Einleitung

Im Jahr 2016 verschiffte Rulmeca mehr als 11.000 Trommelmotore an Ziele auf allen Kontinenten. In diesem Artikel wird beschrieben, wie das Zementwerk Buzzi Unicem USA in Pryor, Oklahoma, ein "Dual-Drive"-Trommelsystem auf seinem Rückgewinnungstunnelförderer modifiziert hat, um die kontinuierliche Online-Analyse der Materialchemie im Bereich der Rohmischungsdosierung zu optimieren.

Ursprüngliche Installation

Buzzi Unicem USA hat 2009 sein 550 Fuß langes Tunnelrückgewinnungsband aufgerüstet, um betriebliche Probleme zu lösen. Zu diesen Problemen gehörten Produktionsverzögerungen (aufgrund unzureichender Leistung, um das Förderband unter Volllast zu starten), starkes Bandspringen beim Start des "leeren Bandes" und gelegentliche Tunnelüberschwemmungen aufgrund eines hohen Grundwasserspiegels und starker Regenfälle.

Der Rückgewinnungstunnelförderer transportiert kalziumreichen Kalkstein aus dem überdachten Schüttgutlagerbereich zu den Kugelmühlen, während den Mühlen auch zusätzliche Zutaten hinzugefügt wurden.

Buzzi Unicem USA entschied sich für Rulmeca Trommelmotore in einer Konfiguration mit zwei Antrieben für die Modernisierung des Tunnelrückgewinnungsbandes, vor allem, weil sie gute Erfahrungen mit kleineren Rulmeca Trommelmotore an anderer Stelle im Werk gemacht hatten. Die hermetische Abdichtung des Produkts war für das Anlagenpersonal besonders wichtig, da es sich Sorgen um eine hohe Kalkstein-Abrasivität und gelegentliche Tunnelflutungen machte.

Rulmeca Trommelmotore erhöhen die Systemzuverlässigkeit, senken die Wartungskosten, verbessern die Sicherheit des Personals, sparen Platz und reduzieren den Stromverbrauch, da sie alle Antriebskomponenten in einem ölgefüllten und hermetisch abgedichteten Trommelmantel einschließen.

Da jeder Trommelmotor seinen Motor und sein Getriebe in einem Riemenscheibenmantel umschließt, werden redundante Teile eliminiert. Daher sind Trommelmotore leichter als freiliegende Antriebssysteme, da freiliegende Systeme erfordern, dass Motoren und Getriebe in separaten Gusseisen- oder Stahlgehäusen geschützt werden. Darüber hinaus wirkt der interne Antriebsstrang wie ein tiefer Träger, der in einem leichten Paket der Durchbiegung widersteht und eine schwere "Durchgangswelle" überflüssig macht.

Der ursprüngliche Rückgewinnungstunnelantrieb von Buzzi Unicem USA bestand aus einem 75-PS-Motor, der mit einem auf einem Sockel montierten Untersetzungsgetriebe gekoppelt war, das mit einer Antriebstrommel mit seitlicher Welle und externen Stehlagern gekoppelt war. Das Starten des leeren Förderbandes von der Kopftrommel aus verursachte aufgrund der hohen Spannung im Tragstrang des Bandes ein starkes Aufprallen (bis zu vier Fuß) im konkaven Kurvenbereich des Förderers am Tunnelausgang.

Zwei 50 PS starke Trommelmotore des Modells 630H wurden in der Kopf- und Heckposition installiert. Für die Installation der beiden Trommelmotore war nur eine Schicht erforderlich, da die Trommeln leicht und einfach auszurichten sind. Eine zeitaufwändige Ausrichtung der Antriebskomponenten entfiel, da alle Antriebskomponenten intern und vorausgerichtet sind.

Mit einem Anlaufdrehmoment von 200 % beseitigte das doppelte 50-PS-Antriebssystem das Problem der unzureichenden Leistung beim Start. Da die beiden Antriebe insgesamt 360° statt 180° Bandumschlingung boten, wurde die Anforderung an die schlappe Seitenspannung reduziert. Daher eliminierte das gleichzeitige Einschalten des Kopf- und Heckantriebs das Aufprallen des Riemens beim Starten eines leeren Bandes. Darüber hinaus verlängerte das duale Antriebssystem die Lebensdauer des Riemens erheblich.

Ursprünglich befürchtet, dass der Antrieb der Hecktrommel bei gelegentlichen Tunnelüberschwemmungen überschwemmt werden könnte, berichtete das Kraftwerkspersonal, dass die Motortrommel trotz wiederholter Tunnelüberschwemmungen seit mehr als sieben Jahren gut funktioniert. Dies beweist, dass die hermetische Dichtung den Test der Zeit bestanden hat.

