Was führt zu Materialverlusten
und Staubemissionen?

Betrachtung der spezifischen Bedingungen anhand ausgewählter Industriebetriebe, Teil 3

Teil 3 des Fachartikels beschäftigt sich mit den spezifischen Bedingungen und daraus resultierenden Empfehlungen in den Industriebereichen Festgesteinsberg-bau, Metallguss sowie verarbeitende Industrie. Informatio-nen zu den zuvor betrachteten Industriebereichen im Rah-men des gesamten Fachartikels bieten die Ausgaben 4/2021 und 5/2021 der Schüttgut & Prozess.

Grafik bzgl. diversem Material auf Förderbändern aus dem 3 Teil des Fachberichtes "Was führt zu Materialverlusten und Staubexplosionen?" von Martin Engineering auf schuettgutmagazin.de
Materialverluste und Staubemissionen in Förderanlagen können durch eine Vielzahl von Faktoren verursacht sein. Die Faktoren unterscheiden sich je nach Industrie, sind entsprechend dieser zu gewichten und umfassen u. a. Schüttgutart, Umgebungsbedingungen und maschinelle Ausrüstung.

Festgesteinsbergbau (Metalle und nicht als Brennstoff verwendete Mineralien)

Da die Preise für Metalle schwanken, kommt es häufig zu Budgetanpassungen, beschleunigten oder vorübergehend ausgesetzten Projekten.
• Sind die Metallpreise günstig, werden Anlagen normalerweise ohne Unterbrechung betrieben,  
   Stillstandzeiten werden weit in die Zukunft verlegt und Zeitfenster für wöchentliche Wartungen
   sind nur kurz, wo-durch die Vertragswartung durch spezialisierte Dienstleistungsbetriebe
   attraktiv wird.
• Erze werden oft durch Sprengung abgebaut. So entstehen große Brocken. Das Material am
   Vorbrecher-Auslauf ist normalerweise 200 mm und kleiner.
• Erze sind im Allgemeinen hoch-abrasiv und können die Stand-zeit des Bandes und anderer
   Komponenten verkürzen.
• Bei der Herstellung von Takonit-Pellets treten hohe Temperaturen auf. Takonitstaub kann sich in
   der Kante des Bandes festsetzen. Diese wirkt dann wie eine „Schleifscheibe“ und sie kann die
   Führungsrolle einer Bandeinspurvorrichtung innerhalb von Wochen absägen.
• Andere Erze, z. B. Nickelerz oder Bauxit, findet man oft in Lehmformationen, was zu Materialien
   mit klebrigen, schlüpfrigen und/oder agglomerierenden Eigenschaften führt.

Förderanlagen und Übergaben

Die Anwendungen für Förderanlagen befinden sich üblicherweise am Schwerlast-Ende des Leistungsspektrums, typischerweise mit schweren Lasten und mehrfachen Gurtverbindungen auf relativ kurzen Förderanlagen. Die Standzeit des Bandes ist oft kurz. Das Band wird als Verschleißartikel betrachtet, so dass aggressivere Reinigungs- und Abdichtsysteme einsetzbar sind. 
Überlandförderanlagen werden oft für den Transport von Material und von Abraum verwendet. Der Zugang zu diesen Förderanlagen ist oft schwierig − sie können über sensible Bereiche führen, z. B. Autobahnen oder Naturschutzgebiete. Bandbreiten von 1800 mm und Geschwindigkeiten von über 5 m/s findet man häufig. Die Verwendung von Stahlseilen in den Bändern stellt die Zubehörteile vor neue Herausforderungen. Häufig sieht man, dass beschädigte Stahlseile aus der Deckplatte hervorstehen und über Abstreifblätter und Trägerrahmen hinweg peitschen.
Da die Bänder oft bis zur Kapazitätsgrenze beladen werden, sind Materialverluste entlang des Obergurts häufig und es besteht die Gefahr, dass große Steine auf das Untertrum des Bandes springen und zwischen die Trommeln und das Band geraten. Um das Band und die Trommeln vor Schäden zu schützen, werden V-Schutzabstreifer für höchste Beanspruchung eingesetzt.

