Evactherm®-Technik in der Formstoffaufbereitung

Große Klasse jetzt auch in klein

Die Anforderungen an Gussteile werden immer höher. Damit gewinnt eine reproduzierbare und bedarfsgenaue Formstoffqualität an Bedeutung.

Mischer RV11VAC mit Evactherm®-Technik. / Foto: Eirich

Mehr als 50 Gießereien weltweit vertrauen daher schon heute bei der Formstoffaufbereitung auf das Evactherm®-Verfahren von Eirich. Das Vakuummischen gewährleistet eine konstante Kühlung auf 40° C bei optimaler Aufbereitung des bentonitgebundenen Formstoffs – selbst bei schwankenden Ausgangs- und Umweltbedingungen. Bisher nur für einen Leistungsbereich ab 60 m3/h verfügbar, bietet Eirich die Evactherm®-Technik nun ab einer Leistung von 7,5 m³/h an. Der erste kleine Vakuummischer wird im Juli 2019 bei ZMM Stomana in Bulgarien in Betrieb genommen.

ZMM Stomana, einst einer der größten Werkzeugmaschinen-Hersteller Bulgariens, ist heute auf die Herstellung von Holzbearbeitungsmaschinen spezialisiert. Zum Unternehmen gehört jedoch auch eine alte Gießerei. Die Produktionsanlagen sind technologisch nicht mehr auf dem Stand der Technik und werden nun grundlegend modernisiert. Höchstmögliche Anlagenverfügbarkeit und eine konstant erstklassige Qualität ihrer Gussteile – das sind die hoch gesteckten Ziele, die das in Silistra ansässige Unternehmen mit seiner Gießerei nun erreichen möchte. In einem ersten Schritt hat ZMM Stomana in einen Laempe-Kernschießautomaten LL30 und eine HWS-Formmaschine HSP-1 investiert. Folgerichtig ist nun eine Modernisierung der Formstoffaufbereitung. Den Auftrag hierfür erhielt die Maschinenfabrik Gustav Eirich GmbH & Co KG, die eine innovative und zugleich wirtschaftliche Lösung anbieten konnte.

Für ein Höchstmaß an Wirtschaftlichkeit
Bisher wird der Formstoff in einem Kollermischer aufbereitet und acht Rüttel-Press-Formmaschinen zur Verfügung gestellt. Der rücklaufende Altsand wird zunächst ohne Kühlung und Befeuchtung in Bunkern zwischengelagert. Daraus resultieren gerade in den Sommermonaten erhebliche Qualitätsprobleme. Die schwankende Formstoffqualität führt zu höheren Ausschussraten. Mit einer Modernisierung der Formstoffaufbereitung soll nun sichergestellt werden, dass die acht Rüttel-Press-Formmaschinen und der neue HWS-Formautomat verlässlich mit bedarfsgenauem Formstoff in reproduzierbarer Qualität versorgt wird. ZMM Stomana wünschte sich eine Formstoffaufbereitung, die durch eine zeitgemäße technische Lösung ein Höchstmaß an Wirtschaftlichkeit erreicht und folgende Anforderungen erfüllt:

  • Integration in die vorhandene Gebäudehülle,
  • Wiederverwendung vorhandener Anlagenaggregate,
  • Kühlung des Altsandes auf 40 °C,
  • Anlagenverfügbarkeit größer als 98 Prozent,
  • reproduzierbare Formstoffqualitäten,
  • weniger Emissionen, höhere Umweltverträglichkeit,
  • autonome, vollautomatische Fertigung inklusive Qualitätsüberwachung/-regelung.

Um diese Anforderungen in vollem Umfang zu erfüllen, hat Eirich ein neues Konzept entwickelt.

Weltweit neu: Evactherm®-Technik in Modulbauweise
Die gewünschte Integration der neuen Formstoffaufbereitung in die vorhandene Gebäudehülle stellte eine Herausforderung dar. Der Einbau eines Kühlers mit nachgeschaltetem Mischer war aufgrund der beengten Platzverhältnisse nicht darstellbar. Eirich entschied, einen neuen Weg zu beschreiten. Maßgeblichen Anteil an dieser Entscheidung hatte das Anforderungsprofil mit einer Kühlung des Altsandes auf 40° C. In der Entwicklungs- und Projektphase wurde gemeinsam mit ZMM Stomana daher ein neues Anlagenkonzept entwickelt:

  • Die vorhandene Altsandstrecke einschließlich Magnetabscheidung, Sieben und Lagern sowie Additivlagerung und Dosierung wurden wiederverwendet bzw. kundenseitig angepasst.
  • In einen Modulrahmen wurde eine Feststoffwaage integriert. Altsand, Neusand, Bentonit, Kohlenstaub und Filterstaub werden über Dosierschnecken auf die Feststoffwaage dosiert.
  • Auf demselben Modulrahmen sind die notwendigen Aggregate für die Vakuumperipherie des Evactherm®-Mischers zur Kühlung des Sandes angeordnet.

