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KELLER HCW errichtetet neues Ziegelwerk für ZAO "Pawlowskaja Keramika" in Pawlowsky Posad

[September 2008] Bereits im April 2008 konnte KELLER HCW ein neu errichtetes Ziegelwerk an die Betreiber der Firma ZAO "Pawlowskaja Keramika" in Pawlowsky Posad übergeben. Der moderne Neubau ersetzt das bisher an gleicher Stelle befindliche ursprüngliche Werk. Lesen Sie hier eine ausführliche Werksbeschreibung zu der neuen Anlage in der Nähe der russischen Hauptstadt Moskau.

Der Ort

Pawlowsky Posad ist ein Ort mit ca. 65.000 Einwohnern rund 70 km östlich von Moskau. Der bereits im 14. Jahrhundert genannte Ort wird hauptsächlich durch die Textilindustrie geprägt. Darüber hinaus sind die Landwirtschaft, ein Nahrungsmittelbetrieb, einige kleinere Unternehmen sowie die Ziegelei die wirtschaftlichen Faktoren des Ortes.

Das Ziegelwerk

Seit über 100 Jahren werden traditionell in Pawlowsky Posad Ziegel gebrannt. Ton wird aus der zum Unternehmen gehörenden Grube gefördert und im Werk aufbereitet. Für den Neubau wurden die Anlagen der alten Ziegelei komplett demontiert. Aufgrund eines vorab an KELLER HCW erteilten Planungsauftrages war es dann möglich, die vorhandenen Hallengebäude termingerecht anzupassen und weiter zu nutzen.

Das Projekt

Auf dem Gelände der existierenden Ziegelei wurde eine komplett neue Produktionsanlage für die Herstellung von 60 Millionen Vormauerziegeln errichtet. Die Maschinen und Einrichtungen können auf eine Leistung von 75 Mio. NF–Einheiten pro Jahr optional gesteigert werden. Im Werk können unterschiedlichste Formate entsprechend der vorgegebenen Nomenklatur produziert werden, wobei die gelieferten Einrichtungen die Produktion spezieller Formatgrößen bis hin zum Formziegel ermöglichen. Als Basisrohstoff für die Herstellung von Vormauerziegeln werden Tone aus der vorhandenen Grube verwandt, welche mit Zusatzton und Sand sowie anderen Zuschlagstoffen veredelt werden. Ebenfalls ist die Möglichkeit gegeben, Mangan, Titanoxid oder andere Additive zuzugeben. Die notwendigen Rohmaterialuntersuchungen sowie die Ausarbeitung der optimalen Materialzusammensetzung wurden im hauseigenen Keramiklabor der KELLER HCW GmbH in Ibbenbüren-Laggenbeck durchgeführt.

Für die Konzeption des Werkes durch die KELLER HCW GmbH wurden gemeinsam mit dem Betreiber wesentliche, an die örtlichen Gegebenheiten angepasste Kriterien festgelegt:

• Optimale Ausnutzung des vorgesehenen Werksareals
• Sicherung von Qualität und Quantität
• Hohe Verfügbarkeit der Anlage
• Leistungsreserven für unvorhergesehene Betriebsunterbrechungen
• Gute Anlagenflexibilität für Formatwechsel
• Niedrige Investitionskosten
• Geringe Wartungskosten
• Geringer Ersatzteilbedarf
• Effiziente Energienutzung zum Betrieb von Maschinen, Trockner und Ofen
• Optimale Arbeitsbedingungen für das Betriebspersonal

Diesen Anforderungen konnte durch den weitestgehenden Einsatz von Qualitätskomponenten, der ausreichenden Leistungsauslegung zur Erreichung eines sicheren Betriebsablaufs sowie durch bedienerfreundlich gestaltete Arbeitsabläufe genüge getan werden.

Im Mai 2006 wurde bei KELLER HCW in Ibbenbüren-Laggenbeck der Vertrag über die Lieferung einer Gesamtanlage mit Maschinenanlage, Trockner und Ofen unterzeichnet.

