HAUPTMERKMALE VON BANDANLAGEN
Auch bei den Bandanlagen in der Stahlindustrie gelten die Faktoren Bandantrieb, Zugkraftregelung und präzise Bandführung bei gleichzeitiger Beachtung der kundenindividuellen Takt- und Speichervorgaben als grundlegende Ausgangsbasis für die präzise Verarbeitung des Bandes in Form von beispielsweise Glühen und Entfetten. Ohne eine taktgenaue Steuerung und das millimetergenaue Verfahren der Bänder bei gleichzeitiger Regelung der vorgegebenen Bandzüge würde der Prozessteil nicht den gewünschten Effekt auf die Bandqualität haben.
Die hpl-Gruppe mit Sitz in Nordwestdeutschland hat sich seit mehr als 40 Jahren in Zusammenarbeit mit namhaften Herstellern von Prozessteilen und OEMs auf die kundenspezifische Auslegung der Bandlauftechnik spezialisiert. Die Bandanlagen der hpl-Group bestechen durch konstruktive Besonderheiten, die speziell auf die individuellen Kundenanforderungen zugeschnitten sind und auch schwer zu handelnde Materialien, wie hochlegierte Stähle und Edelstähle effizient verarbeiten. Die hpl-Group bedient dabei eine große Palette an Materialspektren, wie Stahl, Edelstahl, Kupfer, Aluminium, beschichtete Metalle und Sonderwerkstoffe mit einer Bandbreite von 100 mm bis 1.750 mm und Banddicken von 0,035 mm bis 7 mm.
PRÄZISE VORARBEITEN
Speziell in der heutigen Zeit mit steigendem Automatisierungsgrad werden Neuanlagen zunehmend in den Produktionsfluss integriert bei einem oftmals sehr begrenzten zur Verfügung stehenden Bauraum. In einem ersten Schritt wird der Aufstellungs- bzw. Einbauort mithilfe modernster 3D-Lasertechnologie vermessen. Dabei wird bewusst jede noch so scheinbar unbedeutende Gegebenheit vor Ort aufgezeichnet und in die darauf aufbauenden Planungen und konstruktiven Entwicklungen mit einbezogen. Diese detailgetreuen und anspruchsvollen Vorarbeiten sind ein wesentlicher Bestandteil der Erstellung einer maßgeschneiderten Anlagenlösung. Nach Abschluss des auf einer Bedarfsanalyse basierenden Erstentwurfs geht das Projekt in die Fertigung und Montage über. Die hpl-Group ist in der Lage, das gesamte Projekt zu betreuen und kann bei Interesse auch darüber hinaus mit Wartungseinsätzen die Kundenbeziehung weiter ausbauen.
BANDANLAGEN DER HPL-GRUPPE
Ebenso wie für das Abspielen guter Musik, ist eine gleichmäßige Bandgeschwindigkeit auch für höchste Verarbeitungsqualitäten bei Bandstahl von essentieller Bedeutung. (Abb. 1). Etwaige Stillstände können bei kontinuierlich laufenden Bandanlagen zu einer hohen und kostspieligen Ausschussrate führen. Neben den genannten Voraussetzungen für einen optimalen Bandlauf haben sich auch die Anforderungen an die Technik des Bandlaufs stark verändert. Auch wenn es der Wunsch des Betreibers oder des Anlagenlieferanten wäre, die Anlagen auf wenige Bandqualitäten und -güten zu begrenzen, stehen Bandstahlverarbeiter weltweit vor der Herausforderung, ihre Anlage effizient für ein großes Materialspektrum zu nutzen.
Bei heutiger Betrachtung der Bandlaufanforderungen scheint sich das das Motto „höher, schneller, weiter“ in Richtung „dünner, schneller, breiter“ entwickelt zu haben, wobei ganz klar der schonenden Behandlung der Bandoberflächen und -kanten die größte Priorität zugeordnet wird. Die kontinuierlich steigenden Zug- und Geschwindigkeitsverhältnisse, verursacht durch eine anwachsende Spreizung der maximalen und minimalen Bandbreite und/oder -dicke sowie der spezifischen Züge stellt die bandführenden Antriebseinheiten vor immer größere Herausforderungen. Die in Bandanlagen eingesetzten Antriebs- und Getriebekombinationen mit integrierten Zugmessungen werden so ausgelegt, dass die Anlagen bei einem geringen Energieverbrauch bedarfsgerecht genutzt werden können (Abb. Mehrstreifenbetrieb).
