Brech- und Mahltechnik von ThyssenKrupp

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1 Brech- und Mahltechnik von ThyssenKrupp In zehn Jahren zum Engineering-Zentrum Klaus-Reiner Esser ThyssenKrupp Fördertechnik GmbH, Ennigerloh Mit Beginn des Jahres 1993 wurde durch die Fusion von Krupp und Hoesch und der Gründung der damaligen Krupp Fördertechnik GmbH in dem münsterländischen Städtchen Ennigerloh der Grundstein für das heutige Engineering-Zentrum gelegt; hier konzentriert sich das über weit mehr als einhundert Jahre unter dem Krupp-Signum gewachsene Technik-Know- How für nahezu alle Arten der Gesteinsaufbereitung. In dem Engineering-Zentrum ThyssenKrupp Fördertechnik GmbH werden komplette Systemanlagen zum Brechen, Sieben und Transportieren für die Naturstein-Industrie, den Bergbau sowie die Baustoff- und Recyclingwirtschaft entwickelt - je nach Bedarf in stationären, semimobilen oder rad- bzw. raupenmobilen Ausführungen. Hergestellt werden Anlagenteile und -komponenten in deutschen oder europäischen Konzern eigenen Fertigungsstätten oder - dies insbesondere im internationalen Geschäft - bei hoch qualifizierten Partnerunternehmen. Die Montage bis zur schlüsselfertigen Übergabe ü- bernehmen eigene Teams, die meist durch regionale Kräfte unterstützt werden. 1 Unternehmensstruktur In Ennigerloh schaffen derzeit mehr als 160 Mitarbeiter, aufgeteilt in verschiedene und zum Teil verzahnte Ingenieurteams, die Voraussetzungen, mit denen das Unternehmen den über viele Industrie- Generationen durch zahlreiche Richtung weisende, effiziente und langlebige Konstruktionen erworbenen Ruf als eines der Bedeutendsten seiner Branche weiter untermauert - dies nicht nur im europäischen Raum, sondern auch im Weltmaßstab. Im deutschsprachigen Raum unterhält man schlagkräftige zentrale Servicecenter in Neustadt a.w. und Hersbruck. Zum Unternehmen der ThyssenKrupp Fördertechnik gehören eigene, selbstständig arbeitende Niederlassungen in den USA, in Canada, Brasilien, Indien, Süd Afrika und in Australien, die als Speerspitzen im internationalen Wettbewerb eingesetzt werden. ThyssenKrupp Fördertechnik, mit insgesamt rund Mitarbeitern weltweit, ist eingebettet in den Stahl- und Dienstleistungs-Konzern ThyssenKrupp AG, der mit rund Mitarbeitern einen Konzern-Umsatz von ca. 37 Mrd. erwirtschaftet. An der Spitze des Ennigerloher Geschäftszweiges stehen Walter H. Spahr (Geschäftsleiter und Gesamtvertrieb), Detlef Papajewski (Engineering und Project Management) sowie Helmut Leymann (Service). 2 Die Hauptproduktlinien des Geschäftszweiges Aufbereitungstechnik von ThyssenKrupp Fördertechnik Backenbrecher Zwei Brechersysteme werden geführt: Für besonders hartes und zähes Material zwei Baureihen von Pendelschwingen- bzw. Doppelkniehebel-Brechern mit insgesamt 17 Typen. Für weniger schleißendes und zähes Material werden zwei Baureihen von Kurbelschwingen- bzw. Einschwingen-Brechern angeboten. 1