Sandgrube mit Förderbändern und Übergaben aus dem 3 Teil des Fachberichtes "Was führt zu Materialverlusten und Staubexplosionen?" von Martin Engineering auf schuettgutmagazin.de
Schotter wird aus einem Lastwagen abgeladen aus dem 3 Teil des Fachberichtes "Was führt zu Materialverlusten und Staubexplosionen?" von Martin Engineering auf schuettgutmagazin.de

• Abrieb ist ein bedeutendes Problem, das zu Wartungsproblemen mit dem Ergebnis einer
   verminderten Effektivität des Zubehörs und der gesamten Funktion des Systems führt.
   Schurrenauskleidungen und Trommelummantelungen unterliegen normalerweise einem hohen
   Verschleiß. Häufig werden anschraubbare Verschleißauskleidungen verwendet, wobei die
   Möglichkeiten zur Abdichtung der Einhausungen durch die erforderlichen Zugangs-
   möglichkeiten zu den Schrauben begrenzt werden.
• Bei Überlandförderanlagen ist die Gurtführung ein häufiges Problem. Statt v-förmigen Rück
   -laufrollen lassen sich auch hochbelastbare Einspurvorrichtungen mit Mehrfachdrehpunkten
   verwenden. 
• Bedingt durch die Klebrigkeit der Materialien und die großen Brocken verstopfen die Schurren
   häufig. Abhilfe kann der Einsatz von Luftkanonen schaffen.
• Wegen des hohen Materialdurchsatzes an den Übergaben und wegen der großen Brocken treten
   extrem hohe Stoßkräfte auf. Möglicherweise halten normale Aufpralldämpfungstische diesen
   Kräften nicht stand und es müssen Aufpralldämpfungssysteme mit Girlandenrollen verwendet
   werden.
• Schurren mit ingenieurtechnisch konstruierten Durchfluss können die Gleichmäßigkeit
   der Materialbewegung verbessern. Dadurch lässt sich die Abriebwirkung auf die Auskleidungen
   entlang der Schurrenwandung reduzieren und deren Standzeit verbessern. Durch die Zentrierung
   des Materialflusses können diese Schurren die Materialzerkleinerung dadurch verbessern, dass
   sie, das Material gezielter auf die Mitte des Brecherkegels lenken.

Bandreinigung

Übergabe auf Kegelhaufen von aus dem 3 Teil des Fachberichtes "Was führt zu Materialverlusten und Staubexplosionen?" von Martin Engineering auf schuettgutmagazin.de

• Bei der Aufbereitung von Takonit wird das Material nach dem Bentonitzusatz sehr klebrig. Für
   diese Anwendung ist ein Vorabstreifer mit Metall-Abstreifblatt empfehlenswert.
• Das Material bei der Aufbereitung von Nikkelerzen und Bauxit ist thixotrop (gelartig) und sehr
   schwer vom Band zu entfernen. Die Anwendung von Wasser zur Befreiung der Gurtreiniger von
   Materialaufbau steigert den Wirkungsgrad.
• Sekundärabstreifer sind normalerweise mit Abstreifblättern aus Wolframkarbid ausgestattet,
   um die Leistung zu verbessern und die Standzeit zu verlängern, die durch abrasive Anteile
   beeinträchtigt werden. Oft werden strapazierfähige Abstreifer mit extra dicken Wolframkarbid-
   Abstreifblättern verwendet.
• Die Standzeit der Abstreifblätter ist beträchtlich kürzer als bei anderen Anwendungen und die
   Gurtreiniger haben einen höheren Wartungsbedarf. Not-wendig sind Abstreifer mit konstanter
   Spannung während der gesamten Lebensdauer des Abstreifblatts, damit sich die
   Wartungsintervalle in einem vernünftigen Rahmen halten lassen.
• Große Brocken können in der Schurre als Querschläger hin und her geschleudert werden
   und die Gurtreiniger beschädigen, entweder durch direkten Aufprall oder dadurch, dass sie sich
   an ungewöhnlichen Stellen festsetzen und in der Folge die Spannvorrichtung blockieren oder
   die Achse des Abstreifers verbiegen. Die Verwendung von Primärabstreifern für höchste
   Beanspruchung (Extra- Heavy-Duty) ist erforderlich. Ein aus zwei Primärabstreifern bestehendes
   System bietet eine akzeptable Reinigungswirkung und ist weniger anfällig für Beschädigungen.
• Zur Verbesserung der allgemeinen Reinigungsleistung und zur Verlängerung der Standzeit der
   Primär- und Sekundärabstreifer ist bei Materialien mit hoher Adhäsion die Verwendung eines vor
   dem Vorabstreifer installierten Krustenzerkleinerers erforderlich.
• Bei Fördergurten mit Stahleinlagen ist die Trommelreinigung wichtig. So lässt sich verhindern,
   dass das Band durch Materialansammlungen überspannt und durchstochen wird. Um das
   abgereinigte Material vom Band zu entfernen, werden bei dieser Anwendung oft auf Armen
   seitenverkehrt montierte Sekundärabstreifer in Kombination mit einem Prallpuffer oder
   Lenkblech eingesetzt. 

