Im Jahr 1910 als Messinggießerei gegründet, hat die Otto Fuchs KG heute Standorte in Deutschland, Ungarn, China, Südafrika und den USA. Das Unternehmen produziert unter anderem für die Luft- und Raumfahrttechnik, Automobil- und Bauindustrie sowie für die Industrietechnik.
Am Standort Meinerzhagen investierte Otto Fuchs 2019 in eine Gießereierweiterung. Mit der neuen Anlage stellt der Metallverarbeiter je nach Bedarf Stangen im Durchmesser von 40 bis 82 Millimetern und einer Länge von bis zu sieben Metern in zwei verschiedenen Aluminiumlegierungen her. Die Gießerei produziert die Stangen ausschließlich für die interne Weiterverarbeitung. Eine Besonderheit der Erweiterung liegt im Einsatz eines für Otto Fuchs neuen Gießverfahrens: dem Horizontalstrangguss. Der Vorteil des Verfahrens liegt darin, dass auch kleinere Durchmesserbereiche wirtschaftlich gegossen werden können. Unter anderem durch den Wegfall bestimmter Arbeitsprozesse, etwa das nachträgliche Homogenisieren, Sägen, Aufheizen und Strangpressen, arbeite man schneller sowie material- und kosteneffizienter.
Im Horizontalstrangguss spielen Kühltechnik und Wasserqualität eine essenzielle Rolle. In Meinerzhagen arbeiten Otto Fuchs und technotrans seit mehr als 25 Jahren zusammen. Von den bis dato mehr als 50 gemeinsamen Projekten ist die Kühlanlage für die neue Gießerei mit einem Auftragsvolumen im siebenstelligen Bereich der bis dato größte Auftrag.
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Betriebssicherheit und Qualität als Grundvoraussetzung
Die Anforderungen an die neue Kühlanlage waren dabei besonders hoch: maximale Prozess- und Betriebssicherheit zu jeder Zeit, eine hohe Regel- und Prozessgenauigkeit, größtmögliche Energieeffizienz, optimale Instandhaltungsmöglichkeiten, enge Schallschutzanforderungen und die Bauweise als geschlossenes System. In der Vergangenheit setzte Otto Fuchs auf Kühltürme, die jedoch aufgrund ihrer Anfälligkeit für Verschmutzungen und der Anreicherung von Legionellen im Kühlwasser für dieses Projekt nicht mehr infrage kamen. Außerdem ist eine exakte Regelung und das Halten der Vorlauftemperatur bei hohen Außentemperaturen mit ihnen nicht möglich. Im Gegensatz zu Kühltürmen besteht bei der neuen Anlage keine Gefahr, dass Pollen, Insekten, Dämpfe, Öle oder Stäube aus der Außenumgebung in das Kühlwasser gelangen.
Das Kühlsystem besteht aus einer Containerlösung, die 22 x 6 x 7 Meter misst und eine Kühlleistung von zwei Megawatt erzeugt. Freikühler auf dem Dach der Anlage steigern die Energieeffizienz. Über einen Großteil der Jahresstunden kann so die volle Kälteleistung ohne Einsatz des Kompressionskältekreises zur Verfügung gestellt werden. Laut einer vorab durchgeführten Betriebskostenrechnung werden dadurch rund 70 bis 80 Prozent Energie eingespart. Pumpen und Aggregate sind redundant ausgelegt. Selbst bei einem Stromausfall laufen die Gießförderpumpen weiter, sodass der Strang noch kurzzeitig gekühlt werden kann. Ein mitgeliefertes Ersatzteilpaket sorgt für zusätzliche Betriebssicherheit.
Zwei Kreise
Im Inneren der Anlage arbeiten zwei Kreise: Der Gießkreis, dessen Kühlwasser auf den Guss aufgesprüht wird, ist mit einem Wärmetauscher vom Rückkühlkreis getrennt, um eine verfahrensbedingte Verunreinigung zu vermeiden. Denn es handelt sich beim Gießkreis um ein offenes System, das Sauerstoff ausgesetzt ist, was eine Wasserfilterung und -aufbereitung notwendig macht. Im Gießkreis befinden sich zwei Filtereinheiten: Ein Vollstromfilter, der sich automatisch rückspült, und ein Nebenstromfilter am Wasserbecken, der permanent Kleinstpartikel filtert. Das sorgt für eine gleichbleibend hohe Wasserqualität, die essenziell für den Gussprozess ist. Außerdem senkt eine möglichst häufige Wiederaufbereitung den Wasserverbrauch. Bei verunreinigtem Wasser würde sich das Sprühbild verändern. Im Gießkreis arbeiten zudem frequenzgeregelte Pumpen, um den notwendigen Druck konstant zu halten und zudem unnötige Energie einzusparen. Der zweite Kreislauf ist ein drucküberlagert gebauter Rückkühlkreis. Dieser geschlossene Kreislauf versorgt den Wärmetauscher des Gießkreises sowie mehrere weitere Verbraucher – beispielsweise die Elektrik der Ofenkühlung, Hydraulikaggregate und die Hallenabsaugung. Der Rückkühlkreis arbeitet mit einer Verbundschaltung: Solange die Außenlufttemperatur niedrig genug ist, nutzt die Anlage ausschließlich die Freikühlung. Ist das nicht mehr möglich, laufen nacheinander zwei große Kältemaschinen stufenlos an, die zunächst die Freikühlung unterstützen und bei hohen Außentemperaturen die volle Kühlleistung übernehmen. Nur bei Hochsommertemperaturen laufen die Kältemaschinen im niedrigeren Wirkungsgrad. Bei niedrigeren Außentemperaturen regeln sie die Leistung automatisch entlang des Prozessbedarfs und abhängig von der Außentemperatur herunter.
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Empfindlicher Gießprozess
Um die gewünschten Materialeigenschaften, beispielsweise die erforderliche Duktilität der Stangen, im Horizontalstrangguss zu erreichen, sei das eingesetzte Kühlwasser von entscheidender Bedeutung. Diese neue Gießtechnologie ist empfindlich gegenüber äußeren Einwirkungen, die sich sofort in der Qualität bemerkbar machen. Deshalb müssen besonders enge Toleranzen hinsichtlich Organik, Leitfähigkeit, Druck und Temperatur des Wassers eingehalten werden. Otto Fuchs arbeitet in einem kontinuierlichen Gießbetrieb von 24 bis 36 Stunden ohne Unterbrechung. Verunreinigungen des Wassers würden unter anderem dazu führen, dass sich zum Beispiel Kalk an den Austrittsbohrungen der Kokille ablagert, den Wasserstrahl an der Lauffläche zerstreut und somit die Oberflächenqualität der gegossenen Stangen negativ beeinflusst. Das ist aufgrund der besonderen Filtration des Wassers in der Anlage ausgeschlossen.
Alle Rohrleitungen sind zugunsten der Hygiene und Stabilität aus Edelstahl gefertigt, zudem verfügt der Container über sehr viel Freiraum im Inneren, um einen besseren Zugang zu einzelnen Komponenten und somit eine insgesamte leichtere Instandhaltung zu ermöglichen. Parameter wie die Temperaturen und Kühlleistungen können ausgelesen und an die Prozessleitwarte von Otto Fuchs übergeben werden. Auch technotrans kann im Servicefall per Fernwartung auf die Anlage zugreifen, was die Reaktionszeiten deutlich verkürzt.
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