Einer der wichtigsten Ausrüstungsgegenstände in einem Stahlwerk ist der Pfannenkran, aber zu viele Stahlwerksbetreiber schenken der Konstruktion und Beschaffung des Krans nicht genügend Aufmerksamkeit. Die richtige Auswahl der Kranmaterialien, -komponenten und -spezifikationen ist entscheidend für die Gewährleistung hoher Produktivität und einer effizienten Stahlwerkstatt.
Bei der Beschaffung wird jedoch auf schweres Gerät wie Turbinen, Kessel und teilweise Pumpen und Ventile mehr Wert gelegt, während Pfannenkräne vernachlässigt werden. Kaufentscheidungen für Pfannenkrane werden voreilig und mit wenig wissenschaftlichem Denken getroffen, sodass die technischen Spezifikationen nur annähernd den Anwendungsanforderungen entsprechen.
Darüber hinaus machen Budgetbeschränkungen die Sache oft noch schlimmer. Da Pfannenkrane in der Regel nach der Gießerei, der Stahlwerkstatt und dem Ofen einer Fabrik beschafft werden, bleibt nur wenig Geld für die Beschaffung übrig, was die geeigneten Kranspezifikationen begrenzt.
Um eine effiziente und korrekte Inbetriebnahme, Beschaffung, Konstruktion, Herstellung und Installation von Pfannenkranen zu gewährleisten, ist die Zusammenarbeit zwischen Hersteller und Kunde von entscheidender Bedeutung.
Bei kleineren Fabriken ist der Preis immer ein wichtiger Faktor im Beschaffungsprozess und die Gesamtfinanzierung für die Erweiterung muss sorgfältig abgewogen werden.
Kosteneinsparungen in dieser Phase dürften jedoch einen Dominoeffekt auf die Produktivität der Anlage in den kommenden Jahren haben, sei es durch höhere und häufigere Reparaturen und Wartungsarbeiten als nötig oder durch eine Verkürzung des Lebenszyklus aufgrund der Ungeeignetheit für die jeweilige Aufgabe.
Unabhängig davon, ob es sich um ein 3-M-Tonnen-Walzwerk oder ein 5-M-Tonnen-Walzwerk handelt, ist auf lange Sicht ein Kran erforderlich. Wenn eine Fabrik ein Höchstmaß an Effizienz gewährleisten möchte, kann der Preis nicht der treibende Faktor im Kaufprozess sein.
Konstruktionsnormen für Pfannenkrane
Bei der Auswahl eines Pfannenkrans sind mehrere Konzepte zu berücksichtigen. Indien übernimmt IS-4137, während internationale Märkte FEM- und CMAA-Standards empfehlen. Der FEM-Standard hat klare Vorteile, da er die Größe der Räder reduziert und gleichzeitig die Größe des Hakens optimiert. Von allen verfügbaren Standards für die Konstruktion von Pfannenkranen ist FEM aus mehreren Gründen der am besten geeignete Standard.
Erstens ist eine Radoptimierung tatsächlich möglich, da bei Radlastberechnungen für Kräne keine Durchschnittslasten berücksichtigt werden. Dieser Konstruktionsstandard ermöglicht genaue Vergleiche der Rad- und Schienenabmessungen.
Neben detaillierten Anleitungen zur Überprüfung der Ermüdung und zur genauen Auswahl von Seilen und Seiltrommeln wird die Klassifizierung jedes verfügbaren Mechanismus klar erklärt, sodass Designteams die verschiedenen Optionen, die ihnen zur Verfügung stehen, gut verstehen können.
Betrachtet man Pfannenkrane für 3-Millionen-Tonnen- oder 5-Millionen-Tonnen-Stahlwerke, gibt es fünf wichtige Bereiche, die bei der Krankonstruktion berücksichtigt werden müssen.
Das erste und wohl wichtigste ist das Antriebssystem. Die meisten modernen Stahlwerke verwenden Antriebe mit variabler Spannung und variabler Frequenz (VVVF) anstelle des herkömmlichen Schleifringmotorkonzepts.
Bei den Motoren handelt es sich um Standard-Wechselstrom-Käfigläufermotoren, die keine Wartung erfordern, während das Fehlen von Rotorschützen und Rotorkabeln eine geringere Komplexität bedeutet.
Um die Komplexität weiter zu reduzieren, sind Überlastschutz, Unterspannungsschutz und Ein-/Aus-Betrieb integriert-, sodass keine externen Schütze und Schutzrelais erforderlich sind.
Durch die stufenlose Geschwindigkeitsregulierung von minimaler bis maximaler Geschwindigkeit ist außerdem jede Geschwindigkeitseinstellung möglich, sogar Mikrogeschwindigkeiten zwischen 5 % und 100 %, ohne dass zusätzliche Hardware erforderlich ist und eine reibungslose Bewegung ermöglicht wird.
Ein weiterer Aspekt der Pfannenkrankonstruktion, der den ruckartigen Betrieb reduzieren kann, ist die Reduzierung des Anlaufstroms. Der Start-strom ist niedriger als beim herkömmlichen Direkt-Online--Start (DOL), was den Betrieb verbessert und den Stromverbrauch senkt.
