Für die exakte Rohstoffdosierung arbeiten wir mit einer EDV-gestützten Wiege- und Mischstation. Dabei setzen sich die Rohstoffe aus einem Basiselement, wie zum Beispiel Titanschwamm und elementaren Metallen und/oder Vorlegierungen für refraktäre Metalle zusammen. Dieser Prozessschritt bildet die elementare Grundlage für die finale Legierung, denn hier wird die wesentliche chemische Zusammensetzung des Endprodukts eingestellt.

Im Prozessschritt des Komprimierens – auch Brikettieren bezeichnet – werden die Schmelzelektroden vorbereitet. Dafür wird das Basiselement der Legierung zusammen mit den weiteren Legierungsbestandteilen der Materialauswahl in einer Presse kaltisostatisch zu Briketts (Compacts) verdichtet.

Der SinglePAM-Schmelzprozess ist das innovative Herzstück unseres Verfahrens. Der Schmelzvorgang von Plasma Metall ist einstufig aufgebaut, im Gegensatz zu anderen Verfahren in Europa. Unsere Anlagentechnologie erlaubt dabei erstmalig die direkte Erschmelzung der Rohstoffe bei gleichzeitigem Abguss des Primäringots. Doch beginnen wir von vorn: Der Vorgang des Schmelzens – welcher komplett unter Inertgas-Atmosphäre erfolgt – beginnt mit dem Transport der verpressten Briketts in den wassergekühlten Kaltwandtiegel zum Schmelzen. In diesem Schmelztiegel werden die Briketts durch den Plasmabrenner, der mit einer Energie von 350-600 kWh versorgt wird, vollständig aufgeschmolzen.

Die gezündete Plasmaflamme wird nach vordefinierten Bewegungsmustern über die gesamte Oberfläche des Schmelzbades geführt, bis zum vollständigen Aufschmelzen der Briketts. Während sich das Schmelzbad bildet, werden weitere Briketts mit dem Barrenförderer nachdosiert, um den Schmelztiegel vollständig zu füllen. Nach vollständiger Aufschmelzung der Briketts folgt die Homogenisierungsphase. Die neuartige Anordnung einer Induktionsspule unterhalb des Schmelztiegels ermöglicht dabei ein berührungsfreies Rühren des Schmelzbades. Nach bestimmter Verweilzeit erfolgt der Strangabguss, indem die Schmelze in eine wassergekühlte Kupferkokille gekippt wird. Die Entwicklung der Stranggusskokille ist ein vollständig neuer Ansatz zum Abguss von Ingots. Bei der Kokille handelt es sich um eine verlängerte Stranggusskokille mit zusätzlicher Induktionsspule. Durch diese innovative Konstruktion ergibt sich bei unserem Verfahren die Möglichkeit, den Erstarrungsprozess im Kopfbereich des Ingots durch die induzierte Energie direkt zu steuern und mögliche Guss-Erstarrungsdefekte zu minimieren.

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Im Anschluss an den Schmelzprozess erfolgt eine Analyse des erschmolzenen Materials. Um die Qualität zu sichern, wird die chemische Analyse mittels Funken-OES-Verfahrens durchgeführt. Mit diesem Verfahren ergeben sich zudem deutliche Kostenpotenziale bei der Analyse, im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren (ICP-OES, RFA).