KERAMISCHE ZEITSCHRIFT - September 2021
90% Kostenreduzierung durch „kinderleichtes“ Wechseln
Stark abrasive Rohstoffe führen bei der Herstellung feuerfester Erzeugnisse zu einem hohen Verschleiß an Mischflügeln und Werkzeughalter.
Das Mischwerkzeug Tunemixx für vertikale Intensivmischer ermöglicht einen Verschleißteilewechsel in kurzer Zeit bei minimalen Produktionsausfallkosten und mehrfacher Standzeitverlängerung.
Dörentrup Feuerfestprodukte produziert seit über 100 Jahren feuerfeste Erzeugnisse für die Gießerei-Industrie. Das Angebot umfasst feuerfeste Auskleidungen für Induktionstiegelöfen, Rinnen-/ Kupolöfen,
Warmhalte-/ Vergießöfen oder Vorherde zur Verarbeitung von Eisen, Stahl, Schwer- und Leichtmetall. Für die Herstellung der feuerfesten Massen setzt das Unternehmen einen schrägstehenden Intensivmischer
mit einem konventionellen Wirblerwerkzeug ein. Stark abrasive Rohstoffe im Versatz, wie beispielsweise Korund oder Zirkonoxid, führen zu einem hohen Verschleiß an Mischflügeln und Werkzeughalter. Diese produktberührten Teile sind daher entsprechend häufig zu erneuern und verursachen teure Produktionsstillstände. Mit der Umstellung auf das Mischwerkzeugsystem Tunemixx TM320 von Krauskopf Maschinentechnik ließen sich die Stillstandszeiten der Anlage beinahe vollständig reduzieren und die Standzeiten der Verschleißteile um ein Vielfaches erhöhen. Das System wurde im Sommer 2017 montiert und erfolgreich in Betrieb genommen.
Wenden, umpositionieren, wechseln in kurzer Zeit
Anders als bei konventionellen Wirblern, die komplett zerlegt werden müssen um die Werkzeuge wechseln zu können, übernimmt beim Tunemixx das im Zentrum des Mischwerkzeughalters liegende Schnellwechselsystem die Fixierung der Mischflügel in radialer Richtung. Dessen mechanisch-hydraulische Betätigung öffnet und schließt die Verriegelung und erlaubt so ein einfaches Wenden, Umpositionieren oder Wechseln. Der Verschleiß am Mischwerkzeug ist aufgrund der hohen Materiallast im unteren Drittel am Größten. Durch das Wenden und Umpositionieren von unten nach oben wird eine gleichmäßige Abnutzung der Mischflügel erreicht, die eine Verschleißteil-Einsparung von bis zu 40 % pro Jahr ermöglicht. Der dadurch erzielte, fast gleichbleibende Durchmesser des Wirblers wirkt dem umgekehrten „Tannenbaum-Profil“ entgegen und sorgt so für einen gleichmäßigen spezifischen Energieeintrag im Versatz. Dieser ist für eine konstante Mischgüte entscheidend.
Variabler Verschleißschutz
Die erste Auslegung des Verschleißschutzes der produktberührten Teile für die Aufbereitung der extrem abrasiven Feuerfestmassen umfasste das Hartmetall und die Aluminiumoxid-Plättchen an den Flügeln sowie das Aluminiumoxid am Verschleißschutzmantel. Da dies noch nicht den Erwartungen von Dörentrup entsprach, wurde der Verschleißschutzmantel dreifach mit SiC beschichtet. Diese Lösung traf trotz der hohen Anschaffungskosten auf Zustimmung des Kunden und die Bauteile sind seit 2018 im Einsatz. Für die Anforderungen des Kunden an den Verschleiß entwickelte Krauskopf Maschinentechnik auch den Verschleißschutz der Mischflügel weiter. Bei konventionellen, einseitig verwendbaren Mischflügeln erreichte Dörentrup zuvor eine Standzeit von drei Monaten. Danach mussten die Bauteile vollständig ausgetauscht werden, da sich der Umbau nur im Gesamten, nicht aber für nur einzelne Flügel lohnte. Dies setzte immer eine Anschaffung und Bevorratung aller Mischflügel voraus. Der Verschleißschutz der Mischflügel konnte durch eine Kombination aus einer Vollhartmetallhülse an der stark belasteten Stirnseite, Hartmetall-Formstücken an der Längsseite und einer flächigen Siliziumkarbid-Beklebung optimiert werden. In Verbindung mit der Option des Wendens und Umpositionierens der Mischflügel ließen sich damit die Standzeiten verdoppeln. Nun müssen die Mischflügel nicht mehr komplett ausgetauscht werden, sondern lassen sich ressourcenschonend und lagereffizient nach individuellem Verschleißfortschritt wechseln. Das Entfallen von aufwendigen Wartungsplanungen sowie zeit- und personalintensiven Revisionsstillständen für den Austausch der Mischflügel erweist sich als bedeutsamer Vorteil für Dörentrup. Auch die Variations- und Kombinationsmöglichkeiten im Hinblick auf die Ausführung der Mischflügel bieten dem Hersteller mehr Flexibilität: Das Profil, der Querschnitt, die Länge und der Verschleißwerkstoff lassen sich auf das Mischgut anpassen und mit dem Schnellwechselsystem testen.
Verfahrenstechnische Aspekte
Nicht unerheblich ist auch die Einflussnahme auf verfahrenstechnische Parameter durch die Aufbereitung mit dem neuen Mischwerkzeugsystem. So sind die Mischgutqualität sowie die Mischgüte, die Steigerung der Durchsatzleistung und die Reduzierung der Temperatureinbringung für viele Anlagenbetreiber ein Grund, in ein Mischwerkzeug der neusten Generation zu investieren. Seit der Markteinführung sind mittlerweile bereits mehr als 40 Einheiten im Einsatz, nicht nur in der Feuerfestindustrie, sondern auch in der Gießerei-Formsandaufbereitung, im Glassektor, in der Baustoff- und Karbonindustrie sowie der Metallurgie.
Fazit
Durch den Einsatz des neuen Mischsystems wurde beim Austausch der Mischflügel die Stillstandzeit der Anlage von 2,5 h und 7,5 Mannstunden, auf 25 min und eine Mannstunde reduziert. Dies bedeutet eine Verkürzung der Produktionsausfallzeiten auf 20 % und demzufolge einen Deckungsbeitragserlös von 80 %, sowie nahezu 90 % Kosteneinsparung beim Montagepersonal. Ein weiterer, wesentlicher Nutzen gegenüber herkömmlichen Mischwerkzeugen ist der achssymmetrische Aufbau der Mischflügelgeometrie. Dieser ermöglicht eine doppelseitige Verwendung (um 180° wendbar) und damit nahezu eine Halbierung der Verschleißkosten.
