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PRODUKTION & INNOVATION Stahlerzeugung // Mannstaedt

Facelifting am HD-Ofen Kombinierte Grob- und Mittelstraße: Nach fast 35 Jahren Produktion musste der Blockerwärmungsofen umgebaut werden.

Sönke Lange (oben) und Björn Krieger Fotos: Monika Hansen

Unsere

glück auf 4-2019

Ein Interview von Monika Hansen, glückaufEditorialteam

1985 heißt Mannstaedt noch Klöckner Stahl GmbH. In der kombinierten Grob- und Mittelstahlstraße (KGM) geht ein neuer Blockerwärmungsofen in Betrieb. Der „Neue“ soll die Straßenausbringung verbessern, den Energieverbrauch reduzieren, Emissionen (Luft/Lärm) verringern und die Instandhaltungskosten senken. 2019: Der Ofen wird umgebaut. Wie vor 35 Jahren will man Emissionen reduzieren, Energie einsparen und die Leistung des Ofens weiter steigern. Details von Sönke Lange und Björn Krieger im glückauf-Interview. glückauf: Wie haben Sie überhaupt festgestellt, Herr Lange, dass der HD-Ofen schwächelt? SÖNKE LANGE: Wegen Temperaturabsenkungen. Bei zwei Schleppversuchen mit einem Messblock war unter anderem deutlich zu erkennen, dass es an der Geometrie der Ofendecke im Block lag. Die Zonen 1 bis 3 wurden mit je fünf Nackenbrennern befeuert, angeordnet in Brennerbrücken quer über den Ofen. Unterhalb dieser Brennerbrücken kam es zur Temperaturabsenkung im Messblock. Die konnte zwischen den Zonen 3 und 4 nicht immer mehr ausgeglichen werden. Folge war eine Ziehzeiterhöhung bis hin zum Aufheizen. Welche Konsequenzen haben Sie daraus gezogen? LANGE: Wir haben 2017 eine Ofenstudie in Auftrag gegeben um auszuloten, ob es möglich wäre, mit einem entsprechenden Umbau Energie einzusparen, Emissionen zu reduzieren und die Leistung um zehn Prozent zu steigern. Und natürlich wie dieser Umbau aussehen müsste. Nach einer Angebotsvergleichsrunde gemäß GMH-Richtlinien haben wir uns dann für die thermo system technik entschieden. Was hat bei deren Umbauvorschlag überzeugt? LANGE: Eine gerade Decke von Zone 1 bis 3 einzuziehen und mit 50 Low-NOx-Deckenbrennern zu bestücken. Die Zone 4 mit ihren Deckenbrennern sollte wegen der knappen Umbauzeit unverändert bleiben – vorerst zumindest. Eine spätere Nachrüstung auf LowNOx-Brennern wurde jedoch mit berücksichtigt.

EN81346 Industrielle Anlagen benötigen einheitliche und umfassende Beschreibungen ihrer Teile/Systeme (Referenzkennzeichensystem). Dazu gehören eindeutige Benennungen (Namen der Teile/des Systems), Funktionsbeschreibungen (Was tut das Teil/System?), Produktaspekte (Wie ist das Teil/System zusammengesetzt?) oder auch Ortsaspekte (Wo befindet sich das Teil/System?). So können alle Beteiligten während Planung, Entwurf, Realisation, Betrieb, Instandhaltung und Demontage unmissverständlich miteinander über die Anlage sprechen. Die Norm EN 81346 hilft dabei, das einheitliche Beschreiben zu erleichtern.

Die vormontierten Brennersegmente wurden durch eine speziell konstruierte Dachöffnung, die bei Schlechtwetter schnell geschlossen werden konnte, in die Halle gehievt.

Sie hatten für den Umbau nur drei Wochen Zeit. Wie sind Sie damit zurecht gekommen? LANGE: Genau. Startschuss war der 27. Juli 2019. Und es begann mit der kompletten Demontage der gesamten Elektrik, der Medienleitungen wie Gas und Verbrennungsluft, der Brennertechnik und der Feuerfestzustellung.

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Dann folgte der spektakuläre Teil. LANGE: Genau. Denn danach wurden die beiden seitlichen Ofenwände auf das neue Höhenniveau eingekürzt und statisch verstärkt. Auf dieser neu geschaffenen Höhe konnten dann die fünf im Vorfeld vormontierten Brennersegmente montiert werden. Ein zentraler Umbau wirkt sich meist auf die gesamte Infrastruktur aus. Auch beim HD-Ofen? BJÖRN KRIEGER: Wir haben die Gelegenheit genutzt, die gesamte Prozessleit- und Sicherheitstechnik auf den neuesten Stand zu bringen. Unter anderem wurde im Umfeld des Prozessleitsystems der KGM-Straße eine neue CPU410 mit fehlersicherer Peripherie und Profinet verbaut. Eine CPU410 ist Bestandteil des Leitsystems und soll Produktionsausfälle reduzieren – richtig? KRIEGER: So könnte man es vereinfacht ausdrücken. Gleichzeitig wurde auch die virtuelle Materialverfolgung der Blöcke auf PCS7-Basis realisiert. Und für jede Zone gibt es jetzt einen Schaltschrank, wo die Elektronik für Brennerventile, Stellantriebe und Messungen untergebracht ist. Zudem wurden die Anlagenkennzeichen – angelehnt an die EN 81346 – für den kompletten Beheizungsbereich angepasst und vereinheitlicht. Wie lange hat der Umbau gedauert und wie sieht es jetzt im neu geschaffenen Ofeninnenraum aus? KRIEGER: Nach nur 25 Tagen Umbauzeit konnte der Ofen planmäßig gezündet und aufgeheizt werden. Wir haben jetzt eine neue Ofenatmosphäre mit neuer Temperaturschichtung und Druckverhältnissen etc. Die genauen Werte wurden über Messreihen – unterstützt durch einen bereits erfolgten Schleppversuch – neu ausgewertet. Die Ergebnisse fließen derzeit in die Fahrweise des neuen Ofenführungssystems mit ein. Ziel ist, die Temperatursteuerung in Zukunft allein über das Ofenführungssystem zu regeln. Und was bringt diese Maßnahme? LANGE: Dreierlei: dass die optimale Blockerwärmung reproduzierbar, das maximale Einsparpotenzial im Produktionsbetrieb ausgeschöpft und die Zahl der Anlagenstillstände oder auch Störungen minimiert wird. Und die Emissionen? LANGE: Bei den Stickstoffoxiden erkennen wir jetzt schon eine drastische Reduzierung: An der alten Anlage lagen die NOx-Werte bei der letzten Überprüfung gerade noch so unter dem Grenzwert von 500 mg/m³. Die ersten Messreihen ergaben jetzt einen Wert von kleiner 160 mg/m³ – und dies trotz alter Deckenbrenner in Zone 4. Vielen Dank für das Gespräch.

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glückauf 4-2019. Die Online-Ausgabe der Zeitung für Mitarbeiter, Kunden und Freunde der GMH Gruppe.  

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