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15. April 2020
Prozesskrane in der Stahlindustrie
Die Stahlherstellung im Stahlwerk stellt höchste Ansprüche an die Zuverlässigkeit von Krananlagen. Das Heben gefährlicher Gegenstände reicht vom Erz- und Schrott-Transport bis hin zum Gießen von flüssigem Metall und endet mit dem Handling von Brammen und Coils. Produktivität für Stahlwerke - Sicherheit, Verfügbarkeit, Effizienz.
 Seilverspannter Brammentransportkran im Hüttenwerk
Seilverspannter Brammentransportkran im HüttenwerkBild: Bang Kransysteme GmbH & Co. KG

Stahlwerkkrane von Bang Kransysteme sind mit redundanten Antriebs- und Bremssystemen ausgestattet und können Dank variabler Frequenzregelung immer mit der für die jeweilige Last optimalen Geschwindigkeit betrieben werden. Durch robuste und zuverlässige Sensorik ist die Position des Lastaufnahmemittels und des Krans durch Erfassung der Koordinaten in X-Y-Z-Richtung bekannt. Dies bildet, zusammen mit einer fehlersicheren Steuerung, die Grundlage für automatisierte Prozesse.

Bild: BANG Kransysteme GmbH & Co. KG

Automatikbetrieb – Sicherheit für Mensch und Kran Der große Vorteil von Hallenkranen ist die Bodenfreiheit und somit die Zugänglichkeit zu Maschinen/Anlagen im Arbeitsraum; der Materialtransport wird in eine Ebene oberhalb der Produktionsebene verlagert. Diese Tatsache birgt gleichzeitig eine Gefahr beim Transport über Personen hinweg. Eine Integration in vollautomatische Fertigungsprozesse bei denen immer geringere Zykluszeiten trotz Publikumsverkehr realisiert werden sollen, bedarf des Einsatzes besonderer Maßnahmen, um die Sicherheit für Mensch und Anlage zu garantieren. Dabei kommen den Gefahren durch Herabstürzen von Anlagenteilen und Last sowie die Kollision mit Objekten besondere Aufmerksamkeit zu.

Bei der Automatisierung führt der Kran einen kompletten Prozess ohne Bedienerintervention aus. Lastaufnahme, Transport und Ablegen einer Last am Zielpunkt geschehen ohne menschliche Hilfe. Dies hilft dabei, Arbeitsplätze aus Umgebungen mit hohem Gesundheitsrisiko für die Mitarbeiter in Leitstände zu verlagern.

Ein erster Schritt zu diesem Ziel ist neben der technischen Ausstattung der Krane die Teilautomatisierung von Intralogistikprozessen. Hierbei nimmt ein Kranführer die Last auf und autorisiert den Kran dann durch die Betätigung einer Totmanntaste in der Kabine oder auf der Funksteuerung, diese an eine vorher festgelegte Zielposition abzusetzen.

Vorprogrammierte Ziel- oder Endpositionierung beschleunigt diesen Prozess. Vordefinierte Sperrbereiche werden mit geschwindigkeitsabhängiger Abstandsregelung im dreidimensionalen Raum um- bzw. zu überfahren. Der Kran sucht sich den optimalen Weg zu seinem Ziel.

Dies ermöglicht schnellere Zykluszeiten mit hoher Wiederholgenauigkeit, erhöht die Sicherheit im Betrieb und verringert den Verschleiß der Anlage. Bei der vollständigen Automatisierung führt der Kran die gesamte Aufgabe durch, hierfür sind dann nach geltenden gesetzlichen Regeln zusätzliche Maschinenschutzvorrichtungen, Umzäunungen und Absperrungen zum Personenschutz notwendig.

Bei Prozessen mit anspruchsvollen und wiederkehrenden Fahrwegen wie dem Beladen von Schrottkörben ermöglicht ein halbautomatisierter Kran einen schnellen und sicheren Betrieb. Der Kranführer wählt ein Ziel, vorprogrammierte Zielfahrten schicken den Kran mit seiner Last auf einen vorab festgelegten Weg. Dies ist besonders für ungeübte neue Kranführer hilfreich.

