Titanlegierungen werden als „Weltraummetalle" bezeichnet und sind Schlüsselmaterialien in Spitzenbereichen wie Luft- und Raumfahrt, Meerestechnik und High-End-Medizintechnik. Allerdings durchläuft Titan vom Titanschwamm bis zum fertigen Produkt Dutzende von Prozessschritten wie Vakuumlichtbogenschmelzen, mehrfaches Schmieden, Walzen, Strangpressen und Beizen. Die Wärmebehandlung als einer der Kernprozesse des Walzens hat einen entscheidenden Einfluss auf die Produkteigenschaften. Kürzlich hat MCC Southern Thermal Engineering einen bedeutenden Durchbruch im Bereich der Wärmebehandlungsanlagen für Nichteisenmetalle erzielt – die Entwicklung der weltweit ersten Technologie für das vertikale Blankglühen von breiten Titanbändern und die Errichtung des weltweit ersten Blankglühofens für breite Titanbänder, der erstmals weltweit die kontinuierliche Produktion von 1400mm breiten Titanbändern ermöglicht.

Wärmebehandlung breiter Titanbänder lange Zeit von anderen abhängig

Titan und Titanlegierungen zeichnen sich durch hohe Festigkeit, geringe Dichte, hervorragende Korrosionsbeständigkeit, Nichtmagnetismus sowie gute Warmfestigkeit und Tieftemperatureigenschaften aus und sind Kernmaterialien in High-End-Bereichen wie Luft- und Raumfahrt, Meerestechnik und Petrochemie. Die Leistungsfähigkeit von Nichteisenmetallen ist jedoch nicht von Anfang an auf dem Höhepunkt.

Bei der Titanproduktion bestimmt die Präzision des Wärmebehandlungsprozesses direkt die mechanischen Eigenschaften und die Lebensdauer des Endprodukts. Jeder Wärmebehandlungsschritt wie Glühen, Lösungsglühen und Altern erfordert eine präzise Steuerung – Ofentemperaturgleichmäßigkeit, Schutzgasatmosphäre, Abkühlgeschwindigkeit … hinter jedem Parameter steht die Leistungsfähigkeit der Wärmebehandlungsanlagen.

Das Blankglühen von breiten Titanbändern (Breite bis zu 1400mm) galt lange Zeit als allgemein anerkannter „schwerer Brocken" im Bereich der globalen Wärmebehandlungsanlagen. Da Titan bei hohen Temperaturen extrem leicht oxidiert, muss der Glühprozess unter Schutzgas oder Vakuum stattfinden. Gleichzeitig stellt das breite Titanband extrem hohe Anforderungen an die Temperaturgleichmäßigkeit im Ofen; selbst geringe Abweichungen führen zu ungleichmäßigen Eigenschaften und einer Verschlechterung der Oberflächenqualität der gesamten Titanbandrolle. Bisher lag diese Kerntechnologie in den Händen weniger ausländischer Anlagenhersteller, was einen entscheidenden Engpass für die Entwicklung der chinesischen High-End-Titanindustrie darstellte.

Durchbruch bei vier Kernanlagen

MCC Southern Thermal Engineering ist seit 70 Jahren auf den Bereich der metallurgischen Industrieöfen spezialisiert und hat ein technisches Anlagensystem entwickelt, das mehrere Ofentypen abdeckt. Im Bereich der Wärmebehandlung von Nichteisenmetallen und deren Legierungen hat das Unternehmen mehrere eigenständige Innovationen bei Kernanlagen erzielt:

Weltweit erster vertikaler Blankglühofen für breite Titanbänder: Erstmals weltweit kontinuierliche Produktion von 1400mm

MCC Southern Thermal Engineering hat die Technologie des vertikalen Blankglühofens für breite Titanbänder entwickelt und den weltweit ersten Blankglühofen für breite Titanbänder errichtet, der erstmals weltweit die kontinuierliche Produktion von 1400mm breiten Titanbändern ermöglicht und damit eine Branchenlücke schließt.

Dieser Durchbruch bedeutet, dass Chinas High-End-Wärmebehandlungsanlagen für Titan von der „Aufholjagd" in die „Führungsphase" übergehen. Der vertikale Glühofen bietet im Vergleich zu herkömmlichen horizontalen Öfen deutliche Vorteile hinsichtlich Bandlaufstabilität, Atmosphärengleichmäßigkeit und thermischem Wirkungsgrad und eignet sich besonders für das kontinuierliche Blankglühen von breiten, dünnen Titanbändern.