Staubkontrolle

• Die Staubunterdrückung kann nicht nur im Bergbau, sondern auch beim Transport von Pellets
   eingesetzt werden. Die Staubabscheidungssysteme umfassen häufig die gesamte Anlage.
• Bei der Takonitaufbereitung und in anderen Aufbereitungsanlagen wird eventuell Kohle und Gas
   zur Befeuerung der Anlage verwendet, was zur Staubbildung führt und eine Staubabscheidung
   über dem Kohletransportsystem erforderlich macht.
• Zur Unterdrückung von Siliziumdioxid-Stäuben wird auch chemische Staubunterdrückung
   verwendet.
• Einsatz modernster Technologien der Fördertechnik trägt auch zur besseren Staubkontrolle bei.
   Dazu gehören unter anderem ingenieurmäßig konzipierte Durchflussschurren und
   luftunterstützte Fördersysteme.

Überdachtes Förderband zu Industrieanlage aus dem 3 Teil des Fachberichtes "Was führt zu Materialverlusten und Staubexplosionen?" von Martin Engineering auf schuettgutmagazin.de
Ablagerungen rund um luftunterstütztes Beförderungssystems aus dem 3 Teil des Fachberichtes "Was führt zu Materialverlusten und Staubexplosionen?" von Martin Engineering auf schuettgutmagazin.de

Metallguss

Allgemeine Charakteristik

• Primäre Herausforderungen sind erwartungsgemäß die hohen Materialtemperaturen und
   erschwerte Servicebedingungen.
• Die Art des Metallgusses − Eisenguss oder NE-Metalle − ist nicht so wichtig wie die
   Handhabung der Stoffe, die bei der Herstellung der Gussformen verwendet werden.
• Der für die Herstellung der Gussform aufbereitete Sand wird als Fertigsand oder Grünsand
   bezeichnet. Als Altsand gilt hingegen der nach der Entfernung des Gussstücks aus der Form
   wiedergewonnene Sand.
• Staubige, warme und feuchte Materialien können Urethanprodukte wie z. B. Abstreifblätter
   zersetzen.
• Während Gießereisand nicht hochabrasiv ist, kann dessen Feuchtigkeitsgehalt selbst bei einer
   abriebbeständigen Platte zu Korrosion führen.
• Scharfe Stücke aus gegossenem Metall rutschen gelegentlich mit dem Altsand durch und
   beschädigen das Band oder andere Komponenten.

Förderanlagen und Übergaben

• Keine hohen Bandgeschwindigkeiten. Diese bewegen sich normalerweise im Bereich zwischen
   0,25 bis 1 m/s.
• Die Beanspruchungen bei den Anwendungen in Gießereien sind, allgemein gesehen, leichterer
   Art. Ausnahme: Ausschuss-/Rückführungssysteme, bei denen gelegentlich Metallbrocken von der
   Größe eines Motorenblocks auftreten können.
• Die Gurtführung wird oft von ablaufendem Formsand beeinträchtigt, der sich schnell auf den
   Rücklaufrollen aufbaut. Hier können Führungseinrichtungen mit Mehrfachdrehpunkten effektiv
   eingesetzt werden.
• Der beim Guss bereits verwendete und wiedergewonnene Altsand wird auf Bändern zurück ins
   Sandlager oder zum Formsandmischer für die Wiederverwendung transportiert. Der Sand ist hier
   immer noch heiß vom vorhergehenden Gussvorgang.

Bandreinigung

Beim Abreinigen der im Gießereisand vorhandenen runden Partikel von den sich relativ langsam
bewegenden Bändern halten weichere Urethan-Abstreifblätter länger. 

• Von abgenutzten Bändern lässt sich der Sand mit Bürstenreinigern wirksam entfernen.
• Bänder für den Transport von Altsand sind normalerweise mit einer magnetischen Kopftrommel
   zur Entfernung der im Sand verbliebenen Metallteile ausgestattet. Innerhalb eines Bereiches
   von 300 mm um eine Magnetabscheider-Trommel sollten keine Abstreifer mit Metallspitzen
   verwendet werden.

