Jede Menge technologische Errungenschaften kommen zum Einsatz, wenn Enerpac-Litzenheber massive Eisenerzmühlen aus China sicher hebt

Ein Enerpac-Litzenhebersystem, das enorme Lasten mit einer Genauigkeit von Millimeterbruchteilen sicher positionieren kann, wird von der VDM Group beim Bau des größten Magnetitminen- und -verarbeitungsbetriebs Australiens eingesetzt.

Das 4 Mrd. US-Dollar teure Sino Iron Ore-Projekt von CITIC Pacific Mining in Westaustralien umfasst 12 der größten jemals gebauten Eisenerzverarbeitungsmühlen, die in China hergestellt und in Teilen für die präzise Positionierung auf ihren Lagern 21 Meter über dem Bogen transportiert werden.

Es handelt sich dabei um die ersten Eisenerzverarbeitungsmühlen, die in einer Fabrik in China hergestellt und in ein anderes Land über das Meer und die Straße für eine schnelle Montage am Ziel über 7000 km entfernt transportiert wurden. Dieser Vorgang bedeutet enorme Zeiteinsparung gegenüber einer Fertigung vor Ort.

Die ersten sechs Paare aus 800 Tonnen schweren Kugelmühlen und 1400 Tonnen schweren Autogenmühlen werden von der VDM Group mithilfe von Enerpac-Präzisionshebetechnologie während eines einjährigen Programms, das sich von Januar dieses Jahres bis Ende Januar 2011 erstreckt, installiert. Das riesige Projekt basiert auf einer anfänglichen Zielkapazität von 27,6 Mio. Tonnen pro Jahr aus einer Ressource von über zwei Mrd. Tonnen erkundetem, angezeigtem und vermutetem Magnetiterz. Möglicherweise werden später weitere Mühlen hinzugefügt, da der Standort 100 km von Karratha entfernt wächst und eine der größten Eisenerzerschließungen weltweit werden wird. Das Projekt, dessen Eigentümer die China Metallurgical Company ist, wird während des Baus 10.000 Arbeiter und während des Betriebs 800 Arbeiter beschäftigen und beinhaltet einen umfassenden Technologietransfer mit chinesischen und australischen Entwurfsteams, die die Mühlen entwickeln, die das Magnetiterz in feines Konzentrat verarbeiten und Produkte mit Zusatznutzen produzieren wird, die dazu beitragen werden, den Weg für die Magnetitindustrie im Staat frei zu machen.

Das australische und internationale Team von Enerpac Integrated Solutions arbeitete bereits früher beim Bau des „Vogelnest“-Stadions für die Olympischen Spiele in Beijing mit CITIC Pacific zusammen. Die Partnerschaft setzte Litzenhebetechnologie ein, die auf der Vorspannungs- und konstanten Nachspannungstechnologie von Enerpac sowie dem Know-how beim Schwerlastheben basiert, die bereits beim Heben des 10.000 Tonnen schweren russischen U-Boots Kursk vom Meeresboden eingesetzt wurde.

Schwerlasthebesysteme
 

Die leistungsfähigen SPS-gesteuerten synchronen Schwerlast-Litzenhebesysteme heben Lasten von Tausenden von Tonnen bei eingeschränktem Zugang, eingeschränktem Überkopf-Raum oder wenn maximale Stabilität erforderlich ist. Die Anwendungen reichen von Bergbau, Energie- und Erdölstätten onshore und offshore bis zur Platzierung von Waffensystemen in U-Booten, der Positionierung von Maschinen in Tunnels und dem Errichten von Brücken und Viadukten.

Das von der VDM Group für CITIC Pacific und MCC Mining spezifizierte Sino Ore-Litzenhebesystem umfasste vier 444 Tonnen schwere Litzenheber mit 37 Strängen mit Aufwickel- und Palmensteuerungssystem, die sich auf den vorgefertigten Stahlstützen über der Position befinden, an die die Kugelmühlen auf der Straße von der Werft in Cape Preston zum Mühlenstandort im Konzentratorbereich in Cape Preston im äußersten Nordwesten von Westaustralien geliefert werden.

