Fachartikel

8.11.2016
erschienen in GIESSEREI Heft 11|2016

Investition in die Zukunft - Neue Schmelzanlage der Gießerei Heunisch

Luftkühler auf dem Hallendach.

Auch in dem heutigen schwierigen wirtschaftlichen Umfeld wird bei der Gießerei Heunisch GmbH aus Bad Windsheim in die Zukunft geblickt. Das Industrieunternehmen investiert in einen neuen Mittelfrequenz-Ofen mit einer Schmelzleistung von 6 t/h.

VON DIETMAR ECKL, BAD WINDSHEIM, UND DIETMAR TRAUZEDDEL, SIMMERATH-LAMMERSDORF

Diese Entscheidung wurde vor dem Hintergrund der ständig steigenden Materialanforderungen seitens der Gussverbraucher getätigt. Neben dem Fahrzeugbau, in dem das Gewicht der Teile zur Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs eine große Rolle spielt, kommen in der Kältetechnik neue umweltverträgliche Kältemittel zum Einsatz, die wiederum höhere Drücke in den Verdichtern nach sich ziehen. U. a. dadurch bedingt nimmt der Anteil des Gusseisens mit Kugelgrafit und des höher legierten Gusseisens mit Lamellengrafit immer mehr zu. Nicht zuletzt spielte aber auch die Steigerung der Produktivität eine große Rolle. Nachdem der neue Ofen direkt an eine der drei Formanlagen angrenzt, verbessern sich die logistischen Verhältnisse, sodass sich die Investition auch positiv auf die Formanlagenleistung auswirken wird. Zur Umsetzung des Projekts entschied sich Heunisch als Partner für die Otto Junker GmbH aus Simmerath. Bei der Entscheidungsfindung spielte auch deren eigene Fertigungstiefe, sowie die Realisierung technischer Lösungen von verschiedenen Details eine ausschlaggebende Rolle. Die neue Mittelfrequenz-Schmelzanlage wurde exakt auf die konkreten Anforderungen der Gießerei Heunisch ausgerichtet. Dies betrifft insbesondere die Anforderungen hinsichtlich des Einsatzmaterials, die Durchführung der Analysenkorrektur in kurzer Zeit als auch die Einhaltung der Sicherheitsbedingungen und der Umweltauflagen. Da die Gießerei in direkter Nachbarschaft zum Kurgebiet liegt, waren insbesondere hohe Anforderungen hinsichtlich der Lärm- und Staubemissionen einzuhalten.