Anlagenbeschreibung

Maschinenanlage für die Mauerziegelfertigung (Nassseite)
Da die Ziegeltrocknung in einem konventionellen Tunneltrockner mit Trocknerwagen und Formlingsträgerbeladung erfolgt, wurde die Maschinenanlage entsprechend konzipiert:

Der kontinuierlich austretende Tonstrang wird durch einen Universalabschneider mit elektronischer Kurvenscheibe in einzelne Formlinge geschnitten. Wahlweise ist es möglich durch eine hinzuschaltbare Vorrichtung, die nassen Formlinge mit einer umlaufenden Fase zu versehen. Eine weitere Veredelung des Tonstranges kann durch das Integrieren einer Oberflächenbearbeitungsmaschine erfolgen. Hierzu ist das Transportband zwischen Pressenmundstück und Abschneider auf Schienen verschiebbar angeordnet. Auf einem Gruppierband werden die Formlinge zur Verbesserung der Luftzirkulation im Trocknungsprozess auf Abstand gezogen und durch einen Lattenautomaten auf paarweise angeordnete Formlingsträger ("Latten") übergeben.
Durch eine Gruppierkettenbahn werden die belegten Formlingsträger lagenweise angesammelt. Abhängig von der jeweiligen Tonstrangbreite kann hier mit verschiedenen Mittenabständen gefahren werden. Nach Abschluss der Gruppierung werden die aufgereihten Formlingsträger durch eine spezielle Hub- und Verfahreinrichtung schichtenweise in die bereitstehenden Tunneltrocknerwagen geladen.

Tunneltrockner
Der Tunneltrockner ist mit einem Nassspeicher und 4 Trocknungsgleisen ausgestattet. Der Transport der mit den Formlingen beladenen Trocknerwagen erfolgt programmabhängig taktweise. Zur Aufrechterhaltung des Trocknungsklimas ist der Trockner mit Ein- und Ausfahrschleusen ausgestattet. Als Besonderheit ist es möglich, außerhalb des Trockners durch eine zweiseitig wirkende Schiebebühne Trocknerwagen aus- bzw. einzuspeichern.
Die zur Trocknung notwendige Luftumwälzung realisieren Düsenwände. Durch Schlitzdüsen in vertikalen, zwischen den Trocknerwagen befindlichen Blechwänden, wird die Trocknungsluft zwischen die Formlinge geblasen und umgewälzt. Die hierzu benötigte Wärmeenergie liefert primär die Ofenabluft bzw. wird durch zuschaltbare Brenner gewonnen und über Radialventilatoren dem Trockner zugeführt.
Entsprechend dem jeweiligen Feuchtegehalt ist der Tunneltrockner in 4 Klimazonen unterteilt. Die gesättigte Nassluft wird über in Nassluftschlote installierte Axialventilatoren der Umgebungsluft wieder zugeführt. Zur Regelung der Zuluft- bzw. Abluftströme sind in den Luftkanälen und Rohrleitungen elektromotorisch betriebene Regelklappen eingebaut.
Durch den Einsatz von Druck-, Feuchte-, und Temperaturmeßeinrichtungen ist eine exakte, den jeweiligen Zuständen (z.B. bei Formatwechsel) angepasste Luft- und Temperaturführung im Tunneltrockner möglich. Die Steuerung des Trockners und der Tunneltrocknerumfahranlage erfolgt automatisch mittels eines frei programmierbaren Prozeßrechners. Verbrauchs- und Statusdaten können jederzeit abgerufen werden. Formatabhängige Trocknungskurven werden vollautomatisch abgefahren und mit den IST-Werten abgeglichen und bei Bedarf angepasst.

