In der Edelmetallverarbeitungsindustrie beeinflusst die Produktqualität unmittelbar die Wettbewerbsfähigkeit am Markt und den Markenruf.

In der Edelmetallverarbeitung beeinflusst die Produktqualität unmittelbar die Wettbewerbsfähigkeit und den Markenruf von Unternehmen. Die Stranggießanlage für Edelmetalle, als zentrale Produktionsanlage, wandelt Metallrohstoffe durch eine Reihe präziser und komplexer Prozessabläufe in hochwertige Produkte um. Im Folgenden werden wir den konkreten Implementierungsprozess erläutern.

1. Grundprinzipien der Stranggießanlage für Edelmetalle

Das Kernstück des Stranggießverfahrens besteht darin, Metall kontinuierlich von unterschiedlich geformten Rohmaterialien über den flüssigen in den festen Zustand zu überführen. Nachdem das flüssige Edelmetall in einen speziell entwickelten Kristallisator eingespritzt wurde, führt dieser aufgrund seiner guten Wärmeleitfähigkeit die Wärme des flüssigen Metalls schnell ab. Dadurch bildet sich an der Innenwand des Kristallisators eine feste Schicht, die die erste Erstarrungsschicht des Gussblocks darstellt. Mit dem weiteren Einspritzen des flüssigen Metalls verdickt sich die Erstarrungsschicht kontinuierlich, und die Zugvorrichtung zieht den Block mit gleichmäßiger Geschwindigkeit aus dem anderen Ende des Kristallisators heraus. So wird das Stranggießen realisiert.

Am Beispiel der Hasung -Stranggießanlage lässt sich zeigen, dass beim Stranggießen flüssiges Platin in den Kristallisator eingespritzt wird. Das Kühlwasserzirkulationssystem im Inneren des Kristallisators kühlt das Platin schnell ab und bildet so eine erstarrte Schicht. Die Platingussteile werden mittels Zugvorrichtungen entnommen und anschließend zu verschiedenen Platinprodukten weiterverarbeitet. Im Vergleich zu herkömmlichen Gießverfahren ermöglicht das Stranggießen dank seiner schnellen Abkühlung eine dichte Kristallisation der Edelmetalle mit gleichmäßiger Struktur und verbessert so die mechanischen Eigenschaften erheblich. Gleichzeitig reduziert es die Steigerverluste im Gießsystem, vereinfacht den Prozess und ermöglicht eine einfache Mechanisierung und Automatisierung der Produktion. Dies führt zu einer signifikanten Steigerung der Produktionseffizienz und der Metallausbeute.

2. Der Kernprozess von den Rohstoffen bis zu den hochwertigen Produkten

(1) Strenge Prüfung und Vorbehandlung der Rohstoffe

Die Qualität der Rohstoffe ist die Grundlage für die Produktqualität. Bei Edelmetallen sind die Reinheitsanforderungen extrem hoch. Um beispielsweise hochreine Goldbarren herzustellen, muss der Goldrohstoff eine Reinheit von mindestens 99,99 % aufweisen. Neben der Reinheit sind auch umfassende Prüfungen der physikalischen Form, der Art und des Gehalts an Verunreinigungen erforderlich. Bei verunreinigten Rohstoffen muss die Reinheit durch Raffinationsverfahren verbessert werden. Die elektrolytische Raffination ist ein gängiges Verfahren. Am Beispiel der elektrolytischen Silberraffination wird grobes Silber als Anode und reines Silber als Kathode in einem Silbernitrat-Elektrolyten verwendet. Unter Einwirkung eines elektrischen Feldes löst sich das grobe Silber auf, und Silberionen scheiden sich an der Kathode als reines Silber ab, wodurch die Verunreinigungen effektiv entfernt werden.

(2) Präzise Steuerung des Schmelzprozesses

Die präzise Steuerung von Parametern wie Temperatur, Zeit und Atmosphäre ist beim Schmelzprozess entscheidend. Stranggießanlagen für Edelmetalle nutzen häufig die Induktionserwärmung. Dabei werden durch alternierende Magnetfelder induzierte Ströme im Metall erzeugt, die es erhitzen. Vorteile dieser Technologie sind schnelles Erhitzen, präzise Temperaturregelung und Schadstofffreiheit. Um die Oxidation der Edelmetalle bei hohen Temperaturen zu verhindern, sind die Anlagen oft mit Vakuum- oder Schutzgassystemen ausgestattet. Beim Goldschmelzen wird die Schmelzkammer zunächst evakuiert und anschließend mit Argon gefüllt. Dadurch wird Sauerstoff ausgeschlossen, die Reinheit der Goldschmelze sichergestellt und die Grundlage für den nachfolgenden Guss geschaffen.

(3) Präzisionsgussverfahren

1. Die Kernfunktion des Kristallisators:   Als Schlüsselkomponente beim Gießen beeinflussen Material, Form und Größe des Kristallisators die Gussqualität maßgeblich. Die Innenwand besteht aus einer Kupferlegierung mit hervorragender Wärmeleitfähigkeit, wodurch die Erstarrungsgeschwindigkeit des flüssigen Metalls beschleunigt wird. Ihre Form bestimmt die Form des Gussteils, und die Maßgenauigkeit beeinflusst die Genauigkeit der Produktspezifikationen. Moderne Anlagen nutzen zudem die elektromagnetische Rührtechnologie im Kristallisator. Diese erzeugt durch ein magnetisches Wechselfeld eine Rührbewegung im flüssigen Metall, fördert die gleichmäßige Verteilung der Komponenten, reduziert Entmischungen und verbessert die Erstarrungsstruktur.