2 Je nach Typ liegen die maximalen Aufgabegrößen zwischen 420 x 270 mm und x mm. Die Brecher sind für Leistungsaufnahmen zwischen 22 und 280 kw ausgelegt und haben Durchsatzleistungen von 30 bis t/h. Kreiselbrecher Eingesetzt werden die großen Brecher dieser Baureihe in den meisten Anwendungen als Primärstufen in Erzminen, Kalk- und Zementwerken sowie in der Natursteingewinnung. Zu den zwei Modellreihen gehören insgesamt neun Typen mit Brechkegel-Durchmessern von bis mm. Die Antriebsleistungen betragen zwischen 315 und 900 kw und die Durchsatzleistungen zwischen 240 und t/h. Kubria-Kegelbrecher Von den weitaus meisten Anwendern werden die 17 Typen dieser Brecher-Baureihe bei der Hartgestein-Zerkleinerung in den Sekundär-Brechstufen eingesetzt. Die Brechkegel haben Durchmesser von 750 bis mm; die Austragskörnungen liegen zwischen 0 und 56 mm und die Durchsatzleistungen zwischen 50 und 900 t/h. Die Kegelbrecher haben Leistungsaufnahmen von 75 bis 355 kw. Prallbrecher Ihr Haupteinsatzgebiet haben diese Brecher in der Zement- und Natursteinindustrie und auch im Baustoff-Recycling. Insgesamt werden 20 Typen mit Aufgabeöffnungen von 415 x 550 mm bis x mm und Durchsatzleistungen zwischen 25 und t/h angeboten. Hammerbrecher (Mammuth und Titan ) Diese Brecherart wurde für die Zerkleinerung von grobstückigen mittelharten Rohmaterialien der Zement-, Gips- und Kalksteinindustrie entwickelt; es gibt sie als Hammer-Prallbrecher, Einwellen- und Doppelwellen-Hammerbrecher, die sich besonders für feuchtes und klebendes Material eigenen. Die sich durch einen hohen Entwicklungsstand auszeichnenden kompakten, robusten, effizienten und wartungsarmen Maschinen produzieren klar definierte Endkorngrößen, die durch die Spaltweiten der Austragsroste vorgegeben wird; die Durchsatzleistungen erreichen über t/h. Walzenbrecher und RollSizer Mit diesen Spezialmaschinen werden vornehmlich anbackende und klebende Aufgabematerialien mit niedrigen bis zu mittleren Druckfes-tigkeiten zerkleinert: Kalkstein, Mergel, verunreinigter Ton, Kohle, Ölsand, Abraum und ähnliche Rohstoffe. TKF-Walzenbrecher mit Walzendurchmessern bis zu und Breiten bis zu mm haben beispielsweise im Ölsand Durchsatzleistungen von bis zu t/h bei einem Endkorn von 0 bis 400 mm. TKF-RollSizer zerkleinern Aufgabestücke mit Kantenlängen bis zu mm und warten mit Durchsatzleistungen von 50 bis t/h auf. Siebmaschinen und Förderrinnen Die breite Palette der TKF-Siebmaschinen und Förderrinnen deckt weitgehend alle Schüttgüter im gesamten Bereich der Aufbereitungstechnik ab: Linear- oder Kreisschwinger als Freischwing- oder Exzentersieb in Ein- oder Doppeldeck-Version: Mehr als 100 verschiedene Typen und Größen mit Durchsatzleistungen von 50 bis t/h. 2

3 Magnetscheider und Hubmagnete... für alle Wirtschaftszweige, in denen aus Schüttgütern Eisenteile entfernt werden müssen und Branchen, die Elektromagnete für Umschlagaufgaben einsetzen. Prozesstechnik In diesem komplexen Bereich werden verschiedene thermische Trocknungs-Systeme, mit Gas oder Öl befeuerte Heißgaserzeuger, Entstaubungs-, Dosier- und Transportsysteme entwickelt und hergestellt. Die Hauptabnehmer kommen aus der Kohle- und Zementindustrie. Mobile Brechanlagen Unbestritten verfügt das Unternehmen auf direktem Weg über das Erbe des Pioniers des mobilen Brechkonzeptes: Bereits Anfang der fünfziger Jahre des letzten Jahrhunderts wurden bei Krupp die ersten raupenmobilen Anlagen mit Hammerbrechern für Kalksteinbrüche gebaut und die Effizienz der Gewinnung durch völligen Verzicht der SKW-Transporte zwischen dem Haufwerk vor der Bruchwand und der Brechstation gesteigert. Die mobilen Anlagen von TKF - ausgestattet mit verschiedensten Brechertypen - werden in traditionellen Gewinnungsbetrieben und im Baustoff-Recycling eingesetzt. Der Geschäftszweig Aufbereitungstechnik von TKF ist das einzige Unternehmen weltweit, das für seine Brechanlagen vier Mobilvarianten anbietet: Fahrwerke mit Raupen und mit luftbereiften Rädern, Schienenfahrwerke und Schreitwerke für Anlagen, die nur in größeren Zeitabständen versetzt werden. Hinzu kommen noch sogenannte semimobile oder versetzbare Anlagen, die so konzipiert sind, dass sie komplett oder in mehreren Einheiten auf separaten Fahrwerken im Huckepack-Verfahren transportiert werden. Bild 1: Mit dieser raupenmobile Doppelwellen-Hammer-Brechanlage in Kombination mit einem Förderband, entwickelt von dem TKF- Urahn Weserhütte, rationalisierten bereits 1965 die Hannoversche Portlandzementwerke die Brech- und Transportarbeiten. Die Leistung: 450 t/h Kalkstein <60 mm. 3

