Modernisierung von Walzwerken lohnt sich
Warum Unternehmen erheblich von der Modernisierung der Antriebs-, Steuerungs- und Sicherheitstechnik ihrer Walzwerke profitieren
Walzwerke sind ein wichtiger Teil des Prozesses zur Herstellung von Gummi und oft jahrzehntelang im Einsatz. Um dauerhaft einen schonenden Ressourceneinsatz, eine hohe Wirtschaftlichkeit und Nachhaltigkeit sowie eine maximale Sicherheit für die Mitarbeiter zu gewährleisten, sollte die Technik dieser Anlagen auf dem aktuellen Stand sein. Mit der Modernisierung ihrer gebrauchten Maschinen schaffen Unternehmen daher die besten Voraussetzungen für einen langen und störungsfreien sowie sicheren Betrieb. So kann die Lebensdauer der Walzwerke um bis zu 40 Jahre steigen. Alle sicherheitstechnischen Anforderungen werden erfüllt und Energiekosten um bis zu 30 % gesenkt.
Je nach Anwendungsfall, Branche und Investitionsvolumen kommen verschiedene Walzwerke für die Herstellung von Gummimischungen infrage. Sie müssen eine störungsfreie Produktion und hohe Prozessqualität sicherstellen. Doch im Laufe der Zeit können viele Bauteile verschleißen oder sogar zu einem Ausfall des Walzwerkes führen. Darüber hinaus erfüllen ältere Maschinen meistens nicht mehr die aktuellen Anforderungen hinsichtlich Nachhaltigkeit und Energieeffizienz, was auf Dauer zu massiven wirtschaftlichen Nachteilen führen kann. Zudem gilt es, den Verbrauch von umweltschädlichen Betriebsstoffen zu reduzieren und einen möglichst ressourcenschonenden Betrieb zu gewährleisten. Auch Arbeitsschutz und sicherheitstechnische Anforderungen sind nicht zu vernachlässigen. Entsprechende Richtlinien, Normen und Vorschriften wie die Verordnung über Sicherheit und Gesundheitsschutz bei der Verwendung von Arbeitsmitteln (BetrSichV) sind unbedingt einzuhalten.
Um alle diese Aspekte zu berücksichtigen, sollten Unternehmen ihre bestehenden Maschinen auf den Prüfstand stellen und die Vorteile einer Modernisierung in Betracht ziehen. Ist diese zwar zunächst mit einem finanziellen Aufwand verbunden, bringt sie doch langfristig einen erheblichen Nutzen. Denn letztlich können Unternehmen nicht nur von umwelt- und sicherheitstechnischen, sondern auch von wirtschaftlichen Vorteilen profitieren.
Modernisierung verbessert Leistung und Sicherheit
Steht eine Modernisierung an, sind Spezialisten gefragt, welche die gebrauchten Maschinen mit neuester Antriebs-, Steuerungs- und Sicherheitstechnik ausstatten können. „Im Rahmen unseres Deguma Efficiency Konzeptes legen wir den Fokus auf den Ersatz des alten Antriebes durch einen neuen Antriebsstrang mit zwei effizienten Torquemotoren“, sagt Sebastian Bein, Vertriebsleiter bei Deguma. „Diese permanentmagneterregten Synchronmotoren vereinen die Vorteile von Drehstrommotoren und Hydromotoren und sorgen für eine deutliche Reduktion der Leistungsverluste.“
In direkter Verbindung zum Einsatz hochmoderner Torquemotoren steht die Erneuerung der Steuerungstechnik inklusive modernem Antriebsregler sowie zukunftsorientierter SPS-Steuerung als Sicherheitssteuerung. Auch muss die Sicherheitstechnik auf den neuesten Stand gebracht werden. Hauptaugenmerk liegt hier auf dem Einsatz eines zweistufigen, verschleißfreien Bremssystems in Verbindung mit einer hydraulischen Walzenspaltverstellung und automatischer Öffnung im Notfall. Die Sicherheitsfunktionen sind sogar bei Stromausfall oder Energieverlust gewährleistet.