Die Mühlen werden in mehreren Nächten mit ungefähr 1 km pro Stunde auf Transportern mit mehreren Rädern transportiert, bevor sie für das Heben in eine Höhe von 6 m über dem Transporter und anschließende Senken um 6 m für das Positionieren auf dem mobilen Transporter unter den Litzenhebevorrichtungen platziert werden. Der mobile Transporter wird seitlich auf Schienen an seine Position gefahren, nachdem der Transporter mit mehreren Rädern entfernt wurde.

Der mobile Transporter transportiert die Mühlen anschließend seitlich zu einer Position neben den Fundamenttürmen, auf denen sich die Zapfenlager befinden, wo das Litzenhebesystem, das von anderen vorgefertigten Hebetürmen betrieben wird, sie hebt und in ihre endgültige Position absenkt. Der Litzenheber kann mit einer Geschwindigkeit von bis zu einem Meter alle neun Minuten heben und senken, wobei eine Person die vielen erforderlichen Schritte von einem SPS-Bildschirm steuert und die Aktion der Heber synchronisiert.

Die Heber enthalten Hohlkörper-Hydraulikzylinder mit großer Kapazität, Doppelsperrzylinder und speziell entwickelte Klemmkeile. Die Gruppen der Zylinder (die jeweils eine Hebeleistung von bis zu 1000 Tonnen haben können) werden direkt über der Last positioniert, um sie sicher an mehreren Drahtseilsträngen nach oben zu ziehen, die von einem integrierten Sperrsystem gesteuert werden.

Das Präzisionshebesystem, das an einem festen, stabilen umgebenden Rahmen hängt, bietet vollständige Kontrolle in jeder Phase des Hebevorgangs, wobei das hydraulisch betriebene und SPS-gesteuerte Hebe- und Sperrsystem die Last in jeder Position sicher halten kann.

„Genauigkeit ist in allen Phasen des Betriebs äußerst wichtig, genauso wie die Positionierung der riesigen Mühlen auf ihren Lagern. Die Hebevorgänge erforderten sehr genaue und stabile Technologie, die bei allen Bedingungen einschließlich extremer Hitze, die häufig über 40 Grad Celsius beträgt, sowie bei der Gefahr häufiger Winde zuverlässig funktioniert“, sagte Colin Chapman, Manager bei Enerpac Integrated Solutions. Chapman und der technische Supportingenieur Ray Paasila von Enerpac halfen dem Ingenieur, der die ersten Litzenhebevorgänge steuerte, die von der VDM Group unternommen wurden.

„Die VDM Group investierte viel Zeit und Energie in die Förderung von Teamwork, was sich während des Hebens auszahlte. Sie reisten nach Europa, um sich in der Technologie zu schulen, und arbeiteten eng mit Enerpac und der Enerpac Global Integrated Solutions-Spezialistin Antonia Lopez Pasteur zusammen, die für den ersten Hebevorgang nach Australien kam“, sagte Chapman.

„Das Teamwork zahlte sich schon beim ersten Hebevorgang aus, als wir während der Positionierung über den Lager die Mühle innerhalb von 0,6 mm von der Zielposition absenkten, wie von den Mühlenherstellungsmitarbeitern vor Ort gefordert. Dies ist ein ziemlich toller Erfolg angesichts der Tatsache, dass die Mühle fast 800 Tonnen schwer ist und wir oben am Mühlenfundament mit Winden zu kämpfen hatten, die eine Geschwindigkeit von schätzungsweise 10 m/s hatten.“

„Das Absetzen der Mühle auf den Schubblöcken war der schwierigste Teil des gesamten Vorgangs. Der Abstand zwischen den Schubblöcken und der Nut im Zapfen der Mühle beträgt an jeder Seite nur 0,5 mm.“