Förderband zu einer Produktionsstätte aus dem 3 Teil des Fachberichtes "Was führt zu Materialverlusten und Staubexplosionen?" von Martin Engineering auf schuettgutmagazin.de

Staubkontrolle

• Für die Entstaubung steht hier die Eindämmung und die Staubabscheidung zur Auswahl. Dem
   Formsand darf keine Feuchtigkeit zugesetzt werden.
• Wegen seines hohen Siliziumdioxidgehaltes wird Gießereistaub oft als Gefahrstoff betrachtet.

Verarbeitende Industrie
Betrachtet werden die Anwendungen mit leichterer Beanspruchung aus den Bereichen Nahrungsmittel, Chemie, Pharmazie, Düngermittelherstellung, Getreideförderung und Tabakprodukte.

Allgemeine Charakteristik
• Obwohl in diesen Industriebereichen völlig verschiedene Materialien transportiert werden,
   weisen sie eine ganze Reihe von Gemeinsamkeiten im Hinblick auf Konstruktion und
   Ausführungsart der Förderanlagen auf.
• Im Allgemeinen treten in diesen Industriebereichen nur leichte Beanspruchungen auf, mit
   geringeren Bandbreiten im Bereich von 450 bis 900 mm, die langsamer laufen und geringere
   Materialmengen zu bewegen haben. In mancherlei Hinsicht entsprechen diese Geräte einer
   kleineren Version der im Bergbau verwendeten Systeme. Jedoch werden hier aufgrund der
   Begrenzungen in Bezug auf die Größe der Kopftrommel, der Bandgeschwindigkeiten, der
   Gurtspannungen und der speziellen Anforderungen im Hinblick auf die Reinigung ganz spezielle
   Komponenten benötigt.
• Bei vielen Anwendungen wird für den Bau der Materialtransporteinrichtungen und der
   Zubehörteile die Verwendung von Materialien in Lebensmittelqualität vorgeschrieben. Oft
   kommen Polymere in Lebensmittelqualität zum Einsatz. In Anwendungen, z. B. bei der
   Tabakverarbeitung, sind Abstreifblätter aus Aluminium einsetzbar. Die Art der verwendeten
   Abstreifblätter hängt von der Bandgeschwindigkeit, dem transportierten Fördergut und seiner
   Temperatur ab.

Förderanlagen und Übergaben

Flache Förderbänder werden häufiger verwendet als gemuldete Bänder.

Bandreinigung

• Durch die kleineren Trommeln, Förderanlagen und Bänder können Probleme bei der Entfernung
   von Materialansammlungen auftreten.
• In vielen Industriebereichen kommen spezielle Waschsysteme zum Einsatz. Die
   Materialtransporteinrichtungen und die Komponenten müssen mit den Reinigungsverfahren und
   den verwendeten Chemikalien kompatibel sein. Aufgrund der Hygienevorschriften müssen die
   Gurtreinigungssysteme so konzipiert sein, dass man sie leicht entfernen kann.

Staubkontrolle

Aufgrund der generell kleineren Geräte und der geringeren Materialmengen ist die anfallende Staubmenge nicht so groß wie in anderen Industriebereichen. Der Wert des als Staub verlorenen Materials ist jedoch oft relativ hoch, so dass dessen Erfassung und Wiedergewinnung bzw. die Verhütung von Staubverlusten wirtschaftlich bedeutend ist. 

Über Martin Engineering

Seit Gründung 1944 entwickelt man praxisnahe, erprobte und kostengünstige Lösungen im Bereich der täglichen Schüttguthandhabung für Unternehmen weltweit. Heute ist Martin Engineering der weltweit führende Anbieter von Systemen, die die Handhabung von Schüttgütern sauberer, sicherer und produktiver machen. MARTIN® Produkte sind für härteste Einsatzbedingungen ausgelegt sowie für einfache Wartung, Handhabung, Sauberkeit und Effizienz konzipiert. Zudem werden sie personalisiert, um die individuellen Anforderungen der jeweiligen Kunden zu erfüllen.

Kontakt

Martin Engineering GmbH
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Tel.: 49-6123-97820
Fax: 49-6123-75533
info@martin-eng.de
www.martin-eng.de

Teil 1 & 2 des Artikels finden Sie hier:

Was führt zu Materialverlusten und Staubemissionen?

Teil 4 des Fachartikels zu Materialverlusten und Staubemissionen in ausgewählten Industriebetrieben erscheint in der Ausgabe 2/2022 der Schüttgut & Prozess.

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