Kn├╝ppelstrahlanlage

In Leistung und Dimension optimal angepasste Durchlauf-Strahlanlage

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Kn├╝ppel mit konstanter Durchlaufgeschwindigkeit von 90 Metern pro Minute strahlend entzundern.

Kn├╝ppel, ein in Stranggie├čanlagen gegossenes oder warmgewalztes Vierkantmaterial, durchl├Ąuft im Fertigungsprozess eine Oberfl├Ąchenpr├╝fung, die eine G├╝te von mindestens SA 2 voraussetzt. F├╝r die Saarstahl AG, die eine bestehende Anlage in der zentralen Halbzeugvorbereitung ersetzte, entwickelte R├Âsler das an vorgegebene Einbauma├če angepasste, wartungsfreundliche Strahlsystem RKL 8-55/180. Ausgestattet mit acht Long Life Hochleistungsstrahlturbinen und zwei Strahlmittelkreisl├Ąufen wird eine Entzunderungsgeschwindigkeit von 90 Metern pro Minute erreicht.

Die Saarstahl AG z├Ąhlt mit ihren Produktionsstandorten Neunkirchen, Burbach und V├Âlklingen sowie der Roheisengesellschaft Saar mbH zu den weltweit bedeutendsten Herstellern von Langprodukten. Das Portfolio umfasst Walzdraht, Stabstahl und Halbzeuge in verschiedenen Qualit├Ąten sowie Freiformschmiedest├╝cke. Diese Erzeugnisse stellen in der Automobilindustrie und bei deren Zulieferern, der Bauindustrie, dem Energie- und allgemeinen Maschinenbau, der Luft- und Raumfahrt sowie anderen stahlverarbeitenden Branchen wichtige Vorprodukte dar. Den hohen G├╝testandard der St├Ąhle gew├Ąhrleistet Saarstahl unter anderem durch verschiedene Pr├╝fverfahren.

Hohe Anforderungen an Leistung und technisches Konzept
Kn├╝ppel werden zur Qualit├Ątssicherung einer Oberfl├Ąchenpr├╝fung unterzogen. Diese erfordert eine zunder- und rostfreie Oberfl├Ąche entsprechend dem Reinheitsgrad SA 2, wobei der Ausgangszustand bei Rostgrad B liegt. Die Reinigung erfolgt durch Strahlen. Um diesen Fertigungsschritt technisch und leistungsm├Ą├čig auf den neuesten Stand zu bringen, modernisierte Saarstahl in Neunkirchen seine Strahlanlage f├╝r Vierkantkn├╝ppel mit einer Kantenl├Ąnge von max.  180 x 180 mm. Wesentliche Herausforderungen stellten die gew├╝nschte Durchsatzleistung, die Anpassung der Anlage an die bestehende Aufstellfl├Ąche mit maximal 8.000 mm H├Âhe und 8.400 mm Metern L├Ąnge, sowie eine kurze Realisationszeit dar. Mit diesem Anforderungsprofil wandten sich die Projektverantwortlichen bei Saarstahl an die R├Âsler Oberfl├Ąchentechnik GmbH.
Die Untermerzbacher entwickelten mit der RKL 8-55/180 ein kompaktes Anlagenkonzept, bei dem trotz der auf 90 m/min signifikant gestiegenen Durchsatzleistung nur geringf├╝gige Ver├Ąnderungen am Fundament erforderlich waren. Gleichzeitig ├╝berzeugte die Strahll├Âsung mit verschiedenen technischen Raffinessen, die neben dem geforderten Reinigungsergebnis hohe Prozesssicherheit, Verf├╝gbarkeit und Wartungsfreundlichkeit sowie guten Verschlei├čschutz gew├Ąhrleisten.

Strahlmitteldurchsatz von rund 5 Tonnen pro Minute
Die RKL 8-55/180 ist mit acht R├Âsler Long Life Strahlturbinen Y-520 designed by Rutten mit jeweils 55 kW Antriebsleistung ausgestattet. Mit einem Strahlmitteldurchsatz von rund f├╝nf Tonnen pro Minute gew├Ąhrleisten sie, dass die max. 180 x 180 mm ÔÇ×dickenÔÇť Kn├╝ppel im 20-Sekunden-Takt in der Strahlanlage entzundert werden. Der Antrieb der Turbinen erfolgt indirekt ├╝ber Keilriemen. Eine spezielle Spannkonsole sorgt daf├╝r, dass jeder der jeweils sechs Keilriemen die gleiche Spannung aufweist.
Eingesetzt werden die Hochleistungsturbinen bei Saarstahl mit Gamma-Y-Wurfschaufeln, die ├╝ber zwei Arbeitsfl├Ąchen verf├╝gen. In Verbindung mit der Fertigung aus einer hochfesten Legierung bieten die Gamma-Turbinen eine acht- bis 16-fache h├Âhere Standzeit im Vergleich zu ihren herk├Âmmlichen Pendants. Die halbgekr├╝mmten Wurfschaufeln erm├Âglichen au├čerdem eine sehr fl├╝ssige Bewegung des Strahlmittels. Im Zusammenspiel mit der optimierten Strahlmittelzuf├╝hrung resultiert daraus eine rund zehn Prozent h├Âhere Abwurfgeschwindigkeit bei gleicher Drehzahl und ann├Ąhernd identischem Turbinendurchmesser.