Rein elektrisch beheizter Rollenherd-Wärmebehandlungsofen: Gleichzeitige Behandlung von Titanplatten und Titanbändern

Für umfangreichere Anforderungen an die Band- und Plattenwärmebehandlung hat MCC Southern Thermal Engineering einen rein elektrisch beheizten Rollenherd-Wärmebehandlungsofen entwickelt, der gleichzeitig Titanplatten und Titanbänder behandeln kann. Das rein elektrische Heizkonzept verzichtet auf die herkömmliche Gasbeheizung, ermöglicht eine emissionsfreie Verbrennung während der Wärmebehandlung und bietet gleichzeitig eine höhere Temperaturregelgenauigkeit und schnellere Reaktionszeiten, was eine grüne Lösung für die hochwertige Wärmebehandlung von Titan darstellt.

Chinas erste rein ohmsche Bandheiz-Rollenherd-Wärmebehandlungslinie mit automatischer Abschreckfunktion: Drei Funktionen in einem Ofen

Noch entscheidender ist, dass MCC Southern Thermal Engineering die erste inländische rein ohmsche Bandheiz-Rollenherd-Wärmebehandlungslinie mit automatischer Abschreckfunktion errichtet hat. Dieser Wärmebehandlungsofen realisiert drei Funktionen in einem Ofen – Glühen von Titanplatten, Lösungsglühen von Halbzeugen und Lösungsglühen von Fertigprodukten. Die Ofentemperaturgleichmäßigkeit erfüllt die Anforderungen der Luft- und Raumfahrtnorm AMS2750H.

AMS2750H ist eine der strengsten Hochtemperaturmessnormen im internationalen Luft- und Raumfahrtbereich. Die Erfüllung dieser Norm zeigt, dass diese Wärmebehandlungsanlage das internationale Luft- und Raumfahrtqualitätsniveau erreicht hat und für Anwendungen mit extrem hohen Materialanforderungen wie Flugzeugtriebwerken und Rumpfstrukturteilen eingesetzt werden kann.

Autonomisierung der Kernanlagen für die Vorprozesse: Poröse Medienverbrennung, elektromagnetische Induktionserwärmung, Luftkissenofen

In den Vorprozessen der Nichteisenmetallproduktion hat MCC Southern Thermal Engineering eigenständig Kernanlagen wie poröse Medienverbrennungsanlagen, leistungsstarke elektromagnetische Induktionserwärmungsanlagen, Luftkissenöfen und ohmsche Bandheizsysteme entwickelt und Kupferstabheizöfen, Titan-/Nickel-/Zirkon- und deren Legierungscoil-(Platten-)Heizöfen sowie zugehörige Laugenöfen errichtet.

Die poröse Medienverbrennungstechnologie ist eine revolutionäre Technologie im internationalen Verbrennungsbereich, die die Verbrennungseffizienz erheblich steigern und die Stickoxidemissionen reduzieren kann. Die leistungsstarken elektromagnetischen Induktionserwärmungsanlagen ermöglichen eine effiziente, saubere Metallerwärmung und werden in High-End-Bereichen wie Luft- und Raumfahrt, Schiffsbau und Kernenergie eingesetzt.

Die Industrieöfen selbst erreichen zudem das Ziel, den Gesamtenergieverbrauch zu senken und die Schadstoffemissionen zu reduzieren, was den Anforderungen der grünen Transformation der Fertigungsindustrie im Rahmen der „Doppelkohlenstoff"-Ziele entspricht.

Strategischer Sprung von der „Schwarzmetallurgie" zur „Nichteisenmetall-Führung"

Durchbrechung des ausländischen Monopols bei High-End-Wärmebehandlungsanlagen für Titan

MCC Southern Thermal Engineering hat mit einem eigenständig innovierten technischen Anlagensystem, das die Intelligenz von Schwarz- und Nichteisenmetallen vereint, den strategischen Sprung von traditionellen Stahl- und Eisen-Industrieöfen zu High-End-Wärmebehandlungsanlagen für Nichteisenmetalle vollzogen. Die Durchbrüche bei einer Reihe von Kernanlagen wie dem vertikalen Blankglühofen für breite Titanbänder, dem rein elektrisch beheizten Rollenherdofen und dem luft- und raumfahrttauglichen automatischen Abschreckofen zeigen, dass China im Bereich der High-End-Wärmebehandlung von Nichteisenmetallen über eine vollständige, eigenständige Anlagenversorgungsfähigkeit verfügt und die langjährige Abhängigkeit von importierten Anlagen durchbrochen hat.

Sicherstellung von Schlüsselmaterialien für strategische Bereiche wie Luft- und Raumfahrt, Tiefsee und Kernenergie

Von Titanscharnieren für faltbare Smartphones bis hin zu Legierungsmaterialien für das „Nanmen-Projekt" der Luft- und Raumfahrtabwehrsysteme – spezielle Nichteisenmetallmaterialien sind zur Standardausstattung für Spitzenprodukte geworden. Die Wärmebehandlungsanlagen von MCC Southern Thermal Engineering werden in High-End-Bereichen wie Luft- und Raumfahrt, Schiffsbau und Kernenergie eingesetzt. Die Fähigkeit zur eigenständigen und kontrollierten Wärmebehandlung ist direkt mit der Sicherheit der Lieferkette und der Zuverlässigkeit der Qualität von High-End-Materialien verbunden, die für Chinas strategische Bereiche benötigt werden.