Energieeffizienz und Nachhaltigkeit der Antriebstechnik haben für bandverarbeitende Kunden einen hohen Stellenwert. Die Hauptmotoren im Ab- und Aufwickelbereich ermöglichen eine optimale Ausnutzung der Leistungsaufnahme bei einem 24h Konti-Betrieb. Bei temporär höheren Geschwindigkeiten, wie z. B. während der Coilwechsel- oder Aufholzyklen, werden die Motoren im kontrollierten Überlastbereich betrieben. Eine Wärmerückgewinnung aus den großen Antriebspaketen kann im Sinne der Nachhaltigkeit heute beispielsweise für die Temperaturregelung der Betriebsstätte genutzt werden.
Die pneumatischen Aktoren und die Verbrauchsstellen sämtlicher Baugruppen werden konstruktiv so in das Anlagenlayout integriert, dass die Drucklufterzeugung auf ein Minimum reduziert wird. Auch die Hydraulik, die aufgrund der Coilgewichte bis 35 Tonnen und Band-Eigenkräfte in ca. 90% aller Bandanlagen erforderlich ist (Abb. 3), wird hinsichtlich des hohen Bedarfs an Energie, z.B. mit frequenzgeregelten Motoren an Pumpen optimiert. Neben dieser Anforderung der Ressourcenplanung und -einsparung steht selbstverständlich immer die Anlagenperformance im Fokus. Die Bandanlagen, die sich inkl. dem Verfahrensteil, über 100m weit in der Halle erstrecken können, werden von möglichst wenigen Anlagenbedienern überwacht.
Während des ‘normalen Betriebs’ außerhalb der Coilwechselzeiten sind die Tätigkeiten an der Anlage vom Bediener zeitlich darstellbar. Für die im Ab- oder Aufwickelbereich ablaufenden Coil- oder Hülsenwechsel sowie teilweise für den Papiereinzug in den Bandzwischenlagen erfordert die reibungslose Bedienung einen hohen Automatisierungsgrad, da die Umrüstzeiten durch die endliche Bandspeicherkapazität begrenzt sind. Dafür werden u.a. die Coildurchmesser im Bereich der Bundhubwagen sensorisch erfasst und positionell berechnet, so dass eine automatisierte Coil-Zuführung auf bzw. -Abnahme von den Haspeldornen jederzeit unkompliziert abläuft. Für die Bandüberleitung bis vor die mittels Stanzen oder Schweißen ausgeführte Bandverbindungseinheit werden beispielsweise die Leittische und Bandvortreibeinheiten über eine Schrittkettenprogrammierung zu- und abgestellt, so dass sich die Anlagenbediener synchron um weitere Handhabungsschritte kümmern können. Hierzu können von der hpl-Group Taktzeituntersuchungen erstellt werden.
Aufgrund der breit gefächerten Band- und Anlagenparameter sind viele Bandanlagen mit sicherheits- und qualitätsrelevantem Zubehör ausgestattet. Zu diesen Zusatzausstattungen gehören automatische Schnittspalteinstellungen an den Scheren, Luftleittische für sehr dünne Folien mit einer Dicke von z. B. 35 µm, Bandzentrierungen zur Ausrichtung der Bandlage, Banderkennungssysteme mit Brems- und Steuereinheiten oder Anwickelhilfen. Neben dem Standard-Portfolio an Baugruppen liegt der Fokus auf kundenspezifische Neuentwicklungen. Sonderkonzepte werden beispielsweise aktuell für Bestandshallen entworfen, in denen keine Änderungen am Fundament vorgenommen werden sollen. Dabei hat sich aus der Kundenanforderung resultierend eine Lösung entwickelt, bei der die klassischen Bundhubwagen entfallen. Ihre Funktion wird stattdessen auf die mit einer Hubeinheit ausgestatteten Ab- und Aufwickelhaspel übertragen. Ein weiterer Vorteil war, dass auch die gesamte Bandüberleitung oberhalb des Haspels nicht mehr länger benötigt wurde und das Band folglich auf einer ergonomischen Passlinie laufen konnte.