Richtlinien für Automatikfahrten Für Krananlagen, die für Aufgaben in für Personen zugänglichen Bereichen im Einsatz sind, gibt es keine einheitlichen Vorschriften, Richtlinien und Abnahmekriterien. Den Vorschriften der DGUV (Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung) können trotzdem Maßnahmen entnommen werden, die beim Betreiben von programmgesteuerten Kranen zwingend eingehalten werden müssen. Fakt ist, dass Arbeits- und Verkehrsbereiche so abzusichern sind, dass Personen weder durch Kranbewegungen noch durch herabfallende Lasten verletzt werden können. Dafür wird empfohlen, die Last zu verklammern, den Lastweg zu unterfangen oder den Gefahrenbereich abzuschranken Auch Sicherheitsabstände gemäß DIN13857 sind einzuhalten. Durch das Erstellen einer detaillierten Risikoanalyse können auch anwendungsabhängige Gefahren aufgezeigt und durch geeignete Maßnahmen in Absprache mit dem Betreiber entschärft werden. Zustandsüberwachung und Kranmonitoring Ein Kran weist eine Vielzahl von Bauteilen auf, die neben statischen auch hohen dynamischen Belastungen ausgesetzt werden. Auch wenn diese Komponenten für eine gewisse Lebensdauer ausgelegt und durch regelmäßig vorgeschriebene Kontrollen auf ihren Zustand überprüft werden, ist es die Aufgabe jedes Kranbetreibers, Wartungsintervalle festzulegen. Diese Maßnahmen sollen ungeplante Ausfallzeiten und die Verletzungsgefahr minimieren, zumal die permanente Beobachtung des Kranes auf augenfällige Mängel durch den Kranführer bei zunehmendem Automatisierungsgrad nicht mehr routinemäßig geprüft werden können.

Aus diesem Grund hat Bang Kransysteme, basierend auf jahrzehntelanger Erfahrung, kritische Kontrollpunkte anhand überwachungsbedürftiger Komponenten festgelegt. Laufräder, Hubwerk, Seile und Lastaufnahmemittel (z.B. Werkzeuggreifer) werden somit besonders kritisch betrachtet. So können einerseits Verletzungsrisiken durch herabstürzende Teile mit konstruktiven Maßnahmen wie formschlüssiges Greifen von Lasten, Sicherheits-Seiltrommelbremsen und den Einsatz verdoppelter Lastaufhängungen stark reduziert werden. Andererseits kommen technische Überwachungseinrichtungen (Kranmonitoring) zum Einsatz, die Risiken weiterhin minimieren sowie Aussagen über den Zustand der überwachten Komponenten liefern.

Dabei wird neben dem herkömmlichen Lastmonitoring der Zustand von Laufrädern mittels einer Wälzlagerdiagnose, der Seiltrommel mittels Rundlaufmessung, des Getriebes mittels frequenzselektiver Schwingungsanalyse sowie der Antriebsmotoren mittels breitbandiger Schwingungsüberwachung, gemäß den Richtwerten nach DIN 10816, überwacht. Auch eine Zustandsüberwachung der Energiekette kann für kritische Anwendungen, bei denen Schäden längere Ausfallzeiten verursachen, attraktiv sein.

Im Vergleich zu konstruktiven Maßnahmen gewährleisten Zustands-Überwachungssysteme nicht nur die Sicherheit der unter der Anlage befindlichen Personen, sondern geben Auskunft über den Zustand der Komponenten. So können Radrisse in den Laufrädern, Wälzlager und Zahnradschäden in Hubgetrieben und Hubmotoren rechtzeitig erkannt und ersetzt werden, um unerwartete Produktionsausfälle vermeiden zu können.

www.bangkran.de

BANG Kransysteme GmbH & Co. KG
http://www.bangkran.de

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