Trockenfeuer in der Stahlindustrie

Gelenklager unter rauen Bedingungen:
Große Tragkräfte, Hitze, viel Staub und Schmutz

Bei unserem Besuch der Firma MEFKON betreten wir eine riesige neue Produktionshalle. Wir sehen große Anlagen, die mit einer hitzebeständigen silbernen Aluminiumfarbe geschützt werden.

Ein normaler Acryl- oder Kunstharzlack fällt bereits bei 150-200 ° als schwarzer Klumpen herunter, während diese aluminiumhaltige Farbe die Hitze bis 500-600 ° unbeeindruckt aushält.

Dämmmaterial wie bei einem Space-Shuttle

Diese Anlagen erinnern uns ein wenig an die Produktion eines Space-Shuttles, und das allein schon wegen der sichtbaren großflächigen Hitzedämmungen, die man nicht übersehen kann.

Herr Marc Remy bestätigte dann als Projektleiter auch, dass dieses spezielle Dämmmaterial genau wie beim Space-Shuttle, wo diese Kacheln auch sichtbar angebracht sind, die gleiche Funktion aufweist. Beim Space-Shuttle müssen die Kacheln Reibungswärme aushalten können, dadurch dass sie Wärme einfach gezielt schlecht transportieren und das dahinterliegende Material in der Regel ausreichend schützen. „Genau das tun wir auch, entweder durch den hitzefesten Beton oder unsere Spezialfaser. Das ist natürlich wichtig bei einer Stahlkonstruktion, die ansonsten bei einer Hitze von 1.200 ° hell rot glühen und Schaden nehmen würde und Schaden nehmen.

Und die elektronischen Geräte, die unser Unternehmen daran verbaut, halten natürlich ebenfalls keine 1.200 ° aus, auch wenn sie beispielsweise für die Flammenüberwachung verwendet werden“, erläutert Remy die beeindruckenden Anlagen.

Beeindruckender Hitzeschild

Das große Gerät mit dem runden Hitzeschild bzw. Deckel ist ein Aufheiz- und Trockenfeuer. Dieses Gerät dient dazu, eine Stahlpfanne die darunter aufgestellt wird, a) zu trocknen, wenn sie neu zugestellt wurde b) die ausgekühlte Pfanne wieder auf Betriebstemperatur zu bringen.

Die LFD-Gelenkköpfe sind dafür da, eine möglichst saubere Führung der Hitzeschilde zu gewährleisten. Durch die langen Auslegerarme kommen doch schon erhebliche Belastungen auf die Lager zu. Das sind nicht nur große Tragkräfte, sondern auch ein rauer Betrieb mit großer Hitze, viel Staub, Gasen und Schmutz im Allgemeinen. Aber auch die mechanische Belastung ist extrem.

Lagerkräfte bis 40 Tonnen

Man sieht bei den MEFKON-Anlagen, dass das große LFD-Gelenklager bereits einen Bolzendurchmesser von 80 mm hat. Selbst das kleinere sichtbare Gelenklager hat schon 60 mm Durchmesser. Die Belastungen sind natürlich sehr unterschiedlich. Aber um mal eine Hausnummer zu nennen: Hier geht es um Lagerkräfte, die durchaus schon mal bei 40 t liegen können.

Bei dem großen Brenner sind Gelenklagerköpfe an den Hydraulikzylindern installiert, aber zusätzlich auch fest verbaut. Zum einen muss der Arm sicher geführt werden, wofür zwei Lager im Einsatz sind, die leichte Fluchtungsfehler ausgleichen. Gleichzeitig müssen sie aber auch eigentlich die ganze Last aufnehmen. Zum anderen gibt es Gelenkköpfe an den Hydraulikzylindern, um beispielsweise keine Querkräfte auf die Kolbenstangen oder die Dichtungen wirken zu lassen. Dadurch würde die Konstruktion einerseits schwergängiger und auf Dauer würde es zu einem erhöhten Verschleiß am Zylinder und an den Lagerungen kommen.

Hydraulikzylinder mit sphärischen Gelenkköpfen

Die Bewegungen können also nur sauber ausgeführt werden, indem sowohl bei der Aufnahme für den Auslegerarm als auch an den Hydraulikzylindern sphärische Gelenkköpfe verwendet werden. Damit werden die Lager spannungsfrei und Axialkräfte verhindert. Die Trockenbrenner sind im Grunde vergleichbar mit den Brennern, die auch ein Privathaushalt in der eigenen Gas- oder Ölheizung hat, nur dass das in der hier beschriebenen Anlage alles deutlich größer dimensioniert ist, weil hier entsprechend natürlich eine größere Leistung gebraucht wird. Und genau dort fließt das besondere Know-how der Firma MEFKON darüber ein, wie so ein Brenner genau konstruiert sein muss, wie zum Beispiel Zusatzluft zum Trocknen eingeführt werden muss und wie man einen Hitzeschild möglichst so baut, dass dieser möglichst lange hält, damit die Konstruktion nicht bereits nach zwei bis drei Monaten auseinanderfällt.

Hitzeentwicklung bis 1.200 °

Die Anlagen heizen, wie bereits erwähnt, bis 1.200 °, was natürlich eine immense Anforderung an das Material darstellt. In diesen Anlagen können die Brenner sowohl mit Luft als auch mit Sauerstoff beschickt werden. Normale Luft besteht zu 80 % aus Stickstoff. Wenn die Pfanne mit einem Heizgerät aufgeheizt werden soll, schleppt man diese 80 % Stickstoff quasi als Ballast mit, und muss sie auch zusätzlich mit aufheizen. Dieses Aufheizen kostet natürlich auch zusätzliches Gas. Da die CO2-Abgaben der Unternehmen mittlerweile auch am Gasverbrauch festgemacht werden, ist man natürlich bestrebt, diesen zu senken. Da ist es mittlerweile zum Teil günstiger, wenn mit einem Luftverteiler Sauerstoff und Restgase (Stickstoff zum Beispiel) aus der Umgebungsluft vereinzelt werden und man verbrennt mit reinem Sauerstoff.

Dadurch haben die Stahlunternehmen diese 80 % Ballast, die in der Luft drin sind, nicht mehr, und es kann mit einem niedrigeren Gasaufwand die gleiche Heizleistung erreicht werden.