Förderung der Aufwertung der Titanindustrie in Richtung breiterer Formate und höherer Qualität

Die erstmalige weltweite Realisierung der kontinuierlichen Produktion von 1400mm breiten Titanbändern bedeutet, dass Chinas Titanindustrie in der Lage ist, Titanplatten und -bänder in größeren Abmessungen und höherer Qualität herzustellen. Breite Titanbänder haben einen unersetzlichen Anwendungswert in Bereichen wie großen Luft- und Raumfahrtplatten, Schiffsrümpfen und Chemieanlagen. Dieser Durchbruch wird direkt die Aufwertung der chinesischen Titanverarbeitungsindustrie in Richtung breiterer Formate, Kontinuität und höherer Qualität vorantreiben.

Beitrag grüner Wärmebehandlungslösungen zu den „Doppelkohlenstoff"-Zielen

Die Anwendung grüner Wärmebehandlungstechnologien wie des rein elektrisch beheizten Rollenherdofens und der porösen Medienverbrennungsanlagen hat das Ziel erreicht, den Gesamtenergieverbrauch zu senken und die Schadstoffemissionen zu reduzieren. Vor dem Hintergrund der „Doppelkohlenstoff"-Ziele bietet dieses grüne Wärmebehandlungsanlagensystem einen praktikablen technologischen Weg für die kohlenstoffarme Transformation der Nichteisenmetallindustrie.

Von Nichteisenmetallen zu einer breiteren Materialwelt

Abdeckung der gesamten Wertschöpfungskette von High-End-Legierungen wie Titan, Nickel und Zirkon

Die technischen Anlagen von MCC Southern Thermal Engineering decken die gesamte Wärmebehandlungskette von Coils (Platten) aus Titan, Nickel, Zirkon und deren Legierungen ab, einschließlich Erwärmen, Glühen und Lösungsglühen. Mit der rasanten Entwicklung strategischer Bereiche wie Kernenergie, Tiefseeforschung und Luft- und Raumfahrt in China wird die Nachfrage nach High-End-Materialien wie Nickelbasislegierungen und Zirkonlegierungen weiter steigen, was vielversprechende Marktaussichten für die entsprechenden Wärmebehandlungsanlagen eröffnet.

Technologietransfer auf andere Metallwärmebehandlungsbereiche

Die von MCC Southern Thermal Engineering in den Bereichen Ofentemperaturgleichmäßigkeitsregelung, Schutzgasatmosphäre und automatischem Abschrecken gesammelten Kernkompetenzen können auf Wärmebehandlungsanlagen für andere Nichteisenmetalle wie Kupfer, Aluminium und Magnesium sowie für Eisenmetalle übertragen werden. Der technische Ansatz, mehrere Funktionen in einem Wärmebehandlungsofen zu realisieren, legt auch den Grundstein für die zukünftige modulare, intelligente und flexible Entwicklung von Wärmebehandlungsanlagen.

Vom Anlagenexport zum Export technischer Standards

Mit der international führenden Technologie Chinas im Bereich der High-End-Wärmebehandlungsanlagen ist in Zukunft ein Dreisprung von „Anlagenimport" über „Anlagenexport" bis hin zum „Export technischer Standards" möglich. Wärmebehandlungsanlagen, die die Luft- und Raumfahrtnorm AMS2750H erfüllen, sind bereits in der Lage, mit den weltweit führenden Anlagenlieferanten zu konkurrieren.

Eine Reihe von harten Eigenschaften ermöglicht es Nichteisenmetallen, die Grenzen der menschlichen Erforschung und die feinsten Details des Lebens zu durchqueren, und jeder ihrer beeindruckenden Auftritte ist auf die extreme Verfeinerung durch die Wärmebehandlungstechnologie im Hintergrund angewiesen. MCC Southern Thermal Engineering trägt mit einem eigenständig innovierten technischen Anlagensystem eine solide Kraft zur Entwicklung der chinesischen Nichteisenmetallindustrie bei.

Vom weltweit ersten vertikalen Blankglühofen für breite Titanbänder bis zur ersten inländischen luft- und raumfahrttauglichen automatischen Abschreck-Rollenherdofenlinie – diese Kernanlagen vom Typ „Großgeräte der Nation" definieren die globalen Koordinaten der chinesischen Wärmebehandlungstechnologie für Nichteisenmetalle neu.