Für die Herstellung von Metallflakes aus einer Titan – Eisen – Mangan – Legierung (TiFeMn) benötigt die Firma GKN eine Produktionsanlage. Die Planung und Konstruktion führt die Firma INTECO melting and casting technologies GmbH durch. In dieser Produktionsanlage findet die Erzeugung der Metallflakes direkt nach dem Gießprozess statt, wodurch diese eine sehr hohe Anfangstemperatur besitzen. Mit Hilfe einer kombinierten Kühl – und Fördereinheit sollen die erzeugten TiFeMn – Flakes auf die Endtemperatur abgekühlt und zur Abgabestelle für den Weitertransport gefördert werden. Für diese Anlageneinheit erfolgt die Ausarbeitung und Auswahl eines passenden Konzepts. Im Zuge der durchgeführten Literatur – und Marktrecherche zeigten sich der Rückstaukühler, der Drehrohrkühler und der thermische Wendelförderer als potenzielle Lösungsansätze.
Um das bestmögliche Konzept auszuwählen, ist die Durchführung von praktischen Versuchen notwendig. Bei diesen erfolgt die Messung der benötigten Materialeigenschaften der Metallflakes sowie die Analyse des Fließverhaltens aus zwei verschiedenen Trichtern. Mit den generierten Daten und der Diskreten Elemente Methode wird das Ausfließverhalten aus den beiden Trichtern simuliert.
Die Auswertung der Fließverhaltensanalyse der praktischen Versuche zeigt, dass sowohl bei einem unregelmäßig pyramidenförmigen als auch bei einem runden Trichter eine Brückenbildung entsteht. Des Weiteren kommt es zu einer Verkeilung der Metallflakes, die den Durchfluss aus der Auslauföffnung verhindern. Die erstellten Simulationen spiegeln das Verhalten der realen Versuche wider.
Die ermittelten Materialeigenschaften und Ergebnisse des Fließverhaltens helfen bei der Auswahl einer kombinierte Kühl – und Fördereinheit, die als Grundlage für den weiteren Projektverlauf dient.