bronze stellen spezifische Anforderungen an Strömungs- und Temperaturführung. Mit CFD-Strömungs- und Verbrennungssimulationen prüft tst Flammenbild, Wärmeflüsse und Temperaturverteilung, bevor gefertigt oder umgebaut wird.

  • Brenner­anordnung um das Schmelzbad für stabilere Badtemperaturen
  • Brennraum-Geometrie für eine stabile Temperaturführung im Schmelzbad
  • Schutz der Feuerfest-Auskleidung durch eine homogenisierte Wärmestromdichte
  • Verfahrenstechnische Auslegung der Atmosphärenführung im Ofenraum

Lohnt sich die Modernisierung eines bestehenden Schmelzofens?

Viele Schmelzöfen sind mechanisch weit von ihrem Lebensende entfernt, während Beheizung, Regelung und Abgasführung nicht mehr dem heutigen Normstand und den heutigen Emissionsanforderungen entsprechen. Dann ist die Modernisierung meist der wirtschaftlichere Weg. Die folgenden Erfahrungswerte aus tst-Modernisierungsprojekten werden je Anlage in der Bestandsaufnahme konkretisiert.

KennzahlErfahrungswertHinweis
Projektdauer3 bis 12 Monatevon der Bestandsaufnahme bis zur Abnahme
Feuerungstechnischer WirkungsgradSteigerung um bis zu 100 %relativ zum Ausgangszustand
NOx-Reduktion40 bis 70 %je nach Ausgangslage und Brennertyp
Investition15 bis 60 % der Neubaukostenabhängig vom Umfang
Stillstand der Hauptanlagegeplant, wenige WochenMontage im geplanten Stillstand

Ist der Brenner eines Tiegelofens abgekündigt, ersetzt tst ihn 1:1 über 3D-Scan, Reverse Engineering und Fertigung in Deutschland, auch bei Brennern anderer Hersteller. Das Datenblatt des Originalbrenners bleibt dabei gültig. Sollen zugleich die Abgaswerte besser werden, läuft das über die CFD-gestützte Optimierung des Bestandsbrenners.

Nach welchen Normen arbeitet tst bei Buntmetallöfen?

Normbasis ist ISO 13577 für die Sicherheit von Thermoprozess­anlagen. 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 ist eine ISO 13577 konforme Beheizungs­einrichtung mit ISO-13577-Konformitätserklärung.

Normbasis. Quelle: ISO 13577: Industrial furnaces and associated processing equipment, Safety (iso.org)

  • 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 Schutzkette
  • TA-Luft-Konformität und Emissionsmessung im Rahmen der Abnahme
  • R&I-Schemata, Konstruktion sowie Stahlbau- und Rohrleitungs-Konstruktion

tst ist nach DIN EN ISO 9001:2015 und ISO 45001:2018 zertifiziert und Mitglied im DVGW Deutscher Verein des Gas- und Wasserfaches e. V.

Für welche Gießereien arbeitet tst?

tst arbeitet für Unternehmen aus der Aluminium-, Buntmetall- und Gießerei­industrie, darunter die SLR Gießerei St. Leon-Rot GmbH. Genannt werden ausschließlich Unternehmensnamen, keine Projektdetails.

Häufige Fragen

Welche Öfen für Buntmetall beheizt tst?

Vor allem Tiegel- und Schachtöfen zum Schmelzen und Warmhalten von Kupfer, Messing und Bronze sowie die Beheizung von Tiegeln und Schmelzpfannen in Gießereien. Jede Beheizungs­einrichtung wird individuell auf Temperaturprofil, Ofenatmosphäre und Prozess ausgelegt.

Baut tst individuelle Wärmebehandlungs- und Schmelzanlagen für Buntmetall-Gießereien?

tst legt die Beheizungs­einrichtung individuell aus und modernisiert bestehende Anlagen. Grundlage sind CFD-Strömungs- und Verbrennungssimulationen, Liefergegenstand ist eine ISO 13577 konforme Beheizungs­einrichtung. Die Brenner werden in Hockenheim eigenentwickelt und in Deutschland gefertigt.

Welcher Brennertyp eignet sich für einen Kupfer-Schmelzofen?

Das hängt von Ofenraumtemperatur, Brenner­anordnung und Energieziel ab. Ab 900 °C Ofenraumtemperatur kommen Rekuperator- und Regenerativbrenner mit hoher Luftvorwärmung in Frage. Regenerativbrenner erreichen bis zu 60 % Brennstoffeinsparung gegenüber einem Kaltluftbrenner gleicher Leistung, bei unter 150 mg/Nm³ NOx bezogen auf 3 % Restsauerstoff.

Lohnt sich die Modernisierung eines alten Tiegelofens?

Oft ja, solange die Ofenmechanik in Ordnung ist. Eine Modernisierung liegt typisch bei 15 bis 60 % der Neubaukosten, dauert 3 bis 12 Monate und braucht einen geplanten Stillstand von wenigen Wochen. Ob Modernisierung oder Neubau wirtschaftlicher ist, klärt die Bestandsaufnahme.

Was passiert, wenn der Brenner eines Tiegelofens nicht mehr lieferbar ist?

tst ersetzt abgekündigte Brenner, auch anderer Hersteller, 1:1 über 3D-Scan, Reverse Engineering und Fertigung in Deutschland. Das Datenblatt des Originalbrenners bleibt gültig. Verbesserungen der Abgaswerte laufen über die Optimierung des Bestandsbrenners.

Sind die Brenner für Wasserstoff vorbereitet?

Alle zehn tst-Brennertypen sind H2-ready auslegbar. Die konkrete Auslegung für einen späteren Brennstoffwechsel ist projektabhängig und wird in der Planung festgelegt.

Bestandsaufnahme für Ihren Schmelzofen anfragen

Ob Tiegelofen, Schachtofen oder Pfannenbeheizung: tst beginnt mit einer Bestandsaufnahme der bestehenden Beheizungs­einrichtung und ordnet anschließend ein, ob ein Brennertausch, eine Modernisierung oder ein Neubau der wirtschaftlichere Weg ist.

Bestandsaufnahme anfragen →

tst thermo system technic Engineering GmbH, Vierte Industriestraße 12, 68766 Hockenheim, Telefon +49 6205 9485-0

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