Anlage im Detail

Für das Schmelzen von Gusseisen mit Kugel- und Lamellengrafit kommt eine 6-t-Monomelt-Anlage mit einem IGBT-Umrichter mit einer Leistung von 4250 kW zum Einsatz. Zum Lieferumfang gehören insbesondere: Stromrichtertransformator, Wasserrückkühlanlage mit glykolfreiem Luft/Wasser-Kühler und Wasser/Wasser-Zusatzkühler, Chargierrinne, OCP-Tiegelüberwachungssystem, Schmelzprozessor „Junker Ofen Kontroll System“ (JOKS) und die Vollmontage der Anlage. Der IGBT-Umrichter ist mit der Multi-Frequenz-Technik ausgerüstet. Damit kann eine Umschaltung von 250 Hz auf 125 Hz erfolgen, um sowohl für das Schmelzen als auch für Legierungsarbeiten mit der jeweils optimalen Frequenz arbeiten zu können. Für das Schmelzen wird mit 250 Hz gearbeitet, während die niedrigere Frequenz und damit die stärkere Badbewegung für Legierungsarbeiten ideal ist. Die Aufgabenstellung sieht vor, dass eine erfolgreiche Analysenkorrektur in Bezug auf die Zugabe von bis zu 10 kg Aufkohlungsmittel und bis zu 15 kg FeSi 75 in einer Minute erreicht wird. Ohne das Umschalten auf 125 Hz würde dafür ein wesentlich längerer Zeitraum erforderlich sein. Bei der für das Schmelzen optimalen Frequenz von 250 Hz kann der gesamte Ofeninhalt von 6 t in 43 min erschmolzen und auf 1500 °C überhitzt werden. Da Einsatzmaterial mit einer maximalen Kantenlänge von 400 mm verwendet werden soll, der Ofen aber aus logistischen Gründen kein größeres Fassungsvermögen als 6 t haben durfte, musste die Geometrie des Ofens in Bezug auf den Ofendurchmesser angepasst werden. Der Ofendurchmesser wurde im Vergleich zu einem üblichen 6-t-Ofen vergrößert und im Ergebnis ist ein etwas gedrungener Ofen entstanden. Auch die Chargiereinrichtung wurde auf die Art und Größe des Einsatzmaterials und auf die Konstruktion der Absaughaube angepasst. Zu erwähnen ist noch, dass jeder Spulenkühlkreis mit einer Wasserdurchflusserfassung ausgerüstet wird und die Anbindung an das Alarmsystem des JOKS erfolgt. Besonderen Wert wurde auf eine gute Lärmdämmung des Ofens gelegt. Dazu gehören insbesondere: Dämpfungselemente hinter den Jochen, Abkopplung der Ofenplattform und ein spulennaher Lärmschutz. Bedingt durch die direkte Lage am Kurgebiet sind sehr niedrige Grenzwerte hinsichtlich der Lärmemission einzuhalten. Deshalb wurden auf dem Hallendach statt einer Luftkühlereinheit zwei installiert und die Anzahl der Ventilatoren fast verdoppelt (Bild 1). Die Ventilatoren können deshalb mit niedrigerer Drehzahl betrieben werden, wodurch ein Wert von kleiner 58  dB (A) in 10 m Entfernung gewährleistet wird. Um den Umweltgedanken und insbesondere die Wärmerückgewinnung in der Gießerei Heunisch GmbH auch weiterhin positiv voranzutreiben, wurde die Möglichkeit zur weiteren Wärmerückgewinnung von ca. 1 MW bei annähernd 60 °C Wassertemperatur im Kühlkreislauf der Ofenanlage bereits vorgesehen. Zu den Maßnahmen im Rahmen des Umweltschutzes zählt auch, dass seitens der Gießerei der Abluftkamin der Entstaubungsanlage mit einer kontinuierlichen Staubmessung und einem Schalldämpfer ausgerüstet wurde. Das installierte JOKS-System gewährleistet die zuverlässige und transparente Steuerung und Überwachung aller für den Schmelzbetrieb erforderlichen Funktionen und Verfahrensabläufe, sorgt für den Daten- und Informationsaustausch mit den übergeordneten Leitsystemen und für die Protokollierung der Chargendaten. Für die Fernwartung der Ofenanlage wurde das M-Guard-System mit VPN (Virtual Private Network)-Netztechnik installiert, ein geschlossenes System, das zurzeit die höchste Sicherheit in Bezug auf die Datenübertragung bietet. Dank der guten Zusammenarbeit zwischen den Mitarbeitern der Gießerei Heunisch und der Mannschaft von Otto Junker konnte der ambitionierte Terminplan für die Montage und Inbetriebnahme der kompletten Anlage eingehalten werden: Vier Wochen nach Montagebeginn konnte die Inbetriebnahme am 04.07.2016 beginnen. Nach Abschluss der Inbetriebnahme wurde die Anlage durch die Gießerei übernommen. Seit dieser Zeit ist die Anlage im ununterbrochenen Produktionseinsatz und hat nachgewiesen, dass die gestellten Anforderungen in vollem Umfang erfüllt werden. Heunisch ist stolz, dass im Ergebnis aller Maßnahmen nicht nur die Leistungsparameter, sondern auch die Umweltauflagen erfüllt wurden.

www.heunisch-guss.com
www.otto-junker.de