Hydraulik hilft Gallatin Steel beim Bewegen der Stahlgießpfanne und bei der Einhaltung des Zeitplans für die Abschaltung

Hydraulik hilft Gallatin Steel beim Bewegen der Stahlgießpfanne und bei der Einhaltung des Zeitplans für die Abschaltung

Die technologisch fortschrittliche CPS-Produktionsanlage von Gallatin Steel in Ghent, Kentucky/USA, ist seit 1995 in Betrieb. Das Werk ist noch relativ neu, aber alt genug, um Wartungsabschaltungen zu planen. Eine Wartungsabschaltung in einem Werk muss sorgfältig geplant werden und bringt einen hohen Stressfaktor mit sich, da mehrere Abläufe miteinander abgestimmt werden müssen.
Eine achttägige Wartungsabschaltung im Oktober 2006 beinhaltet einen besonders kritischen Vorgang: die Überholung des Schwenklagers des Gießmaschinendrehturms. Zum Glück sorgte eine neue Methode mit synchronisieren Hydraulikhebern dafür, dass die Werkstattkräne des Walzwerks für andere notwendige Aufgaben verwendet werden konnten. (Der Drehturm befindet sich zwischen zwei Deckenlaufkranschienen. Er hätte zwar auch mit zwei Kränen und einem Querträger gehoben werden können, dass hätte aber beide Kräne in Anspruch genommen.)

Werksübersicht
Das Werk wandelt Schrottstahl in neue, heißgewalzte Stahlspulen um. Der Schrott wird in einem doppelwandigen elektrischen Lichtbogenofen geschmolzen und passiert anschießend eine Stahlpfannen-Hüttenanlage, in der je nach Bedarf Anpassungen an der Chargenzusammensetzung vorgenommen werden. Die Stahlpfanne bewegt sich dann zur Gießmaschine und wird auf einem Drehturm positioniert. Die Gießmaschine produziert Brammen, die über einen 200 m langen Tunnelofen zu einem Sechsfach-Walzwerk und anschließend zu einer Haspel transportiert werden.

Rolle der Hydraulik
Dick Kelly von R.G. Kelly Inc. entwickelte die Geräte und schrieb ein Verfahren für die Demontage des Drehturm. Dabei wurden synchronisierte Hydraulikheber zum Heben des oberen Drehturmabschnitts von den Lagern für die Platzierung auf einem speziell gefertigten Transportfahrzeug verwendet, das ihn dann 7 m weit auf einer speziell angefertigten Fahrspur bewegte. Three D Metal Works war für die Fertigung zuständig und lieferte die Projektleitung und schlüsselfertige Services für das Projekt. Abb. 1 zeigt die Transportbaugruppe, wie sie im Werk von Three D gefertigt wurde, wo alle Aspekte auf ordnungsgemäßen Betrieb getestet wurden. Niemand war auf Überraschungen scharf.

Das Transportfahrzeug enthielt acht 100-Tonnen-Heber von Enerpac, vier an jeder Seite, die umgekehrt angebracht waren. Hydraulikleitungen und Lastpositionssensoren wurden an jeder Hebeposition am Fahrzeug integriert. Die ausgewählten Heber waren doppelt wirkende 100-Tonnen-Zylinder mit einem Hub von 30 cm. Die Hebeleistung von 800 Tonnen bot reichlich Spielraum für das gehobene Gewicht von ungefähr 300 Tonnen.

