Energiekettensysteme trotzen Staub und Schmutz in Aluminiumoxidproduktion

: Veröffentlicht: 13.05.2019; Zuletzt aktualisiert: 27.08.2023; Zugriffe: 9926

Igus10519 Beim Abbau sowie bei der anschließenden Lagerung von Bauxit, einem Sedimentgestein zur Aluminiumoxidproduktion, bildet sich eine Menge Staub, der vor allem für die beweglichen Maschinenteile der Fördereinheiten eine große Herausforderung darstellt. Der Aluminiumoxidproduzent AOS setzt in seinen Anlagen Energieketten von Igus ein. Sie versorgen bereits seit einigen Jahren Fördereinheiten und Haldengeräte zuverlässig mit Energie, Daten und Medien.

Aluminiumoxid und -hydroxid sind Grundstoffe für die Herstellung verschiedenster Aluminiumprodukte, die überall auf der Welt benötigt werden. Für die Herstellung dieser Stoffe wird Bauxit benötigt – ein rötliches Sedimentgestein, das vor allem in Australien, China und Südamerika abgebaut wird. Von dort aus wird es u. a. auf dem Seeweg nach Deutschland verschifft, zur Aluminium Oxid Stade GmbH (AOS), einem der großen Aluminiumoxidproduzenten in Deutschland. Das Unternehmen verarbeitet jährlich rund 2 Mio. t Bauxit, aus denen sich rund 1 Mio. t Aluminiumoxid gewinnen lassen.

Igus70519 Ein einzelnes Schiff liefert bis zu 70.000 t Rohmaterial an den AOS-eigenen Hafen. Von dort aus wird es per Schiffsentladekran über ein gekapseltes Förderbandsystem zur Zwischenlagerung transportiert, bevor es von dort aus zur Verarbeitung gelangt. Sowohl beim Be- und Entladen der Schiffe wie auch bei der Lagerung setzt AOS heute an den Fördereinheiten auf zuverlässige Energieführungssysteme des Motion Plastics-Spezialisten Igus. Denn die hohe Staubbelastung bei der Bewegung des Bauxits stellt vor allem für bewegliche Maschinenkomponenten eine enorme Belastung dar.

„Früher hatten wir Motorleitungstrommeln für die Energieversorgung im Einsatz“, erinnert sich Fabian Wilhelm, Leiter elektrische Energietechnik bei AOS. „Hier hatten wir immer wieder das Problem, dass die Leitungen nicht korrekt aufgetrommelt wurden, wodurch letztendlich Maschinenausfälle durch Leitungsschäden entstanden sind.“

Auf anfängliche Skepsis folgt Vertrauen

Da die zuvor verwendeten Energiezuführungen sehr wartungsintensiv waren und stets Probleme bereiteten, entschied sich Fabian Wilhelm 2012 für den ersten Umbau auf ein Energiekettensystem aus dem Hause Igus. „Damals stellte mir Herr Böhm von Igus das Prinzip der Energieketten vor“, erklärt er. „Ich war anfangs skeptisch, ob die Ketten auch in dieser Umgebung hier funktionieren.

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Doch nachdem wir uns als Referenz-Anwendungen einen Seehafen sowie ein Porenbetonwerk anschauen konnten und die Möglichkeit hatten, mit anderen Kunden und Anwendern zu sprechen, entschieden wir uns für die Kölner Ketten.“ Bei den besuchten Referenzen handelt es sich – wie auch bei AOS – jeweils um Anwendungen mit Verfahrwegen über 100 m, bzw. um Anwendungen im groben Staub und Schmutz. Dabei ist insbesondere die Belastung durch den abrasiven Salzstaub im Seehafen für die Systeme sehr anspruchsvoll.