Bis ins kleinste Detail durchdachte Konstruktion
Die Hochleistungsturbinen sind an der 5.920 x 1.800 x 2.485 mm (L x B x H) gro├čen Strahlkammer ringf├Ârmig angeordnet. Durch eine 3D-Simulation des Strahlprozesses wurde sichergestellt, dass die ausgef├╝hrte Turbinenanordnung mit ihren Strahlbildern und dem Ricochet-Effekt sich gegenseitig nicht negativ beeinflussen. Nur so kann eine gleichm├Ą├čige Beaufschlagung des Strahlmittels und ein optimaler Entzunderungswinkel auf der Kn├╝ppeloberfl├Ąche garantiert werden.

F├╝r den Transport der Kn├╝ppel sind f├╝nf Antriebsrollen in die Strahlkammer integriert. Bei deren Platzierung wurde darauf geachtet, dass sie dem Strahlmittelstrahl nicht direkt ausgesetzt sind, was die Standzeit erheblich verl├Ąngert. Einen optimalen Verschlei├čschutz weist auch die aus Manganstahl konstruierte Strahlkammer auf. An besonders exponierten Bereichen verf├╝gt sie ├╝ber zus├Ątzliche, leicht auswechselbare Prallplatten aus hochverschlei├čfestem Manganstahl. Im Ein- und Auslaufbereich  innerhalb der Strahlkammer befinden sich lamellenf├Ârmige Spritzschutzk├Ąsten aus Manganhartstahl, in denen das Strahlmittel gestoppt wird. Zus├Ątzliche Spritzschutzaustrittstk├Ąsten mit Frischluftzuf├╝hrung und von oben und seitlich einschiebbaren Gummilamellenvorh├Ąngen finden sich auch auf der Ein- und Auslaufseite vor der Strahlkammer. Sie verhindern, dass Strahlmittel in die Fertigungsumgebung gelangt.

R├Ąumlich notwendig, wartungstechnisch sinnvoll ÔÇô zwei Strahlmittelkreisl├Ąufe
Das zur Entzunderung der Kn├╝ppel abgeworfene Strahlmittel wird im Strahlgeh├Ąuse nach unten zu einer L├Ąngsf├Ârderschnecke geleitet, die es gleichm├Ą├čig auf zwei Querf├Ârderschnecken verteilt. Diese transportieren es zu den Becherwerken, die das verunreinigte Strahlmittel nach oben bef├Ârdern, durch Fliehkraft den Auswurfk├Ąsten ├╝bergeben und ├╝ber Schnecken zum Sichter transportieren. Dort schleusen Siebtrommeln grobe Verunreinigungen wie beispielsweise Brennbart aus und verteilen das Strahlmittel ├╝ber die gesamte Sichterbreite. Durch die anschlie├čende Windsichtung werden Verunreinigungen, Staub und zerschlagenes Strahlmittel entfernt. Das gereinigte Strahlmittel gelangt dann in ein Silo, das sich ├╝ber den Turbinen befindet.
Die Konzeption mit zwei Strahlmittelkreisl├Ąufen resultiert einerseits aus der r├Ąumlichen Situation, andererseits erleichtert sie die Wartung der Anlage. Denn bei nur einem Strahlmittelkreislauf w├Ąren gr├Â├čer dimensionierte Komponenten erforderlich gewesen. F├╝r einen schnellen und einfachen Wechsel der geh├Ąrteten Transportrollen, wird die gesamte Transportrolleneinheit ├╝ber eine spezielle Demontagevorrichtung mit Schlitten seitlich aus der Strahlkammer herausgezogen. Gro├č dimensionierte Inspektionst├╝ren sowie in die Strahlkammer integrierte Hebezeuge leisten ebenfalls einen Beitrag zur hohen Wartungsfreundlichkeit der RKL 8-55/180.

In 10 Tagen montiert und in Betrieb genommen
Punkten konnte R├Âsler auch durch den kompletten Aufbau und Probel├Ąufe im Werk in Untermerzbach vor der Auslieferung. Saarstahl nutzte dies zu einer Sichtpr├╝fung des neuen Strahlsystems. Gleichzeitig war dies der ÔÇ×StartknopfÔÇť f├╝r den Abbau der bestehenden Strahlanlage. Der Aufbau und die Inbetriebnahme der RKL 8-55/180 erfolgte innerhalb von zehn Tagen w├Ąhrend des Weihnachtsstillstands 2011. Die gesamte Realisationszeit f├╝r dieses Projekt betrug rund neun Monate.