Walzwerke produzieren flexibler und effizienter
Die von Deguma eingesetzten Torque-Motoren arbeiten äußerst effizient. Der Wirkungsgrad liegt bei bis zu 98 %. Leistungseinbrüche im niedrigen Drehzahlbereich oder beim Anfahren des Walzwerkes sind damit passé. Durch das hohe Drehmoment direkt ab Drehzahl 0 ist selbst dann ein Produktionsbetrieb möglich, wenn beispielsweise nach einem Produktionsstopp noch Material auf der Walze verbleibt. Dieses Material muss also nicht erst von der Walze entfernt werden, damit die Produktion wieder starten kann.
Durch den von Deguma entwickelten Antriebsstrang lässt sich zudem der Energieverbrauch senken, indem vorhandene Antriebsenergie zurückgespeist wird. Denn in speziellen Situationen sorgt die Elastizität des Gummis selbst für den Antrieb einer der beiden Walzen. Die dadurch entstehende Energie wird bei Deguma über einen Frequenzumrichter zurückgespeist und dann für den Motorbetrieb eingesetzt. Somit geht sie nicht in Form von Wärme verloren oder bleibt ungenutzt, sondern wird direkt wiederverwendet.
Die Modernisierung bringt aber auch beim Mischprozess klare Vorteile mit sich: Da beide Antriebe mithilfe des Frequenzumrichters unabhängig voneinander regelbar sind, lässt sich die Friktion stufenlos einstellen – und das sogar während des Mischvorgangs. Im Vergleich zum herkömmlichen Walzwerk mit fester Friktion kann das modernisierte Walzwerk somit optimal an die jeweiligen Anforderungen angepasst werden. Die entkoppelten Walzen sind damit sogar in der Lage, die Aufgabe von mehreren Walzwerken zu übernehmen und ermöglichen insgesamt eine deutlich flexiblere Produktion. Verkürzte Mischzeiten und die Steigerung der Produktqualität sind weitere positive Folgen.
Ein wichtiger Punkt bei der Modernisierung von Walzwerken ist auch der Einsatz geeigneter Walzen. So bieten peripher gebohrte Walzen ein weiteres Potenzial zur Effizienzsteigerung. Im Vergleich zu konventionellen Walzen mit einer zentralen Bohrung im Kern erfolgt die Kühlung der Walze über mehrere Kanäle nahe der Oberfläche und damit gleichmäßig. So lässt sich die Temperatur exakt einstellen und bleibt konstant. Durch moderne Antriebstechnik und den Einsatz von Wälzlagern ist im Vergleich zu konventionellen Antriebskonzepten nach Erfahrung von Deguma letztlich eine Energieeinsparung von bis zu 30 % möglich.
Maximaler Schutz der Mitarbeiter
Unternehmen sind dazu verpflichtet, die Verordnung über Sicherheit und Gesundheitsschutz bei der Verwendung von Arbeitsmitteln (BetrSichV) einzuhalten und damit regelmäßig eine Gefährdungsbeurteilung ihrer Walzwerke durchzuführen. Denn der Walzenspalt stellt ein hohes Sicherheitsrisiko für Mitarbeiter dar. Deguma verfügt über eine hohe Fachkompetenz im Bereich der Sicherheitsnachrüstung, ausgehend von der Mitarbeit im europäischen Normungsausschuss, in zahlreichen Ausschüssen der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV) und der Berufsgenossenschaft Rohstoffe und chemische Industrie (BG RCI) sowie jahrelanger Erfahrung.
Mit Deguma Efficiency bringen Unternehmen die Sicherheitseinrichtung ihrer Maschinen auf den geforderten Stand. Das Modernisierungskonzept beinhaltet ein zweistufiges verschleißfreies Bremssystem mit sehr kleinem Bremswinkel. Bei einem Not-Halt werden die Walzen zunächst elektrisch über den Frequenzumrichter abgebremst. Die mechanischen Bremsen kommen erst kurz vor dem Stillstand der Walzen zum Einsatz. Im normalen Betrieb bremst die Maschine immer elektrisch. Somit erfolgt der Bremsvorgang auch nahezu verschleißfrei.