Digitaler Vorteil
Das Heben hätte auch auf herkömmliche Weise mit manuell gesteuerten Hebern erfolgen können, aber das ist einfacher gesagt, als getan. Das manuelle Heben der acht Hebepunkte in genau gleichen Schritten ist schwierig und extrem zeitaufwändig. Zu große Abweichungen beim Heben an verschiedenen Punkten hätte dazu geführt, dass der Drehturm kippt und sich an den 43 cm langen Montagebolzen verkeilt. Außerdem kann ein ungleichmäßiges Heben zu internen Spannungen im zu hebenden Gegenstand führen.
Beim Wort „digital“ mögen manche an komplizierte, schwierig zu bedienende Geräte denken, aber das preisgekrönte synchrone Hebesystem von Enerpac ist in seiner Benutzerfreundlichkeit sehr elegant. Das SyncLift-Betätigungssystem erhält elektronische Signale von Positionssensoren, die an der Last in der Nähe jedes Hebezylinders angebracht sind. Diese Signale werden verarbeitet, und auf Basis der Ergebnisse schaltet der Computer die hydraulischen Steuerventile ein und aus.
Präzise Lastpositionsmessung an jedem Hebepunkt ist äußerst wichtig. Eine nicht gleichmäßige Last führt zu verschiedenen Kräften an verschiedenen Hebepunkten. Außerdem kann, wenn das Heben beginnt und die Last steigt, das Unterteil eines Zylinders leicht Absinken, da sich seine Abstützung zusammendrückt. Die SyncLift-Positionssensoren nutzen ein dünnes Kabel, das von einer Spule abgewickelt wird. Das Ende des Kabels wird an der Last angebracht und der Sensor wird an einer stabilen Referenzfläche befestigt (oder umgekehrt). Das Ergebnis ist eine gleichmäßige Lastpositionsüberwachung an jedem Heber mit einer Genauigkeit von +/-1 mm.
Abb. 2 zeigt die Steuerungskomponenten während des Tests bei Three D Metals. Die Hydraulikpumpe und die digitale Steuerung wurden zum Schutz in einem Instrumentengehäuse installiert und die Verteiler-/Manometerbaugruppe in einem anderen Instrumentengehäuse. Neben der Überwachung der Lastposition für jeden der acht Zylinder bietet die digitale Steuerung beträchtliche Flexibilität beim Programmieren des Hebevorgangs.

Bewegen des Drehturms
Der obere Abschnitt des Drehturms musste bewegt werden, damit zwei Fräsmaschinen Zugang erhielten, um die Lager gleichzeitig zu bearbeiten. Der erste Schritt der Bewegung war die Montage des Transportfahrzeugs unter dem Drehturm. Unter jedem der 100-Tonnen-Heber befand sich ein 100-Tonnen-Rollensatz.

Nachdem die Muttern von den 90 Bolzen (M39-4 x 17") entfernt waren, die das Lager mit einem Durchmesser von 1,5 m umringten, begann das Heben in 6-mm-Schritten. Die Schritte wurden dann auf 12 mm und danach auf 18 mm erhöht. Bei jedem Schritt wurden Abstandsstücke an den Hebeorten eingefügt und heftgeschweißt.
Nach über 40 Minuten wurde die gewünschte Hebehöhe von 254 mm erreicht und der Drehturm wurde von seinen Lagern gehoben (Abb. 4 und 5). Das Dreifach-Rollenlager wurde ersetzt und die Inspektion der Lagermontageflansche zeigte, dass sie die Spezifikationen noch erfüllten und nicht gefräst werden mussten.
Die Arbeit an den Lager war abgeschlossen und der Drehturm wurde innerhalb von 24 Stunden wieder an seinen Platz gesetzt. Ein wichtiger Aspekt beim Absenken war die Vermeidung von Schäden an den neuen Bolzen. Auch wenn Führungszapfen für die seitliche Positionierung sorgten, war es äußerst wichtig, ein Kippen des Drehturms beim Senken zu verhindern. Das SyncLift-System von Enerpac ermöglichte ein präzises Senken der Baugruppe, um eine Beschädigung der Bolzen zu vermeiden.
Bis zum Abschluss aller Detailarbeiten vergingen sechs Tage, das heißt ein Tag weniger als geplant. (Ein 12-stündiger Stromausfall während der Arbeiten konnte dies nicht gefährden! Generatoren und Lichtmasten kamen zur Hilfe.)

Das Enerpac-System bot nicht nur Präzision und Kontrolle, sondern half auch, die Arbeit vor dem geplanten Termin fertigzustellen.