4 Bild 2: Diese Doppelwellen-Hammer-Brechanlage auf einem Querraupen- Fahrwerk, entwickelt von TKF-Urahn O&K, arbeitete 1984 in einem Steinbruch der Nordcement AG. Die Leistung: 500 t/h Kalkstein <100 mm. Bild 3: In die Kategorie der semimobilen bzw. versetzbaren Anlagen, die so konzipiert sind, dass sie komplett oder in mehreren Einheiten auf separaten Fahrwerken im Huckepack-Verfahren verfahren werden, gehört diese Doppelwellen-Hammerbrechanlage; sie arbeitet seit 1998 in einem Steinbruch der Heidelberger Zement AG mit einer Leistung t/h Kalkstein <80 mm. 4

5 Bild 4: Ein Gigant besonderer Art arbeitet seit 1999 bei dem Projekt P.T. Freeport Indonesien: Dieser TKF-Kreiselbrecher dürfte mit seinen Leistungen und seinen Dimensionen die derzeit größte Zerkleinerungs-Maschine sein, die je gebaut wurde: Bis zu t/h Kupfererz werden in Größen 0 bis 200/300 zerkleinert. 5

6 Bild 5: Die gigantischen Dimensionen dieses TKF-Kreiselbrechers beim Projekt P.T. Freeport Indonesien werden im Vergleich mit einer Menschengröße deutlich. Das Betriebsgewicht beträgt t und die Leistungsaufnahme kw. 3 Entwicklung des Standortes Ennigerloh Wie viele Historien von Unternehmen, die ihren Beginn in den Zwanzigern des letzten Jahrhunderts hatten, sich in den Wirren einer Weltwirtschaftskrise, während und nach dem Weltbrand behaupten mussten, verlief auch die Geschichte des heutigen TKF-Werkes in Ennigerloh nicht geradlinig. Die Historie begann 1921 mit der Gründung der Gebr. Hischmann Maschinenfabrik, die 1928 die ersten Ausrüstungen an die Zementindustrie auslieferte konnte das heutige Werksgeländes erworben werden wurde das Unternehmen von O&K Orenstein & Koppel AG übernommen - was sich auch in der Firmierung ausdrückte wurden die ersten transportablen Prallbrecheranlagen für die neu entstehenden Wirtschaftszweig Baustoff-Recycling entwickelt wurde durch die Übernahme der Zementanlagen der Bühler-MIAG GmbH, Braunschweig, das Programm erweitert zu dem 1984 die Mischbettechnik des selben Unternehmens hinzu kam. Im gleichen Jahr wurde das Flugstromverfahren entwickelt. 6