Erstes gemeinsames Projekt: Extremstbelastung Schleifwagen

Igus20519 Bei dem ersten gemeinsamen Projekt handelte es sich um den sogenannten ‚Schleifenwagen‘. Wenn es sich um besonders staubiges Bauxit handelt, wird dieses nicht auf einer Halde unter freiem Himmel gelagert, sondern in einer großen Halle, um die Staubbelastung für die Umgebung zu mindern. In dieser Halle bewegt sich der Schleifenwagen auf einer Strecke von knapp 140 m unter dem Hallendach hin und her, um die Abwurfstelle des Bauxits zu variieren. Während dort oben im Sommer schon bis zu 60 °C herrschen, sind die Umgebungsbedingungen im Winter jedoch noch weitaus schwieriger.

„Wenn das wärmere Bauxit aus 20 Metern Höhe auf die kalte Halde befördert wird, entsteht durch den Temperaturunterschied Kondenswasser“, berichtet Fabian Wilhelm. „Dieses steigt auf und wird am Hallendach wieder flüssig, wodurch es im Innern der Halle zu regnen beginnt. Die Feuchtigkeit gepaart mit dem Staub des Bauxits ergibt eine hartnäckige Schlacke, die sich überall festsetzt und auch den Lauf der Energieführung beeinträchtigt.“ Hier spielt das Energiekettensystem von Igus einen weiteren Vorteil aus, da bei sämtlichen Anwendungen bei AOS ebenfalls eine elektronische Zug-/Schubkraftüberwachung installiert ist.

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„Falls der Lauf der Kette zu stark durch Staub und Schmutz behindert wird, schaltet die Zug-/Schubkraftüberwachung das System ab, bevor Schäden entstehen“, erklärt Fabian Wilhelm „Da Igus damals der einzige Anbieter war, der ein solches elektronische Überwachungssystem anbot, war dies einer der hauptausschlaggebenden Gründe für den Zuschlag. Wenn heute die Überwachung das System abschaltet, wissen wir, dass es wieder an der Zeit ist den Verfahrweg der Kette zu reinigen. Dann läuft das System wieder ohne Probleme.“ Die Möglichkeit neben Daten und Energie auch noch Druckluft führen zu können überzeugte zusätzlich.

Zweites gemeinsames Projekt: Generalüberholung Haldengerät

Igus30519 Nur kurze Zeit nach der ersten erfolgreichen Umrüstung entschied sich AOS im Zuge einer Generalüberholung des Haldengerätes erneut für ein Energiekettensystem von Igus. Hier – unter freiem Himmel – landet das Bauxit, das nicht in der Halle gelagert werden muss. Auch bei diesem Projekt setzte AOS auf die Unterstützung des Kölner Montageservice, der die komplette Installation der Kette sowie des Rinnensystems, in dem die Kette bewegt wird, übernommen hat. „Die Besonderheit bei allen Projekten hier war stets die gute Zusammenarbeit mit dem Kunden“, erklärt Markus Böhm, zuständiger Technischer Verkaufsberater von Igus. „Die Arbeiten ließen sich sehr gut verzahnen und wenn bei den Montagearbeiten einmal gegenseitige Unterstützung gefragt war, wurde das perfekt umgesetzt.“

Igus40519 Das Haldengerät wird nun über die längste E-Kette versorgt, die bei AOS im Einsatz ist. Auf einem Verfahrweg von 330 m verfährt eine Rollen-Energiekette vom Typ 5050RHDAX. „Durch Rollen in den Kettengliedern sinken die Zug-/Schubkräfte auf langen Verfahrwegen enorm, wenn sich das Obertrum der Kette auf dem Untertrum ablegt“, erklärt Markus Böhm. „Dadurch werden die Reibwerte reduziert und es lässt sich bis zu 57 Prozent der benötigten Antriebsenergie einsparen, um das Energiekettensystem zu bewegen.“ Das ‚AX‘ im Produktnamen steht für ‚außenanliegende Anschläge‘. Dadurch, dass sich die Anschläge nicht wie sonst üblich innen zwischen den Kettengliedern befinden, kann sich der Staub nicht so sehr in den Anschlägen festsetzen. Denn dies könnte unter Umständen den Biegeradius der Kette beeinflussen und zu Ausfällen führen.

