Emissionen beim Plasmaschneiden optimal absaugen

Die Spezialisten für den Bau von Silofahrzeugen bei Feldbinder haben eine ideale Lösung für das Absaugen feinster Emissionen beim Plasmaschneiden gefunden. Fast jeder hat sie wahrscheinlich schon einmal gesehen: Silo- und Tankfahrzeuge, die zu Tausenden auf den weltweiten Autobahnen unterwegs sind, oder Eisenbahnwaggons, die in langen Zügen Waren transportieren. Sehr viele dieser Fahrzeuge werden von der Feldbinder Spezialfahrzeugwerke GmbH aus Winsen (Luhe) hergestellt. Die erfolgreiche Unternehmensgeschichte nahm ihren Anfang 1975 als Otto Feldbinder und Jan-Dirk Beckmann begannen, den Markt für Nutzfahrzeuge zu verändern und mit anfänglich drei Mitarbeitern im niedersächsischen Drage starteten. Schnell wurde der dort vorhandene Platz zu klein und so folgte 1980 der Umzug nach Winsen (Luhe). Dort produziert das Unternehmen noch heute auf einem mehr als 8 ha großen Areal. Durch den Erwerb der ACA Apparate- und Chemieanlagenbau Wittenberg GmbH 1991 konnte das Produktsortiment zusätzlich um Tankfahrzeuge und später auch um Bahnwaggons erweitert werden. Heute sind europaweit rund 1.000 Mitarbeiter für das Unternehmen tätig. Diese fertigen mehrere tausend Einheiten pro Jahr und generieren so einen Umsatz im dreistelligen Millionenbereich. Feldbinder hat in der Fertigung von Silofahrzeugen derzeit einen Marktanteil von rund 40%, die Exportquote beträgt etwa 65%. Wichtigste Absatzmärkte neben Deutschland sind Großbritannien und Polen.

Aufgrund der großen Nutzlastvorteile setzte sich Aluminium als bevorzugter Baustoff beim Silofahrzeugbau durch. Sämtliche Bahnwaggons, Silofahrzeuge und Tankauflieger, die in Wittenberg gefertigt werden, bestehen aus Aluminium, Edelstahl oder Titan. Mit ihnen werden flüssige oder granulierte Stoffe bis hin zu Spezialstoffen transportiert. Dabei wird jedes einzelne Projekt speziell konzipiert, um Kunden die effizienteste Fahrzeugkonfiguration anbieten zu können. Neben ein- oder mehrkammerigen Transportlösungen werden so auch kundenspezifische Spezialanfertigungen wie Saug- und Druckfahrzeuge hergestellt. Einer der ersten Arbeitsschritte zur Fertigung dieser Produkte ist der Zuschnitt der Rohbleche in Einzelbauteile, welche wiederum in den Waggon-Baugruppen verschweißt werden. Aufgrund der vorhandenen Materialdicken von größtenteils 10-30 mm und der hohen Stückzahlen werden hierfür unter anderem zwei Plasmaschneidtische mit einer Größe von jeweils 9m x 2,5 m der Firma Microstep verwendet. Da vor allem beim Plasmascheiden von Aluminium prozessbedingt starke Emissionen mit feinsten Partikeln entstehen und die hohe Produktionskapazität einen große entstehende Menge an Staub und Rauch zur Folge hat, sind hier die Anforderungen an Absaugung und Filtration besonders hoch.

Die bisherige Absauganlage mit unterirdischer Rohrleitung stand genau in einem Abschnitt, der laut Bauplanungen einer neuen Fertigungshalle weichen musste. „Wir hatten mit der Absaugung auch immer wieder Probleme, was uns zusätzlich bewog nach Alternativen Ausschau zu halten. Mit Novus haben wir schon vorher gute Erfahrungen gemacht da wir die Airtower von Novus in unseren Schweißhallen im Einsatz haben. So haben wir uns dann über dieses Projekt unterhalten“, erklärt Matthias John, zuständig für die Instandhaltung bei Feldbinder. Die neue Anlage musste für 20.000 m3/h (10.000 m³/h pro Plasmatisch) ausgelegt und sollte in einem separaten Raum in der neuen Fertigungshalle untergebracht werden. „Wir haben dann verschiedene Anlagekonzepte vorgestellt. Einerseits ein Konzept mit sechs Modulen hängender Patronen mit Bigbag und andererseits ein Konzept mit vier Modulen unserer neuen Novus Airline mit je 2 x 200 l Standardfass pro Modul. Die zwei Module weniger können wir aufgrund der stehenden Patronen erreichen, da wir hier den Faktor Aufstiegsgeschwindigkeit im Rohgasraum vernachlässigen können, welcher bei feinem Plasmastaub ein kritischer Aspekt ist“, erklärt Bork Honscha, Entwickler der Airline. Schließlich entschied man sich bei Feldbinder für die Airline-Filtertürme. So konnten zwei Module eingespart werden .