Diese vom Engineering-Team umgesetzten kreativen und konstruktiven Ideen können im Anlagenbetrieb auch digital observiert werden. Die Bandanlagen sind mit Standard-Prüfsystemen für die Band- und Wickelqualität ausgestattet, sowie mit Messwerterfassungssystemen, die alle eingebauten Sensoren, beispielsweise für Drehzahl, Temperatur, Zug-/Längenmessung und Vibrationen, zusammenfassen und per Remote an einen Computer übertragen. Eine solche Erfassung und Analyse wichtiger Daten schafft Transparenz und ermöglicht einen konstanten Austausch mit den Kunden und den Partnern für die Steuerungstechnik, um die Ergebnisse in kontinuierliche Verbesserungsprozesse und Weiterentwicklungen einfließen zu lassen.
SICHERHEIT UND STEUERUNG
Die kundenspezifischen, schlüsselfertigen Anlagenlösungen der hpl-Group erfüllen die marktrelevanten Forderungen nach steigender Leistungsfähigkeit der Prozessteile und erhöhter Anlagensicherheit. Hier verfügt die hpl-Group über ein umfangreiches Know-how in der Entwicklung anspruchsvoller Sicherheitskonzepte, auf deren Basis die Sicherheit des Bedieners sowie die Produktion qualitativ hochwertiger Bänder gewährleistet sind. Die Anlagensicherheit wird durch eine Risikobewertung, eine Performance-Level-Berechnung sowie die mechanische und steuerungstechnische Einbindung gewährleistet. Basierend auf diesen wichtigen theoretischen Vorarbeiten werden modernste Schutzeinrichtungen mit integrierten Toren und Lichtgittern so aufeinander abgestimmt, dass der Konti-Prozess der Bandanlage während des Coilwechsels im Ab- und Aufwickelbereich nicht unterbrochen wird.
Gefährliche Stolperfallen werden von vornherein durch automatisch einziehbare Kippsicherungen am Unterflur-Bundhubwagen sowie bodengleiche, begehbare Grubenabdeckungen ausgeschlossen. Bei Bedarf ist somit ein sicherer Zugang zum Anlagenbereich gewährleistet. Bandüberleitungen werden konstruktiv so ausgelegt, dass ein manueller Eingriff durch den Bediener nicht erforderlich sind. Dank umfangreicher Visualisierungen der Soll- und Istwerte der wichtigsten Anlagenparameter, wie Geschwindigkeit und Bandzüge, hat der Bediener jederzeit einen umfassenden Überblick über die Prozessparameter und kann mittels integrierter Sicherheitsabschaltungen im Bedarfsfall per Knopfdruck eingreifen.
Wartungsarbeiten können einfach und schnell vom Bediener oder vom hpl-Serviceteam mithilfe leicht zugänglicher Wartungsstellen durchgeführt werden. Bei sämtlichen Serviceaktivitäten wird der Fokus stets darauf gelegt, dass die anderen Anlagen in der Halle durchgehend und ungehindert weiter produzieren können. Kostspielige Produktionsunterbrechungen sind somit von vornherein ausgeschlossen.
FAZIT
Das Funktionsprinzip bei der Bandbearbeitung ähnelt dem von Tonbandkassetten und zeigt, dass nur mit einem durchdachten und präzisen Bandlauf die besten Resonanzen zur Freude des Nutzers erzielt werden können. Während die Tonbandkassetten jedoch mittlerweile durch digitale Medien überholt wurden, wird das Stahlband auch zukünftig weiterlaufen. Aber auch hier werden neue Tendenzen den immer schneller werdenden Markt erreichen und in die Anlagenkonzepte integriert werden. Zukunftsweisende Prozesse, wie fliegende Bandwechsel oder die Verarbeitung zukunftsweisender Materialien, wie Aluminium und Magnesium, werden dabei eine immer wichtigere Rolle spielen.
Kundenindividuelle Vorstellungen sind stets abweichend, aber mit intensiver Konstruktionsarbeit kann der Wunsch nach leistungsstärkeren, qualitativ immer hochwertigeren Bandverarbeitungsprozessen erfüllt werden. Die hpl-Gruppe stellt sich diesen Anforderungen mit einem alles umfassenden Gesamtkonzept, das sie schon seit Jahren nicht mehr nur als „bloßer“ Bandlaufexperte ausweist, sondern als tonangebender Partner, der mit dem Fokus auf innovative Ideen und eigenem Know-How jedes Band zum Laufen bringt.