7 1988 wurde das Programm durch Übernahme eines wesentlichen Teils der Produktpalette Aufbereitungsanlagen und -systeme der PHB Weserhütte AG, Bad Oeynhausen, einschließlich Vakuumbandfilter erweitert; die Mischbettechnik wurde an die PWH, St. Ingbert-Rohrbach, übertragen Programmerweiterung nach Gründung der Constructions Mécaniques wurde das Programm erneut erweitert durch das Know-how der früheren Firma Constructions Mécaniques HAZE- MAG, Frankreich, die in O&K HAZEMAG S.A. umbenannt wurde Fusion Krupp-Hoesch. Gründung der Krupp Fördertechnik GmbH durch Zusammenschluss von Krupp Industrietechnik, O&K Anlagen und Systeme sowie der PWH Anlagen und Systeme. In diesem Zusammenhang konnte nun auf die Technik und Erfahrung der bereits im 19. Jahrhundert gegründeten Krupp Gruson Werke und Esch Maschinenfabrik zurückgegriffen werden Fusion Krupp und Thyssen mit Eingliederung in die gemeinsame Sparte Anlagenbau Neuorganisation und Benennung in ThyssenKrupp Fördertechnik -BU Processing 4 Neue Backenbrecher-Generation von ThyssenKrupp Fördertechnik Jeweils in einer leichten und einer schweren Ausführung werden die vier Typen der neuen Einschwingen-Backenbrecher der Serie EB angeboten, mit denen der Geschäftszweig Aufbereitungstechnik von ThyssenKrupp Fördertechnik, Ennigerloh, die Palette ihrer Zerkleinerungs-Maschinen für weltweit ansässige Unternehmen der Naturstein-, Erz- und Zementindustrie erweitert. Die Brecher sind je nach Brechgut und geforderter -größe für Durchsatzleistungen zwischen 250 t/h beim kleinsten Typ EB12-10 bis t/h beim größten Typ EB20-15 ausgelegt - ein Exemplar dieses 150-t-Giganten konnte bereits an den chilenischen Kunden Codelco für seine El Teniente-Mine geliefert werden. Während die Großmaschinen EB16-12 und EB20-15 für semimobile bzw. stationäre Anlagen konzipiert sind, lassen sich die kleineren Typen durch ihre kompakte Bauweise in alle mobilen und semimobilen TKF-Brechanlagen integrieren; für straßenmobile Brechanlagen ist eine Maschine mit einer Brechmaulöffnung von x 750 mm verfügbar. Die Typvarianten der robusten Brecher wurden für unterschiedliche Materialanforderungen entwickelt: Die H-Typen brechen hartes bis sehr hartes Gestein mit Spitzenwerten von 300 MPa; die N-Typen werden bevorzugt für weniger harte Gesteine eingesetzt. Die wesentlichen Konstruktionsmerkmale der EB-Baureihe: Zur Verlängerung der Lebensdauer wurden Rahmen aus hochwertigem Stahl und großzügig dimensionierte Lager gewählt. Trotz der robusten Gesamtkonstruktion wurden durch Finite Element Analysen bestmögliche Materialsteifigkeiten und -verteilungen bei geringsten Gewichten erreicht. Der kleinste Brecher wiegt 48 t, hat im montierten Zustand eine Bau-höhe von mm, eine Länge von mm und eine Breite von mm. Beim mit 150 t größten Typ betragen dieses Abmessungen 4.870, und mm. Die Durchmesser der Schwung- und Antriebsräder liegen zwischen bis mm. Die schwersten Bauteile wiegen zwischen 15,05 und 46 t. Die Einfüllöffnungen haben Größen zwischen x und x mm. Der geometrisch optimierte Brechraum verhindert Materialstaus, sorgt für einen konstant hohen Durchsatz auch bei schwer brechbarem Material oder kleinen Spalteinstellungen und reduziert den Verschleiß der bei den 7