Beim Schneiden von großen Werkstücken auf zwei Plasmatischen entstehen Emissionen, die sicher an der Entstehungsstelle erfasst und abgeführt werden müssen. Dabei handelt es sich vorrangig um inhalative Rauche und feinste Partikel. Über ein unterirdisches Rohrsystem sind die Plasmatische sowie mehrere Absaugarme (Schweißarbeitsplätze) nun angeschlossen. Die Partikel werden am Entstehungsort erfasst und in der Airline abgeschieden. Mitarbeiter, Gebäude und Infrastruktur sind so optimal geschützt. Die filtrierte Luft wird über Dach aus dem Gebäude geführt.

Die neue Airline setzt dabei auf ein innovatives Filterkonzept - das 3-1-Prinzip von Novus - und kann bei Feldbinder sein ganzes Potenzial ausspielen. Mit ihrer neuartigen Filteranordnung, welche eine hocheffiziente Filterabreinigung gewährleistet, moderner EC-Antriebstechnologie sowie einem Staubaustrag von 400 l pro Modul setzten die technischen Aspekte laut Novus neue Maßstäbe und das bei in einer im Vergleich sehr kompakten Bauform.

„In der neuen Novus Airline sind die Filterpatronen aufrecht stehend montiert. Dadurch sind Strömungsrichtung, Schwerkraft und die Richtung der Partikelabreinigung erstmals nahezu gleichgerichtet. Das gesamte Filterpaket wird so optimal umspült. Die Aufstiegsgeschwindigkeit im Rohgasraum ist gleich Null, was eine wirklich zu 100 Prozent wirkungsvolle Online-Abreinigung, auch feinster Partikel, sowie einen uneingeschränkt effizienten 24/7 Betrieb ermöglicht. Das macht die Airline zur idealen Absaug- und Filteranlage für den Einsatz an dauerbetriebenen Maschinen sowie bei prozessabhängigen Produktionen“, erklärt Bork Honscha. Die von Novus neu entwickelte Antriebseinheit kombiniert das Einsparpotenzial hocheffizienter EC-Ventilatoren mit der Leistungsstärke eines Gehäuseventilators.

Die Motoren ermöglichen eine bedarfsgerechte und verzögerungsfreie Leistungssteuerung, und das ohne zusätzlichen Frequenzumrichter. „Gleichzeitig reduzieren sich die An- und Auslaufzeiten der Airline durch die Turboeinheit auf ein Minimum, sodass die Anlage innerhalb kürzester Zeit ihre volle Leistung erreichen und ebenso schnell wieder runtergefahren werden kann“, ergänzt Bork Honscha.

Die vier Airline-Module saugen die großen Emissionen an beiden Plasmaschneidtische nun effizient ab. Eine gestufte Volumenstromregelung mit passender Klappensteuerung bildet die Arbeitszustände der Tische ab und ermöglicht das separate Absperren der Anlagenhälften, was einen Fasswechsel oder einen Serviceeinsatz erlaubt, ohne die Gesamtanlage abstellen zu müssen. Es bleiben daher immer 50% der Absaugleistung verfügbar, sodass immer an einem der Tische gearbeitet werden kann. Die acht Staubfässer können leicht mit einem Hubwagen aus der Anlage entnommen und gewechselt werden. Die kompakte Bauform der Module ermöglicht die Unterbringung in einem extra für die Anlage vorgesehenen separaten Innenraum. Zahlreiche Sensoren sorgen für einen reibungslosen Betrieb. Über Füllstandsensoren wird die Staubentnahme angekündigt und kann in der nächsten Pausenzeit durchgeführt werden. Sehr zufrieden mit der neuen Anlage zeigt sich auch Matthias John: „Die neue Anlage hat unsere Erwartungen voll erfüllt. Auch die vormalig aufgetretenen Probleme bei der Absaugung konnten mit der Airline abgestellt werden. Das spürt man auch, wenn man durch die Halle geht. Wir hatten eingangs schon einen Prototypen im Einsatz und schon da konnten wir feststellen, dass die Filterstandzeit auch weit besser ist, als bei unserer vorherigen Lösung. Das spart natürlich Kosten.“