„Die beteiligten Mitarbeiter von CITIC Pacific und Monadelphous baten uns, die Mühlenposition mit vier manuellen Hilfshebern jeweils 0,1 mm anzupassen. Die VDM Group zeigte enorme Fachkenntnisse beim Absenken der Mühle in 0,2-mm-Schritten, während sich die Mühle der Zielposition näherte, wobei die ursprünglich geforderten Spezifikationen bei weitem übertroffen wurden.“ „Das Team vor Ort hob die Zapfenlager, um einen Kontakt mit den Zapfen an beiden Enden herzustellen und die Mühle zu tragen. Die Gestelle wurden dann abgesenkt und es wurden Vorbereitungen getroffen, den mobilen Transporter wegzufahren.“

„Dies war ein enorm schwieriger Vorgang, der außergewöhnliche Präzision, Vorbereitung und Teamwork erfordert. Es war ein außergewöhnlicher Erfolg, der von allen Beteiligten erreicht wurde.“ Litzenheben (das seinen Ursprung im Beton-Nachspannprinzip hat) ist besonders nützlich, wenn Lasten über lange Strecken gehoben und gesenkt werden müssen und wenn Bediener maximale Stabilität und Präzisionskontrolle über den Hebevorgang benötigen.

Alle bei einem Projekt eingesetzten Litzenhebeelemente hängen an Stahlseilen über der Last. Das gebündelte Stahlseil (die Litze) geht durch den Hydraulikzylinder jedes Litzenhebeelements. Jeder dieser Zylinder enthält eine integrierte Sperrfunktion, die remote durch synchronisierende SPS-Technologie betätigt wird. Nach dem anfänglichen Ausfahren des Zylinders wird diese an das Seil geklemmt, während der Zylinder für seinen nächsten Zyklus zurückgezogen wird und wieder ausfährt, um den Vorgang so oft zu wiederholen, wie es für die jeweilige Aufgabe erforderlich ist.

Durch Ein- und Ausfahren des Zylinders bei eingerasteten Griffen, wird eine Hebe- oder Senkbewegung erreicht. Ein technisch ausgereiftes Softwareprogramm synchronisiert die Bewegung der Litzenhebeelemente und passt die Bewegung an die Lasten pro Hebepunkt an. Dieses Programm kann Dutzende von Litzenhebern gleichzeitig betreiben und steuern. Während des Betriebs werden alle Lasten und Verankerungspositionen auf dem Bildschirm der Steuereinheit angezeigt.

„Da die Mehrfachheber im Einklang und mit großer Präzision bewegt werden können, können schwere Strukturen (mit größerer Sicherheit und höheren Kosten) am Boden zusammengebaut und anschließend in ihre Position gehoben werden, statt sie in der Luft aufbauen zu müssen. Herkömmliche Kräne und andere Hebemethoden können diesen Grad an Präzision nicht bieten“, sagt Chapman, der an einigen der größten Industrie- und Infrastrukturprojekten Australiens beteiligt war, zum Beispiel Pipeline-, Ressourcenlader-, Hafen-, Erdöl, Schwerlasthebe- und Materialtransportprojekte. Da sich die Litzenhebezylinder direkt über den Hebepunkten der Last befinden, bieten sie nicht nur maximale Stabilität, sondern ermöglichen auch die Aufwendung der vollen Hebekraft, da diese nicht von einer Versatzposition am Ende eines Hebeträgers oder -auslegers aufgewandt werden muss. Die maximale Hebeleistung dieser Litzensysteme, die Kräne und andere Hebesysteme ergänzen sollen, wird durch die Litzenkapazität und nicht durch die reichliche Kapazität der Hydraulikzylinder bestimmt, die bereits weltweit mit außergewöhnlicher Zuverlässigkeit eingesetzt wurden“, sagt Colin Chapman. „Theoretisch kann jede Anzahl von Litzenhebern gleichzeitig verwendet werden, um eine unbegrenzte Hebeleistung zu erreichen, mit Computersteuerung, damit die Bewegung aller Heber synchronisiert verläuft.“ „Aber in der Praxis können bei Verwendung von 40 der größten Heber, die in Australien bis heute verwendet wurden (mit einem Gewicht von 444 Tonnen), mit einem Sicherheitsfaktor von 2,5 bis 1 Lasten von mehr als 17.000 Tonnen mit äußerster Präzision und Sicherheit gehoben werden.“