Setzmaschine
Die mit getrockneten Rohlingen beladenen Latten werden analog zur Trocknerwagenbeladung schichtweise dem Trocknerwagen entnommen und auf einen Kettentransporteur abgesetzt. Ein Roboter entnimmt die Rohlinge von den Formlingsträgern und platziert sie auf Zuführbahnen zur Setzmaschine. Durch den Einsatz von Keilriemenförderern, Anschlägen und Halteklammern werden die leeren Latten zu Schichten angesammelt. Ein Übersetzer transportiert die Formlingsträger zur Einlaufbahn in den Lattenautomaten bzw. stapelt sie auf entsprechende Gerüste zur Zwischenspeicherung. Gleichzeitig transportieren Förderer die Rohlinge zweireihig zum Setzmaschineneinlauf. Hier werden sie mittels Halteklammer und Verfahrwagen zu abgezählten Reihen angesammelt. Eine absenkbare Wendeeinrichtung ermöglicht das Kippen auf die Schnittflächen. Die Formlingsreihen werden auf den als Bandförderer ausgeführten Setzmaschinentisch übergesetzt, wo eine Reihengruppierung die für das Brennen notwendigen Abstände zwischen den Rohlingen herstellt. Oberhalb des Ofenwagens entnehmen zwei vierachsige Handlingroboter die gruppierten Reihen schichtweise von zwei versetzt angeordneten Entnahmetischen und setzen sie im Kreuzverband auf die bereitstehenden Ofenwagen. Die speziellen Schichtengreifer sind durch den Einsatz modernster Werkstoffe, Mechaniken und Sensoren als leichte und robuste Roboterwerkzeuge heute unverzichtbarer Teil einer aktuellen Handlingeinrichtung. Spezielle Sonderformate können auf einer separaten Transportbahn zu einer der automatischen Setzmaschine nachgeschalteten Handsetzstation gefördert werden. Hier ist es möglich, diese Formate als oberste Lage manuell auf den maschinell gesetzten Besatz aufzusetzen.

Deckenbefeuerter Tunnelofen
Nach dem Trocknen ist der nächste verfahrenstechnische Schritt zur Ziegelherstellung das Brennen. Dieses geschieht in einem, in die Bereiche Vorwärmzone, Brennzone und Kühlzone gegliederten Tunnelofen.
Wesentlicher, auch energetisch wichtiger Bestandteil, der Ofenanlage ist der Ofenbaukörper. Er besteht – von außen nach innen – aus dem Verblendmauerwerk, einer aus Vermiculite und Mineralfaser bestehenden Dämmung sowie dem feuerfesten Schamottemauerwerk. Eine integrierte Stahlhaut sorgt für einen praktisch falschluftfreien Betrieb.
Der Transport der Ofenwagen mit den zu brennenden Ziegeln durch den Ofen erfolgt durch eine hydraulische Schubanlage, die an der Ofeneinfahrt installiert ist. Die Setzanlage taktet die Tunnelofenwagen–Besatzreihe für Besatzreihe durch den Brennkanal.
In Pawlowsky Posad ist der Vorwärmer zur Reduzierung der Werkslänge als separate Einheit seitlich neben der Ofeneinfahrt positioniert. Hier wird den getrockneten Rohlingen die Restfeuchte entzogen und so der Aufheiz- und Brennvorgang vorbereitet.
Da zur Steuerung der Rauchgas- und Luftströme ein bestimmtes Druckprofil notwendig ist, wurde der eigentliche Tunnelofen zur Aufrechterhaltung konstanter Druck- und Zugverhältnis mit einer Einfahrt – bzw. Ausfahrschleuse ausgeführt. Der Ofen ist auf Grund des Brenngutes als klassisches deckenbefeuertes Aggregat gebaut worden. Nur die Auffheizzone ist mit seitlich angeordneten Hochgeschwindigkeitsbrennern ausgestattet. Die von KELLER HCW entwickelten Brenner sind alle nach der russischen Norm zertifiziert. In der Brennzone erfolgt die Energiezuführung über eine in der Ofendecke installierte Injektorbrenneranlage. Sie ist mit einer zentralen Gas- und Luftzufuhr ausgestattet. Die Brenner sind zu Gruppen zusammengefasst, die jeweils zwei Schürlochreihen in Anspruch nehmen. Die letzte Brennergruppe ist als "Flashing Einheit" ausgeführt.
Nach der Brennzone bildet die Kühlzone den Abschluss des Tunnelofens. Hier wird mittels eines Ventilators Frischluft zur Kühlung der gebrannten Ziegel in den Brennkanal geblasen. Ein Teil der hierbei erwärmten Luft wird abgesaugt und – energiesparend – zur Beheizung des Trockners genutzt. Die restliche Schubluft durchströmt den Ofen Richtung Ofeneinfahrt. Dadurch werden die in der Brennzone erzeugten Rauchgase mitgenommen und zur Erwärmung der Rohziegel in der Aufheizzone genutzt. Die abgekühlten Rauchgase werden an der Einfahrseite des Ofens abgesaugt und über einen Rauchgaskamin der Atmosphäre zugeführt.
Die gesamte Ofenanlage sowie das Ofenwagentransportsystem sind mit automatischen Mess-, Steuer- und Regelungseinrichtungen ausgestattet. Ein Prozessleitrechnersystem ist für die Prozessführung eingesetzt. Hierbei wird besonderes Gewicht auf die Sicherheitstechnik gelegt. So sind für sicherheitsrelevante Funktionen separate Schalt- und Überwachungseinrichtungen installiert.