Neben verschiedenen Leitungen für die Versorgung mit Energie und Daten, die ebenfalls beim Kunststoffspezialisten produziert und speziell für den Einsatz in E-Ketten entwickelt worden sind, befindet sich in der Kette am Haldengerät ebenfalls ein Wasserschlauch mit 48 mm Durchmesser für die Beregnung des Bauxits. Außerdem sorgt ein schwimmender Mitnehmer für einen seitlichen Toleranzausgleich und gewährleistet eine ungestörte Bewegung. Gerade auf langen Verfahrwegen ist dies notwendig, um einerseits Antriebsenergie zu sparen und andererseits mögliche Parallelitätsfehler zwischen Laufschiene und Führungsrinne auszugleichen.

Drittes gemeinsames Projekt: Schiffsbe- und -entlader

Igus50519 Bei dem jüngsten gemeinsamen Projekt im Jahr 2017 verfahren zwei Energieketten auf einem Verfahrweg von 218 m gegenläufig in einer gemeinsamen Rinne. Sie versorgen die beiden Krane, die das Bauxit anliefern und das produzierte Aluminiumoxid wieder abtransportieren. Hier werden u. a. auch Mittelspannungs-Motorleitungen der Serie „Cfcrane“ geführt sowie Lichtwellenleiter der Serie CFLG. „Dies ist ein echter Vorteil für uns“, bestätigt Fabian Wilhelm. „Früher mussten wir bei Ausfällen der Krane oder für Wartungszwecke immer zuerst mit einem Laptop zum Auslesen 40 Meter auf den Kran hochsteigen. Heute geht dies dank der LWL-Anbindung direkt vom Schreibtisch aus. Dies erleichtert uns enorm die Instandhaltungsarbeiten.“

Auch bei diesen beiden Anwendungen kamen in der Vergangenheit Motorleitungstrommeln zum Einsatz. Diese verursachten jedoch immer wieder Probleme, da hier Stillstandsmotoren betrieben werden mussten, die die Leitungen der Motorleitungstrommel immer auf Spannung hielten.

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„Hier sind in der Vergangenheit immer wieder die Anlasswiderstände an den Motoren verrostet und mussten ausgetauscht werden“, erinnert sich Fabian Wilhelm. „Dies bedeutete zehn Tage Stillstand. Und wir haben nur einen Entladekran, der die rund 50 Schiffe pro Jahr abfertigen kann. Daher wiegt ein Ausfall natürlich sehr schwer und muss unbedingt vermieden werden. Heute haben wir durch die Energiekettensysteme natürlich eine höhere Einsatzzeit und außerdem deutlich weniger Wartungsaufwand.“

Igus60519 Die Wartungen bei AOS übernehmen ebenfalls die Experten von Igus. „Wir checken einmal pro Jahr alle Ketten nach unserem Wartungshandbuch und führen Sichtkontrollen durch“, erklärt Markus Böhm. „Die erste Kette am Schleifenwagen ist nun seit über fünf Jahren im Einsatz. Hier haben wir bei der letzten Kontrolle keine nennenswerten Abnutzungserscheinungen feststellen können – trotz der sehr schweren Bedingungen unter dem Hallendach.“ Dies gilt auch für die anderen Systeme im Einsatz. Ergänzend dazu resümiert Fabian Wilhelm: „Weniger Wartungsaufwand, höhere Verfügbarkeit, die Möglichkeit alle verschiedenen Leitungen und Schläuche in einem System zu führen, die elektronische Zug-/Schubkraftüberwachung… alle diese Vorteile haben uns voll von Igus überzeugt. Ich würde immer wieder diese Energieketten nehmen.“