Projekte von Enerpac Integrated Solutions reichen weltweit vom Heben ganzer Gebäude oder Brücken (zum Beispiel der Golden Gate Bridge) bis zum Zerlegen von Bergbau-Seilbaggern für Wartungsarbeiten und den Bau von Offshore-Ölbohrinseln.

Zu den neuesten Projekten gehört der Bau des weltweit höchsten Viadukts – des Millau-Viadukts in Südfrankreich – das mit 300 Metern die höchste Straßenbrücke der Welt und doppelt so hoch wie die höchste Stelle der Sydney Harbour Bridge und höher als der Eiffelturm ist.

Sino Iron-Projekt von CITIC Pacific

Das Sino Iron-Projekt von CITIC Pacific Mining ist ein großes Magnetiteisenerzprojekt der Weltklasse, das erste seiner Art in Westaustralien. Es bringt innovative, neue Bergbauprozesse in dieses Land und ist das erste Eisenerzprojekt, das eine umfangreiche nachgeschaltete Verarbeitung umfasst.

Laut dem Unternehmen wird das Projekt das Know-how und die Fachkenntnisse bei der Magnetitverarbeitung von chinesischen und anderen weltweit führenden Profis in diesem Feld nutzen und eine ausgezeichnete Gelegenheit für Australien bieten, von internationalen Fachkenntnissen und Verarbeitungstechnologie zu profitieren.

Das Sino Iron-Projekt ist ein hochtechnischer, wertsteigender Prozess, der erhebliche Verarbeitungs- und Transportinfrastruktur erfordert.

Das Projekt hat Zugriff auf über zwei Milliarden Tonnen erkundetes, angezeigtes und vermutetes Magnetiterz und wird, nach Inbetriebnahme eine der weltweit größten Minen sein. Es wird pro Jahr 27,6 Millionen Tonnen als Mix aus Pellets und Konzentrat produzieren.

Das Endprodukt der Mine – Magnetit als Konzentrat und Pellets – ist ein wichtiger Rohstoff, da es eines der Rohmaterialien zur Herstellung von Stahl ist. Beim Umwandlungsvorgang wird erheblich weniger Kohlendioxid produziert als bei anderen Materialien, was Magnetit in diesen Zeiten des Umweltbewusstseins zunehmend begehrt macht. Es wird geschätzt, dass das Sino Iron-Projekt von CITIC Pacific Mining in den nächsten 25 Jahren Einnahmen in Höhe von fast 75 Milliarden Australische Dollar zur australischen Wirtschaft beitragen wird.

Die Ausgaben für den Betrieb werden auf über 30 Milliarden Australische Dollar über die derzeitige Lebensdauer des Projekts geschätzt und es wird einen Exporterlös von mindestens 3 Milliarden Australische Dollar pro Jahr generieren. Die erfolgreiche Implementierung dieses Projekts könnte außerdem Entwicklungen von Magnetiteisenerzprojekten und größeren Gasprojekten in der unmittelbaren Nähe erleichtern.

Das Projekt stellt außerdem eine wichtige Verbindung zu China dar und fördert engere Verbindungen zwischen den Regierungen von Westaustralien und China, die wiederum ein Interesse an anderen direkten Investitionen aus China im Staat oder landesweit auslösen könnte.