8 großen Typen geteilten Brechbacken. Die Backen wiegen zwischen 2,36 und 4,46 t und bestehen aus hoch-festem, abriebfesten und zähhartem Manganstahl. Die Spaltweiten lassen sich manuell mit Hydraulikunterstützung verstellen - optional sind automatische hydraulische Verstellungen vorgesehen. Die Verstellbereiche beim kleinsten Brechertyp betragen 100 bis 250 mm; beim größten 180 bis 330 mm. Die Brecher sind für elektromotorische Leistungsaufnahmen zwischen 110 bis 355 kw ausgelegt, die über Keilriemen-Batterien auf die Antriebsräder übertragen werden. Für einfache Brechbackenwechsel erhielten alle Backen Montagebohrungen für Spezialhaken. Wahlweise wird ein elektronisches Steuer- und Diagnosesystem angeboten, das die wichtigsten Betriebskennwerte überwacht - das sind die Temperaturen und Schwingungen für je vier Lager sowie die Belastungen der Maschinen durch Dehnungs-Messstreifen. Automatisch werden alle Kennwerte registriert; kritische Werte werden aufgezeichnet oder optisch bzw. akustisch angezeigt. Bild 6: In der 3-D-Darstellung - die neue EB-Serie von Einschwingen- Backenbrechern des Geschäftszweiges Aufbereitungstechnik von ThyssenKrupp Fördertechnik 8

9 Bild 7: Mit 62 t Gesamtgewicht ist der TKF-Backenbrecher EB 14-11/H die viertgrößte Maschine innerhalb der aus acht Typen bestehenden EB-Serie. 5 Ausgewählte aktuelle Projekte von ThyssenKrupp Fördertechnik ThyssenKrupp-Brechanlage für die Bauxit-Gewinnung in Kasachstan Mit Jahresanfang 2003 ging eine raupenmobile Vorbrechanlage des Typs Titan des Geschäftszweigs Aufbereitungstechnik der Thyssen-Krupp Fördertechnik GmbH, Ennigerloh, in Kasachstan in Betrieb. Die Anlage - sie ist eine von über 170 weltweit eingesetzten Großbrechanlagen mobiler oder semimobiler Bauart - arbeitet in der Bauxit-Mine Kustanat des kasachischen Unternehmens OHO Alumini in der Region Pavlodar im Norden des zentralasiatischen GUS-Staates. Die mit einem Querraupenfahrwerk ausgerüstete Titan-Anlage arbeitet unmittelbar vor dem gesprengten Haufwerk und folgt dem Abbaufortschritt oder es wird vorgebrochenes Material aufgegeben. Bei Sprengungen wird die Anlage kurzzeitig Zeit verfahren; sie kann innerhalb kürzesteter Zeit erneut den Betrieb aufnehmen. Der 25-m³-Aufgabebunker wird wahlweise von einem Radlader oder einem Bagger mit Klappschaufel beschickt. Über ein Schwenkband wird das gebrochene Material direkt auf Ei- 9

10 senbahnwagons geladen oder auf eine weiterführende Bandanlage aufgegeben; die Durchsatzleistung beträgt 600 t/h. Herzstück der Anlage ist ein TKF-Doppelwellen-Hammerbrecher Typ Titan 56D75 mit einer Antriebsleistung von zwei Mal 315 kw, der das mit einer durchschnittlichen Feuchte von 19 Prozent stark klebende Aufgabematerial auf eine Endkörnung von <120 mm zerkleinert. Eine der technischen Besonderheiten ist, dass die Anlage für Einsatztemperaturen zwischen minus 30 C bis plus 30 C konzipiert sein musste. So wurde für den Tragrahmen Tieftemperatur-Stahl gewählt und die Antriebe mit zusätzlichen Kriechantrieben ausgerüstet. "Der russische und der zentralasiatische Markt gewinnt für uns zunehmend an Bedeutung," erklärte Walter H. Spahr, Geschäftsführer des TKF-Geschäftszweiges Aufbereitungstechnik. "Wir wollen künftig unsere Beziehungen zu lokalen Geschäftspartnern der GUS-Staaten weiter ausbauen, um Maschinen und Dienstleistungen zu liefern, mit denen unsere Partner die Quantität und die Qualität ihrer mineralischen Rohstoffe deutlich verbessern können." Bild 8: Die mit einem Querraupenfahrwerk ausgerüstete Titan- Vorbrechanlage arbeitet auch bei starken Minus-Temperaturen bis 30 C in dieser kasachischen Bauxit-Mine. ThyssenKrupp Fördertechnik liefert Mahl-Anlage für Petrolkoks Der Geschäftszweig Aufbereitungstechnik von ThyssenKrupp Fördertechnik, Ennigerloh, erhielt von der Alu-Chemie, Rotterdam, einem Unternehmen der Alcan-Groupe, einen Auftrag über die Lieferung einer kompletten Mahlanlage für Petrolkoks - Vorprodukt für die Herstellung von Anoden, die für die Elektrolyse bei der Aluminium-Herstellung benötigt werden. Zum Auftrag im Gesamtwert von rund vier Mio. gehört das komplette Engineering vom Stahlbau bis zur betriebsfertigen Übergabe der Anlage im August