Entladung – Paketierung
Da in der beschriebenen Anlage auch Sonderformate gefertigt werden können, ist es möglich, die Ofenwagen mit den gebrannten Ziegeln nach der Ofenausfahrt zu einem Stichgleis zu fahren, wo die Spezialformate manuell entladen und auf bereitstehende Paletten gestapelt werden können.
Die Standardformate werden in der regulären Entladeposition durch Roboter schichtweise von den Ofenwagen entnommen und auf einen Gurtförderer abgesetzt. Von hier werden die Ziegel durch einen so genannten Hubrollenquerförderer reihenweise auf zwei Plattenkettenförderer übergeben und durchlaufen anschließend eine Sortierstrecke. Zur Paketbildung werden die Ziegel gruppiert und die Reihen anschließend zu Schichten zusammengesetzt. Ein Industrieroboter stapelt die Ziegellagen auf Paletten. Durch den speziell ausgeführten Kombigreifer mit Saugvorrichtung können auch Papierzwischenlagen durch den Roboter eingebracht werden. Darüber hinaus werden ebenfalls die Versandpaletten durch den Roboter von Palettenstapeln entnommen und in der Paketierposition bereitgestellt. Die komplett gestapelten Versandpakete durchlaufen einen Folienhaubenautomaten, wo sie zum Witterungsschutz in eine Folienhaube eingeschrumpft werden. Die Pakete werden anschließend in der Höhe verdoppelt und auf einer Magazinkettenbahn zur Abholung durch einen Gabelstapler bereitgestellt.

Steuerung
Die Steuerung aller Maschinen- und Anlagenteile erfolgt durch eine von KELLER HCW konzipierte und produzierte Schalt- und Regelzentrale mit einer speicherprogrammierbaren Steuerung Simatic S7.
Der Einsatz von Visualisierungs–Systemen erhöht die Betriebssicherheit. Gleichzeitig minimieren die Systeme bei eventuellen Störungen die Ausfallzeiten. Auf dieses Plus in Sachen Produktions- und Betriebssicherheit zielt auch der weltweite Teleservice der KELLER HCW Anlagen. Im Störungsfall kann – nach Freigabe des Systems durch den Kunden – mit einer gezielten Diagnose die Ursache von Anlagen- oder Bedienungsfehlern schon nach kurzer Zeit gefunden werden. Die Verfügbarkeit von Automatisierungs- und Prozessleitsystem wird wesentlich verbessert. Wenn notwendig oder gewünscht kann der Servicespezialist direkt auf die Anlagensteuerung Einfluss nehmen und so auch Kundenwünsche nachträglich einbringen.
Der Teleservice ermöglicht eine Fernvisualisierung und –Steuerung der Anlage, Programmierung der Prozessleitrechner und der speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS), eine gezielte Analyse der Betriebs- und Störmeldungen sowie einen Filetransfer von Software–Updates und Dokumentationen.

Projektdaten

Arbeitszeiten:
50 Wochen / Jahr
7 Tage / Woche
2 Schichten / Tag
9,5 h / Schicht

Bezugsformat:
NF–Verblendziegel gemäß GOST Nr. 7484-78 und EN 771-1
250 × 120 × 65 mm mit einem Lochanteil von 42%

Leistung des Auslegungsformates:
60.000.000 NF-Verblendziegel / Jahr
1.200.000 NF-Verblendziegel / Woche
171.430 NF-Verblendziegel / Tag
9.023 NF-Verblendziegel / Stunde

Zusätzliche wurden folgende Formate berücksichtigt:
250 × 120 × 88 mm mit einem Lochanteil von 42%
Formziegel
Vollziegel mit bis zu 6% Lochanteil



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