1910 als Messinggießerei gegründet, ist Otto Fuchs heute ein Unternehmen der NE-Metallindustrie. Am Standort Meinerzhagen entstand 2019 eine Gießereierweiterung. Mit der neuen Anlage stellt der Metallverarbeiter Stangen im Durchmesser von 40 bis 82mm und einer Länge von bis zu 7m in zwei verschiedenen Aluminiumlegierungen her – ausschließlich für die interne Weiterverarbeitung.
Neue Herausforderungen
Eine Besonderheit der Erweiterung liegt im Einsatz eines neuen Gießverfahrens: dem Horizontalstrangguss. Der Vorteil des Verfahrens liegt darin, dass auch kleinere Durchmesserbereiche wirtschaftlich gegossen werden können. Im Horizontalstrangguss spielen Kühltechnik und Wasserqualität eine essenzielle Rolle, weshalb Otto Fuchs auf eine maßgeschneiderte Anlagenlösung von Technotrans Solutions setzt.
Betriebssicherheit vorausgesetzt
Die Anforderungen an die neue Kühlanlage waren hoch: maximale Prozess- und Betriebssicherheit zu jeder Zeit, hohe Regel- und Prozessgenauigkeit, größtmögliche Energieeffizienz, optimale Instandhaltungsmöglichkeit, enge Schallschutzanforderungen und die Bauweise als geschlossenes System. In der Vergangenheit setzte man auf Kühltürme, die aber aufgrund ihrer Anfälligkeit für Verschmutzungen und der Anreicherung von Legionellen im Kühlwasser nicht infrage kamen. Außerdem ist eine exakte Regelung und das Halten der Vorlauftemperatur bei hohen Außentemperaturen mit ihnen nicht möglich. Im Gegensatz zu Kühltürmen besteht bei der neuen Anlage keine Gefahr, dass Pollen, Insekten, Dämpfe, Öle oder Stäube aus der Außenumgebung in das Kühlwasser gelangen. „Technotrans erfüllt mit seiner Anlagentechnik all unsere Anforderungen“, sagt Florian Franze, Projektingenieur Versorgung.
70 bis 80% Energieersparnis
Das Kühlsystem besteht aus einer Containerlösung, die 22x6x7m misst und eine Kühlleistung von zwei MW erzeugt. Dank der Installation von Freikühlern auf dem Dach der Anlage zur Kälteerzeugung mithilfe der Außenluft arbeitet sie energieeffizient. Fabian Heuel, Division Manager Sales und Mitglied der Geschäftsleitung bei Technotrans: „Die vorab durchgeführte Betriebskostenrechnung belegt, dass Otto Fuchs je nach Auslastung mit unserer Anlage rund 70 bis 80% Energie einspart.“ Die Lösung kann über einen Großteil der Jahresstunden die volle Kälteleistung ohne Einsatz von Kältekompressoren zur Verfügung stellen. „Sämtliche Pumpen und Aggregate sind redundant ausgelegt. Selbst bei einem Stromausfall laufen die Gießförderpumpen weiter, sodass der Strang noch kurzzeitig gekühlt werden kann“, sagt Heuel über die Risikominimierung. Ein mitgeliefertes Ersatzteilpaket sorgt für zusätzliche Sicherheit.
Zwei-Kreisläufe-Lösung
Im Inneren der Anlage arbeiten zwei Kreise: Der Gießkreis, dessen Kühlwasser auf den Guss aufgedüst wird, ist mit einem Wärmetauscher vom Rückkühlkreis getrennt, um eine verfahrensbedingte Verunreinigung zu vermeiden. Denn es handelt sich beim Gießkreis um ein offenes System, das Sauerstoff ausgesetzt ist, was eine Wasserfilterung und -aufbereitung notwendig macht. Im Gießkreis befinden sich zwei Filtereinheiten: Ein Vollstromfilter, der sich automatisch rückspült, und ein Nebenstromfilter am Wasserbecken, der permanent Kleinstpartikel filtert. Im Gießkreis arbeiten zudem frequenzgeregelte Pumpen, um den Druck konstant zu halten und Energie einzusparen. Der zweite Kreislauf ist ein drucküberlagert gebauter Rückkühlkreis. Der geschlossene Kreislauf versorgt den Wärmetauscher des Gießkreises sowie mehrere weitere Verbraucher – darunter die Elektrik der Ofenkühlung, Hydraulikaggregate und die Hallenabsaugung. „Der Rückkühlkreis arbeitet mit einer Verbundschaltung: Solange die Außenlufttemperatur niedrig genug ist, nutzt die Anlage ausschließlich die Freikühlung. Ist das nicht mehr möglich, laufen nacheinander zwei große Kältemaschinen stufenlos an, die zunächst die Freikühlung unterstützen und bei hohen Außentemperaturen die volle Kühlleistung übernehmen“, erklärt Heuel. Die Kältemaschinen sind mit einem Energiesparmodul ausgestattet, das mittels intelligenter Temperaturregelung dafür sorgt, dass die Maschinen energieeffizient immer im optimalen Wirkungsgrad laufen. „Nur bei Hochsommertemperaturen laufen die Kältemaschinen im niedrigeren Wirkungsgrad. Bei niedrigeren Außentemperaturen regeln sie die Leistung automatisch entlang des Prozessbedarfs und abhängig der Außentemperatur herunter“, sagt Heuel.
Optimale Wassereigenschaften
Um die gewünschten Materialeigenschaften im Horizontalstrangguss zu erreichen, ist das Kühlwasser wichtig. Die Gießtechnologie ist empfindlich gegenüber äußeren Einwirkungen, weshalb enge Toleranzen hinsichtlich Organik, Leitfähigkeit, Druck und Temperatur des Wassers eingehalten werden müssen. Verunreinigung ist aufgrund der Filtration in der Anlage ausgeschlossen. Alle Rohrleitungen sind aus Edelstahl gefertigt, zudem verfügt der Container über einen Freiraum im Inneren, um besseren Zugang zu einzelnen Komponenten und eine leichtere Instandhaltung sicherzustellen. Die Anlage so ausgestattet, dass jeder Parameter ausgelesen und an die Prozessleitwarte übergeben werden kann. Auch Technotrans kann im Servicefall per Fernwartung auf die Anlage zugreifen.
