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antriebstechnik 9/2015

antriebstechnik 9/2015

HEAVY DUTY I SPECIAL

HEAVY DUTY I SPECIAL Schon mehrfach amortisiert Schwerlast-Sicherheitskupplung optimiert Fahrwerksantrieb im Stahlwerk Christopher Monka Die Technik in Stahlwerken ist oft massiven Kräften und Umweltbedingungen ausgesetzt. Ein Ausfall ist daher, gerade bei alten Anlagen, keine Seltenheit. Das lässt sich verhindern. Z. B. können neue Kupplungen den Stand der Technik herstellen − und für Ausfallsicherheit sorgen. A ktuell werden in Deutschland rund 43 Mio. t Rohstahl jährlich produziert. Dies entspricht etwa 25 % der EU-Gesamtleistung von rund 174 Mio. t und knapp 5 % im Vergleich zur Ausbringungsmenge der Volksrepublik China mit über 810 Mio. t. Um sich dennoch erfolgreich am Weltmarkt behaupten zu können sind neben der Entwicklung und Produktion hochqualitativer Spezialstähle auch betriebsinterne Optimierungen erforderlich. Nicht selten sind Maschinen und Anlagen eines Stahlwerks seit mehreren Dekaden im Betrieb. Ein hervorragender Ansatz ist daher die Ausrichtung einzelner Maschinen- und Anlagenkomponenten an den gegenwärtigen Stand der Technik. Dabei müssen es nicht immer die großen Einzelprojekte sein. Die Vielzahl Christopher Monka ist Gebietsverkaufsleiter bei der R+W Antriebselemente GmbH in Klingenberg kleiner, oft unbedeutend erscheinender Verbesserungen im alltäglichen Betriebsablauf, bietet hier enormes Einsparpotenzial. Besondere Bedingungen Ein Beispiel: Ein führender Stahlproduzent konnte seine Betriebskosten am Stahlentnahmewagen um einige 10 000 EUR in den vergangenen fünf Jahren senken. Der Wagen ist ein schienengebundenes Fahrzeug, welches eine Pfanne unter den Konverter fährt, die dort mit flüssigem Rohstahl befüllt wird. Im Anschluss daran fährt dieser die Pfanne mit dem Rohstahl zur SME (Sekundärmetallurgischen Einrichtung, auch: Pfannenmetallurgie). Dort wird der Stahl mit Hilfe eines Krans z. B. in die Vakuum anlage gegossen. Der Stahlentnahmewagen hat ein Eigengewicht von 340 t. Eine befüllte Pfanne wiegt rund 385 t. Das Gesamtgewicht von rund 725 t wird angetrieben von acht Schleifringläufermotoren mit einer Einzelleistung von jeweils 30 KW. Jeder dieser Motoren wird über eine einfache Bolzenkupplung mit einem Stirnradgetriebe verbunden. Nach einer Untersetzung von i=36,8 erzeugt das Getriebe an seiner Abtriebswelle ein Nenndrehmoment von rund 14,85 kNm. Die Abtriebswelle wird erneut über eine Bolzenkupplung mit einer gelagerten Welle verbunden, an deren Ende sich ein Ritzel befindet. Dieses Ritzel wiederum greift in den Außenzahnkranz des Radsatzes, der das Fahrzeug über die Gleise bewegt. Bei einem 24/7-Einsatz, bei dem die Pfanne täglich bis zu 30 mal befüllt wird, wird schnell deutlich welchen Stellenwert dieses Betriebsmittel für den Gesamtprozess hat und was ein Ausfall des Wagens bedeutet. Ausfall-Ursachen Durch Getriebeabrisse kam es in der Vergangenheit jedoch immer wieder zu Ausfällen des Wagens. Dies hatte zur Folge, dass der Wagen mit beträchtlichem Aufwand aus dem laufenden Produktionsprozess herausgehoben werden musste. Dabei gestaltete sich dies als besonders schwierig, wenn die Pfanne zusätzlich mit dem über 1 000 °C heißen Rohstahl befüllt war. Dieser musste nach seiner Erstarrung zudem noch aufwendig aus der Pfanne herausgelöst werden. Die Folge waren enorme Kosten, bestehend aus der Beschaffung eines neuen Getriebes und des damit verbundenen Austausches sowie der Instandsetzung der Stahlpfanne. Von den Kosten des allgemeinen Produktionsausfalls ganz zu schweigen. 76 antriebstechnik 9/2015

SCHUTZ! Für die Getriebeausfälle gab es verschiedene Gründe, die ursächlich aber immer identisch waren: zu hohe Belastung durch zu hoch anliegende Drehmomente. Diese resultierten zum einen durch Blockaden auf dem Schienenweg. Unachtsam bediente Fremdfahrzeuge, falsch abgestelltes Material oder einfach nur stark verschmutze Wege sind nämlich in den riesigen, nur spärlich beleuchteten Hallen trotz höchster Sicherheitsvorkehrungen keine Seltenheit. Eine weitere Ursache ist Schlacke und Schmutz auf der Verzahnung. Prozesssicherheit erhöhen An dieser Stelle konnte der Klingenberger Kupplungsspezialist R+W Antriebselemente helfen. Der offensichtlichste Lösungsansatz war die Integration einer Überlastbzw. Sicherheitskupplung. Diese hat zur Aufgabe, das im Antriebsstrang anliegende Drehmoment bei einem definierten Wert mechanisch kontrolliert abzuschalten. Die großen Herausforderungen waren hierbei jedoch: ■ der extrem beengte Einbauraum im Verhältnis zur Leistungsdichte der Kupplung ■ die extremen Umweltbedingungen ■ das schwer definierbare Abschaltmoment ■ die einfache Bedienung bzw. schnelle Wiederverfügbarkeit im Schadensfall Für den beengten Einbauraum entwickelte R+W daher eine Sondervariante der seit Jahren bewährten Torqset ST4 Schwerlast-Sicherheitskupplung. Diese ersetzte die zwischen Getriebe und Antriebsritzelwelle befindliche Bolzenkupplung. Die ST4 hat nicht nur die Funktion der Überlastsicherung sondern übernimmt auch 01 Der Stahl - entnahmewagen hat ein Eigengewicht von 340 t 02 So sieht ein Getriebe nach einer Dienstzeit von etwa 6 Monaten aus 03 Für den beengten Einbauraum wurde eine Sondervariante der Torqset ST4 Schwerlast- Sicherheitskupplung entwickelt 01 FRIZLEN Leistungswiderstände sorgen im Verbund mit leistungselektronischen Geräten für Schutz und Dynamik. Fault-Ride-Through-Widerstände mit hoher Leistungsdichte Filterwiderstände Kompakte Bremswiderstände in Pitchantrieben 02 03 FRIZLEN Leistungswiderstände Belastbar Zuverlässig Made in Germany Tel. +49 7144 8100-0 www.frizlen.com

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