Passiv auslösende Sicherheitsschaltstangen im vorderen und hinteren Bereich der Walze erhöhen zusätzlich den Schutz der Mitarbeiter. Damit wird der Gefahrenbereich optimal abgesichert. Deguma hat sein Sicherheitskonzept durch das Institut für Arbeitsschutz prüfen lassen und hält alle Bestimmungen der Norm DIN EN 1417:2015 ein, übertrifft sie zum Teil sogar deutlich. So beträgt der Bremswinkel weniger als 20°, gefordert sind weniger als 60° beziehungsweise künftig weniger als 45°.
Weniger Verschleiß und Wartungsaufwand
Die im Rahmen von Deguma Efficiency eingesetzten Planetengetriebe zeichnen sich durch einen geringen Wartungs- und Instandhaltungsaufwand aus. Herkömmliche Antriebe mit Stirnradgetrieben und anderen Komponenten sind deutlich verschleißanfälliger. Aufgrund der Bauform werden diese Antriebe meist auf den gegenüberliegenden Seiten einer Walze verbaut. Die große Krafteinwirkung auf den Maschinenrahmen beeinflusst die mechanische Stabilität der Maschine und führt zwangsläufig zu hohem Verschleiß einzelner Komponenten.
Die Antriebstechnik von Deguma Efficiency dagegen wird nur auf einer Seite montiert. Da sich die Drehmomente der beiden Antriebe abstützen, ist die einwirkende Kraft auf den Maschinenrahmen wesentlich niedriger. Darüber hinaus benötigen die eingesetzten Planetengetriebe im Vergleich zu herkömmlichen Standardgetrieben für den jährlichen Ölwechsel nur einen Bruchteil an Öl. Damit kann der Verbrauch von umweltschädlichen Betriebsstoffen um das Zehnfache reduziert werden, was sich deutlich auf die Betriebskosten auswirkt. Insgesamt sinkt der Wartungsaufwand für modernisierte Walzwerken um bis zu 80 %.
Energieeinsparungen von bis zu 30 %
Mit der Modernisierung von Walzwerken im Rahmen von Deguma Efficiency lassen sich Energieeinsparungen von bis zu 30 % erzielen. So können Unternehmen ihre Energieeffizienz im Sinne der ISO 50001 deutlich verbessern. Dabei ist eine Amortisierung der Modernisierungskosten bereits nach fünf Jahren möglich. Je nach Zustand der Maschine, individuellen Rahmenbedingungen und spezifischen Gegebenheiten vor Ort erarbeiten die Spezialisten von Deguma ein geeignetes Modernisierungskonzept, um so das Risiko eines Produktionsstillstandes zu minimieren und damit dauerhaft eine hohe Prozessqualität sowie einen maximalen Arbeitsschutz sicherzustellen. Dazu bringen sie ihre jahrelange Erfahrung, große Expertise und umfassende Fachkenntnis ein und finden gemeinsam mit dem Kunden die optimale Lösung. Erwägen Unternehmen anstatt der Modernisierung eine Neuanschaffung, können sie bei Deguma zwischen verschiedenen Maschinenvarianten wählen. Ob Einsteigermodell oder Premiumausführung – allen gemein ist die perfekte Verbindung von moderner Antriebstechnik und maximalem Arbeitsschutz.
Wie Deguma es geschafft hat, dass Walzwerke immer wartungsfreundlicher und nachhaltiger werden, lesen Sie in diesem Beitrag der K-ZEITUNG.
Im neuen kostenlosen Whitepaper von Deguma zum Thema „Was moderne Walzwerke können müssen“ finden Interessenten eine Liste mit Überlegungen, die der Anschaffung jedes Walzwerkes vorangehen sollten. Ergänzt wird dies mit einem Einblick in die verschiedenen Walzwerke von Deguma. gk
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