Ein Flussvektor-VFD treibt jede motorisierte Riemenscheibe an. Sie waren ursprünglich so programmiert, dass sie das Förderband mit 60 Hz antreiben. Zu diesem Zeitpunkt bewegte das Rückgewinnungsband, das von sechs Bandförderern gespeist wurde, Hartgestein mit "hohem Kalziumgehalt" und eine Mischung aus anderen Zutaten mit 500 t/h bei einer nominalen Bandgeschwindigkeit von 384 fpm während 10 % der verfügbaren Produktionszeit.

Verbesserung von Anlagenprozessen

Drei Jahre nach der Installation der neuen Rückgewinnungstunnel-Förderbandantriebe überarbeitete Buzzi Unicem USA den Prozess und umfasste die Installation eines Online-Kreuzband-Röntgenanalysators und eines Rohstoffhandhabungssystems mit sechs Behältern und zugehörigen Dosierbandwaagen, wodurch die Anlage die Produktqualität verbessern konnte.

Materialien wie kalziumarmes Gestein, Bodenasche, Bauxit und Eisenerz wurden aus sechs Trichtern umgefüllt und mit kalziumreichem Kalkstein aus dem Lagerschuppen auf dem Rückgewinnungstunnelband kombiniert und mit einem Online-Röntgenanalysator analysiert. Der Analysator sendet ein Signal an eine SPS, um die Zufuhrraten für alle Materialien nach Bedarf anzupassen, um die gewünschte Chemie zu erreichen.

Die beiden für diese Überarbeitung erforderlichen Ziele waren: (1.) die Verlängerung des Zeitraums, in dem das Material vom Rohlagerbereich zu den Kugelmühlen transportiert wurde, und (2.) die Erhöhung der Materialbetttiefe, um die Leistung des Röntgenanalysators zu verbessern.

Da ein Steuerungsalgorithmus die Vorschubgeschwindigkeit der Trichter alle fünf Minuten anpasst, beschloss Buzzi Unicem USA, die Durchflussrate des Rückgewinnungstunnels zu verringern und die Betriebszeit des Förderers zu verlängern. Die Durchflussrate sank von 500-600 t/h auf 75-200 t/h und die Betriebszeit wurde von 10 % auf 80 % der verfügbaren Produktionszeit erhöht. Die durchschnittliche Durchflussmenge beträgt derzeit 80 t/h. Mit anderen Worten, anstatt 500 Tonnen in weniger als einer Stunde zu bewegen, während der Röntgenanalysator 9 chemische Anpassungen vornahm, bewegt die Anlage jetzt 500 Tonnen in etwa 6 Stunden, sodass das Röntgengerät mehr als 75 Anpassungen vornehmen kann. Durch die Verringerung der Bandgeschwindigkeit von 384 fpm auf 244 fpm wird die Materialbetttiefe um 38 % bei 150 t/h und um 29 % bei 80 t/h erhöht.

Zusätzlich zu der allgemeinen Verringerung des Durchsatzes im Rückgewinnungstunnel wurde die Rohstoff-SPS so programmiert, dass sie den Durchsatz je nach Bedarf von 75 t/h auf 200 t/h anpasst. Die Geschwindigkeit des Rückgewinnungstunnelbandes sowie die Geschwindigkeit jedes der sechs Trichterförderbänder werden von der SPS gesteuert, die durch die "Entscheidungen" des Online-Röntgenanalysators für Querbänder geleitet wird.

Da der Rückgewinnungstunnelförderer von sechs Bandförderern gespeist und der Förderer von zwei VFDs angetrieben wird, waren die Änderungen der Durchflussmenge und der Bandgeschwindigkeit einfach. Die Vorschubgeschwindigkeit der sechs Zubringer wurde reduziert, während die Stromversorgungsfrequenz der beiden Trommelmotore von 60 Hz auf 38,1 Hz reduziert wurde (wodurch die Bandgeschwindigkeit des Rückgewinnungstunnels von 384 fpm auf 244 fpm reduziert wurde).

Während eines Besuchs im Februar 2016 bewegten die beiden 50-PS-Trommelmotore den Rohstoffmix mit 244 fpm. Die Motoren der motorisierten Riemenscheiben zogen 28,5 Ampere am Kopf bzw. 36,3 Ampere am Heck, während sie sich mit 149 t/h bewegten. Da die Volllastampere jedes Motors 57 Ampere beträgt, hat das Antriebssystem mehr als genug installierte Leistung.

Schlussfolgerung

Die Erfahrung mit Buzzi Unicem USA ist typisch. Viele internationale große Schüttgutförderanlagen haben die Vorteile der Vielseitigkeit der Rulmeca Trommelmotore genutzt und ihren Einsatz bei Bedarf überarbeitet, um sich an die sich ändernden Betriebsbedingungen der Anlage anzupassen. Der zunehmende Einsatz von Frequenzumrichtern hat AC-Käfigläufer-Asynchronmotoren flexibler gemacht und bietet gleichzeitig ein höheres Maß an Kontrolle und Schutz.