2. Koordinierte Steuerung von Zugkraft und Kühlung: Die Zugkraft muss präzise auf die Gießgeschwindigkeit des flüssigen Metalls abgestimmt sein. Ist sie zu hoch, kann der Rohling leicht reißen; ist sie zu niedrig, beeinträchtigt dies die Produktionseffizienz und erschwert das Ziehen. Der Kühlprozess ist ebenso entscheidend, da unterschiedliche Edelmetalle und Produktanforderungen unterschiedliche Kühlmethoden erfordern. Beim Gießen von Palladium-Schmuckrohlingen wird eine Kombination aus Wasser- und Luftkühlung eingesetzt. Der Rohling wird zunächst durch schnelle Wasserkühlung verfestigt und anschließend langsam durch Luftkühlung abgekühlt, um innere Eigenspannungen abzubauen und die Produkteigenschaften zu verbessern.

(4) Feine Nachbearbeitungsverfahren

1. Zuschnitt und Formgebung: Die hergestellten Stranggussteile müssen gemäß den Produktspezifikationen zugeschnitten werden. Hochpräzise Säge- und Laserschneidmaschinen gewährleisten exakte Schnittmaße und glatte Schnittkanten. Produkte mit komplexen Formen, wie beispielsweise unregelmäßige Edelmetallornamente, müssen zur Erfüllung der Designvorgaben zusätzlich einer Formgebung unterzogen werden, etwa durch mechanische Bearbeitung oder Formpressen.

2. Oberflächenbehandlung zur Qualitätsverbesserung: Um das Aussehen und die Leistung des Produkts zu verbessern, ist eine Oberflächenbehandlung erforderlich. Schmuck aus Edelmetallen wird häufig poliert, um eine glatte und glänzende Oberfläche zu erzielen. Edelmetallkomponenten für die Elektronik werden galvanisiert, um die Verschleißfestigkeit und Leitfähigkeit zu erhöhen. Dabei wird eine dünne Schicht eines anderen Metalls aufgebracht.

3. Schlüsselfaktoren und Reaktionsstrategien zur Sicherstellung der Produktqualität

(1) Qualitätskontrolle der Rohstoffe

Ein umfassendes System zur Rohstoffbeschaffung und -prüfung wird etabliert, um die Qualität von Anfang an zu sichern. In Zusammenarbeit mit qualifizierten Lieferanten werden regelmäßige Stichproben und vollständige Prüfungen der Rohstoffe durchgeführt, um deren chemische Zusammensetzung, physikalische Eigenschaften und weitere Indikatoren zu testen. Gleichzeitig wird ein Rückverfolgbarkeitssystem für die Rohstoffqualität eingerichtet, um Probleme frühzeitig zu erkennen und zu beheben.

(2) Wartung der Ausrüstung und Sicherstellung der Präzision

Die Genauigkeit und Stabilität der Anlagen beeinflussen die Produktqualität unmittelbar. Regelmäßige, umfassende Wartung und Instandhaltung der Stranggießanlagen, Kalibrierung wichtiger Komponenten und Austausch verschlissener Teile sind daher unerlässlich. Moderne, automatisierte Überwachungssysteme überwachen den Betriebszustand der Anlagen und die Gießparameter wie Temperatur, Druck und Zuggeschwindigkeit in Echtzeit. Bei Störungen werden umgehend Alarme ausgelöst und automatische Anpassungen vorgenommen, um einen stabilen Anlagenbetrieb zu gewährleisten.

(3) Optimierung und Innovation der Prozessparameter

Unterschiedliche Edelmetalle und Produkte erfordern die Anpassung an unterschiedliche Prozessparameter. Unternehmen sollten daher eine Datenbank mit Prozessparametern aufbauen, die auf umfangreichen experimentellen und Produktionsdaten basiert. Durch Datenanalyse und Simulation lassen sich die Prozessparameter kontinuierlich optimieren und neue Verfahren und Technologien erforschen. Die Entwicklung neuer Kristallisationsstrukturen und die Optimierung von Kühlsystemen zielen darauf ab, die Produktqualität und Produktionseffizienz stetig zu verbessern.

4. Schlussfolgerung

Die Umwandlung von Edelmetall-Rohstoffen in hochwertige Produkte mittels Stranggießanlagen ist ein komplexer Prozess, der die Zusammenarbeit vieler Arbeitsschritte und die Integration verschiedener Technologien erfordert. Die präzise Steuerung jedes einzelnen Arbeitsschritts und das effektive Management der Schlüsselfaktoren sind entscheidend für die Produktqualität. Mit der Weiterentwicklung der Technologie wird sich die Stranggießtechnologie für Edelmetalle kontinuierlich weiterentwickeln, der Branche immer mehr hochwertige Produkte liefern und die Edelmetallverarbeitung zu neuen Höchstleistungen führen.

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