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Neue Fallstudie: Abscheidung von graphithaltigem Emulsionsnebel bei Aluminiumschmiedeprozessen
Neue Fallstudie
Problemstellung
Zwei 3.000 t Pressen (SMS EUMUCO) und eine 4000t Presse (FARINA) dienen der Firma Hirschvogel Aluminium GmbH in Marksuhl zur Herstellung von Aluminiumteilen für die Automobilindustrie. In kurzen Taktzeiten werden glühende Aluminiumrohlinge geschmiedet. Hierbei ist es notwendig, die Formen nach jedem Takt mit graphithaltiger Emulsion einzusprühen. Auf Grund der hohen Temperaturen kommt es zum Verdampfen von Teilen der Emulsion. Es entstehen große Mengen an Emulsionsnebel, die direkt an der Presse (Schmiedebereich) abgesaugt werden müssen.
Hierzu wurden für jede Presse Nassabscheider mit nachgeschaltetem Ventilator (55 kW) installiert, deren Luftleistung zwischen 20.000–24.000 m³/h pro Presse beträgt. Diese Absaugleistung hat sich in der Praxis bewährt.
Auf Grund der Konsistenz der Nebel war eine 100% Abscheidung mit den installierten Nassabscheidern nicht möglich. Restbestandteile wurden in der Abluft über Dach sichtbar und belasteten die Umwelt.
Die Aufgabe für das Unternehmen bestand nun darin, ein geeignetes Filtersystem zur Abscheidung der Restbestandteile nach dem Nassabscheider zu finden. Das zusätzliche Filtersystem soll sich in das vorhandene System integrieren lassen und die Restbelastung auf den gesetzlich geforderten Wert reduzieren, so dass auch in der Abluft nichts mehr sichtbar wird.
Die Anlage sollte druckseitig installiert werden
können und die Filterelemente möglichst nach
Reinigung wieder verwendbar sein. Aus energetischen
Gesichtspunkten hat der Druckverlust
einer solchen Anlage gering zu sein, da Ventilatoren
bereits installiert waren und auf Wunsch des
Kunden weiter verwendet werden sollten.
Es sollte weiterhin ein Lieferant sein, der den
Nachweis der Funktion des Filters im Vorfeld
der technischen Umsetzung erbringen kann.
Keine leichte Aufgabe!
Info
Pressen werden zum Gesenkschmieden, einem Verfahren der Massivumformung eingesetzt. Dabei senkt sich das Obergesenk mit hoher Geschwindigkeit auf das glühende Werkstück. Hierbei kommt es zu extrem hoher Reibung zwischen Schmiedestück und Gesenk, die in hohem abrasivem Verschleiß am Werkzeug resultieren kann. Dagegen wird eine Gesenkschmierung eingesetzt, die außerdem die Qualität der Erzeugnisse verbessert.
Geeignete Kühlschmierstoffe basieren in der Regel auf Graphit (Schmierung) und Wasser. Im Arbeitstakt kommt es zu Verdampfungen des KSS. In den entstehenden Nebeltröpfchen treten nicht nur die KSS-Bestandteile, sondern auch winzige „mitgerissene“ Metallspäne und andere Verunreinigungen auf.
Um diese zu entfernen, sind Nassabscheider eine adäquate Technologie, vor allem, wenn es gilt, Brand- und Explosionsschutz zu realisieren. Bei dieser Verfahrensform erfolgt die Abscheidung aus dem Erfassungsluftstrom durch Absorption der Schadstoffe in einer Waschflüssigkeit. Sie wird möglichst fein zerstäubt und mit den abzuscheidenden Teilchen in Kontakt gebracht, so dass sie diese an sich binden kann. Mittels nachgeschaltetem Tropfenabscheider werden dann die eingebundenen Partikel abgeschieden. Diese Wirkweise gilt für KSS-Bestandteile wie für mitgerissene Festpartikel.
Problemlösung
Nach Aufnahme der technischen Ausgangsdaten wurde seitens der UAS-Techniker festgestellt, dass die Aerosole in der Abluft des Nassabscheiders wirksam mit einem speziellen UAS SMOG-HOG elektrostatischen Luftfilter abgeschieden werden können. Seitens der Fa. Hirschvogel wurde Skepsis hinsichtlich des Einsatzes von elektrostatischen Systemen geäußert.
Es bestand die Meinung (so wurde es unter anderem auch durch andere Filtersystemhersteller vor dem Kunden geäußert), dass das elektrostatische System – insbesondere das elektrische Feld – durch die Wasserbelastung der Nassabscheider beeinträchtigt sei und so nur kurze Standzeiten erreicht würden. Zudem wurden Bedenken hinsichtlich Überschlägen im elektrostatischen Hochspannungsfeld geäußert. Eine Testanlage sollte hier Klärung bringen.