11 Die Anlage hat eine Leistung von 8 t pro Stunde mit einem Blainewert von cm² pro Gramm. Das Aufgabegut hat eine Korngröße von 0 bis 8 mm, wobei bis zu 30 % Rückstände mit einer Korngröße bis zu 16 mm vorhanden sein können. Eine der konstruktiven Besonderheiten ist, das mit Blick auf die hohen abrasiven Eigenschaften von Petrolkoks dem Verschleißschutz erhöhte Aufmerksamkeit galt: Neben den klassischen Materialien, wie Hardox, werden Aluminiumoxit und spezielle Legierungen für alle Gussteile eingesetzt. Kernstück zur Sicherung der Produktqualität ist ein On-line Particle Sizer, mit dem das Fertigprodukt direkt im Materialstrom analysiert wird. Das Ausgangssignal des Particle Sizers geht direkt in den Regelkreis für die Sichterdrehzahl. Gesteuert wird die Anlage über eine speicherprogrammierbare Siemens-Steuerung in Verbindung mit einem Visualisierungssystem von Factory (SCADA). Das Wiege- und Dosiersystem arbeitet autark. Die Kommunikation zur Steuerung und zur Visualisierung wird über Profibus realisiert. Basaltwerk Melato arbeitet ab 2004 mit neuer TKF-Vorbrechanlage Gegen starke Wettbewerbsangebote erhielt der Geschäftszweig Aufbereitungstechnik der ThyssenKrupp Fördertechnik GmbH, Ennigerloh, den Auftrag über die Lieferung einer kompletten Vorbrechanlage mit 750-m³-Puffersilo für das Basaltwerk der Firma Alfred Melato GmbH & Co.KG aus dem nordhessischen Fritzlar; die Anlage wird Mitte 2004 in Betrieb gehen und in der Primär- Brechstufe die Vorprodukte für die Schotter-, Splitt- und Edelsplitt-Linien des Unternehmens herstellen. Herzstück der Anlage ist ein Einschwingen-Backenbrecher des Typs 14-11/H aus der neuen TKF-EB- Hartstein-Baureihe; er zerkleinert 0/1.100 mm großes Aufgabematerial mit einer Durchsatzleistung von 400 t/h bei einer Produktgröße von 0/250/X. Zur Anlage gehören zwei Siebmaschinen. Die Siebkörnung < 130 mm geht nicht in den Backenbrecher, sondern wird in nachgeschalteten Finger- Siebdecks klassiert. Siebkörnungen mit verunreinigtem Material 0/30 mm oder 0/50 mm werden aufgehaldet; das jeweilige Überkorn 30/130 mm oder 50/130 mm wird dem Brechgut zugeführt. Bild 9: Ein ähnlicher Vorbrecher, wie dieser aus der neuen EB- Generation, der gerade montiert wird, arbeitet ab Mitte 2004 im Basaltwerk der Firma Melato bei Fritzlar. 11

12 Quellen Bilder: TKF Aufbereitungstechnik Autor ThyssenKrupp Fördertechnik GmbH Aufbereitungstechnik Schleebergstr. 12, (D) Ennigerloh KRE-Pressebüro Klaus-Reiner Esser Postfach 1154, (D) Erftstadt Tel.: +49 (0) 2524/30-0 Fax: +49 (0) 2524/2252 Tel: +49 (0) 2235/ Internet: 12