Aufgrund der Modulbauweise und der relativ kleinen Menge an benötigtem Formstoff entwickelte Eirich eine neue Kühlperipherie. Wesentliche Bauteile der Kühlkomponenten wurden in einem Aggregat zusammengefasst. Die kompakte Bauweise macht die Installation von Wägezellen möglich. Das Aggregat kann so auch als Wasserwaage genutzt werden. Der Vorteil liegt auf der Hand: Die Kosten für die Kühlperipherie sind deutlich geringer. Eine Wirtschaftlichkeit des Verfahrens ist daher gegeben. Ebenfalls auf dem ersten Modul ist der Pumpenstand aufgebaut.

Das Herzstück der Anlage, der Eirich- Evactherm®-Mischer RV11VAC mit einer Leistung von 7,5 m³ aufbereitetem Formstoff pro Stunde, wird auf dem zweiten Modulrahmen installiert. Der Mischer ermöglicht im Zusammenspiel mit der Vakuumperipherie eine konstante Kühlung auf 40° C bei optimaler Aufbereitung des bentonitgebundenen Formstoffes. In direkter Nähe zum Mischer sind die Schaltschränke für den Leistungs-/Steuerteil der Anlage montiert. Unterhalb des Mischers befindet sich ein Auffangbehälter für den aufbereiteten Formstoff. Er ist mit einem Abzugsgurtförderer ausgerüstet. Dahinter wurde für die Probenahme oberhalb des Gurtförderers ein Eirich-QualiMaster AT1 ProfiPlus installiert. Das Qualitätssystem bietet als Weiterentwicklung des QualiMaster AT1 neben der Messung und Regelung von Verdichtbarkeit und Scherfestigkeit neue Möglichkeiten. Mehr Sicherheit bezüglich des Korrekturfaktors für die Verdunstung wird durch eine zweite Temperaturmessung im Inline-Prüfgerät erreicht. Des Weiteren wird der Springback in Promille gemessen. Dieser Informationswert gibt Auskunft über die Rückfederung beim Formen. Als Kontrollwert misst der AT1 ProfiPlus darüber hinaus die Gasdurchlässigkeit.

Mit der Softwarelösung QualiMaster SandExpert erfolgt neben der kontinuierlichen Erfassung, Analyse und Darstellung von Chargendaten die präventive Formstoffsteuerung auf der Basis der firmenspezifischen Modelldatenbank. Die Formstoffaufbereitung kann modellabhängig programmiert und vollautomatisch gefahren werden.

Der aufbereitete und hinsichtlich seiner Qualität geprüfte Formstoff wird über einen weiteren Gurtförderer der bestehenden Fertigsandstrecke zugeführt. Sie verteilt ihn auf die acht Rüttelpressen und die HWS-Formanlage.

Ein Meilenstein der Formstoffaufbereitung
Mit der neu entwickelten Anlage setzt Eirich im Bereich der Formstoffaufbereitung neue Maßstäbe - insbesondere für Anlagen sehr kleiner Leistungsklassen.
Die wesentlichen Vorteile sind:

  • geringster Platzbedarf für die drei Prozessschritte: Homogenisieren, Kühlen, Aufbereiten,
  • Sicherstellen konstanter, reproduzierbarer Formstoffqualitäten trotz schwankender Ausgangs-und Umweltbedingungen,
  • optimaler quantitativer und qualitativer Aufschluss des Bentonits im technischen Vakuum,
  • systematische Qualitätssicherung durch Eirich-Steuerungskonzept der durchgängigen Datenintegration, welches die Vernetzung produktions-und steuerungstechnischer Parameter auf allen Ebenen sicherstellt,
  • Bewahrung der Wertstoffe im Formstoffsystem (Feinanteile, Schlämmstoffe) durch geschlossenen Wasserkreislauf,
  • Halbierung der Entstaubungsluftmengen durch Wegfall eines separaten Kühlaggregates,
  • Montage/Inbetriebnahme mit Material in weniger als 14 Tagen.

Die individuell auf die Anforderungen von ZMM Stomana zugeschnittene Anlage wird derzeit in Hardheim im Stammwerk der Maschinenfabrik Gustav Eirich in Betrieb genommen. Möglich ist dies aufgrund der Modulbauweise. Die Montage und Inbetriebnahme in der Gießerei des bulgarischen Unternehmens ist Anfang Juli 2019 geplant.

Anlässlich der GIFA 2019 in Düsseldorf stellt Eirich in Halle 17 / A38 diese Anlage mit dem kleinen Evactherm®-Mischer RV11VAC Interessierten gerne vor.

Autoren:
Edith Weiser, Branchenmanagerin Gießerei und Jörg Gaede, Vertrieb Osteuropa + Amerika, beide Maschinenfabrik Gustav Eirich GmbH & Co. KG, Hardheim