Funktionen wie die elektrische Bremsung verringern im Vergleich zur einfachen mechanischen Bremsung den Verschleiß der Bremsbacken und -beläge, was zu einer geringeren mechanischen Ermüdung der Krankomponenten führt und die Lebensdauer der mechanischen Komponenten verlängert.
Weitere Funktionen wie die Tandem-Steuerungsfunktionalität mit guter Drehzahlregelung sowie Feedback-Optionen zur Erleichterung der Tandem-Steuerung, Parameteranzeige und Diagnoseanzeige auf dem LCD können auch genutzt werden, während der Kran online ist, wodurch Ausfallzeiten reduziert werden. Kommen wir zum zweiten wichtigen Punkt bei der Konstruktion von Pfannenkranen: Ausfallsichere Bremsen sollten immer von renommierten Lieferanten importiert werden. Während inländische Bremsen eine gute Leistung erbringen, werden in Indien häufig Bremsen von Sime oder Sibre bevorzugt, wenn es um Sicherheitsaspekte geht. Die von Galvi hergestellten einheimischen Bremsen eignen sich jedoch ideal für Pfannenkräne.
Es müssen Drahtseile mit ausreichender Festigkeit und Konstruktion verwendet werden, um dem harten Betrieb eines Pfannenkrans standzuhalten. Anupam verwendet Stahldrahtseile mit einer Festigkeit von 2160 n/mm2, um eine gute Betriebseffizienz zu erreichen. In Indien werden Drahtseile von Usha Martin empfohlen.
Während des Betriebs können Spannungen in den Montagestiften des Drahtseils und des Hakensatzes entstehen, die zu einem vorzeitigen Ausfall des Krans führen können. Anupam verwendet eine bessere Materialzusammensetzung der EN-Serie und wird als Stift für die Hakenblockbaugruppe verwendet, um Belastungen standzuhalten.
Räder sind ein wichtiger Bestandteil für die Langlebigkeit und den reibungslosen Betrieb eines Pfannenkrans. Viele Kunden verlangen typischerweise eine höhere Härte von etwa 400 BHN oder 58/RC, um dem im Betrieb auftretenden Verschleiß standzuhalten. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist die Verwendung von EN-28-Material, das die Langlebigkeit und Festigkeit der Räder erhöht und ihnen hilft, Stoßbelastungen standzuhalten und so einen weiterhin reibungslosen Betrieb zu gewährleisten. Allerdings sind EN-28-Materialien rar.
Üblicherweise wird C55Mn75- oder SAE5160-Material mit einer Härte von 250 bis 280 BHN für eine gute Gesundheit an Pfannenkränen verwendet, und daran ist nichts auszusetzen. Bei größeren Pfannenkranen mit einem Gewicht von 400 t und mehr sind die Anforderungen an den Betrieb jedoch sehr streng, sodass die Verwendung von EN-28-Materialien dringend empfohlen wird.
Kinematik ist wichtig
Heutzutage gibt es eine anhaltende Debatte auf dem Gebiet der Kinematik, wobei einige eine Kinematik mit zwei Motoren bevorzugen, während andere eine Kinematik mit vier Motoren bevorzugen. Bei beiden Ansätzen gibt es keine Probleme, aber die Verwendung einer Kinematik mit vier -Motoren für den Haupthub hat erhebliche Vorteile. In einem System mit vier-Motoren werden vier Motoren über zwei Getriebe mit einem eingebauten-Planetengetriebesystem angetrieben, anstatt dass zwei Motoren über ein Getriebe angetrieben werden. Die Seiltrommeln sind über große Zahnräder mechanisch verbunden, um die Trommelbewegungen zu synchronisieren. Dies bedeutet, dass die Motorauswahl in die Standardgrößenkategorie fällt, was wiederum die Wartungs- und Anschaffungskosten der Motoren im Vergleich zu einer herkömmlichen Anordnung mit zwei -Motoren reduziert.
Wenn eine höhere Leistung erforderlich ist, führt die herkömmliche Anordnung mit zwei -Motoren zu nicht-standardmäßigen Motorgrößen und einem einzelnen Getriebe, das große Standard-Eingangsplanetenräder erfordert, was die mit ihrer Größe verbundenen Kosten erheblich erhöht.
Im Falle eines Kranmotorausfalls bietet ein System mit vier -Motoren zusätzliche Vorteile, die ein System mit zwei -Motoren nicht bietet, wie z. B. die Möglichkeit, den Kranbetrieb mit halber Geschwindigkeit mit den anderen beiden Motoren auch bei 100 % Last fortzusetzen. Systeme mit zwei - Geschwindigkeiten Der Betrieb muss gestoppt werden. Dadurch werden Probleme beim Lastabbau vermieden.
Darüber hinaus ermöglicht ein Vier-{0}Motorensystem, dass der Kran im Falle eines Ausfalls des Eingangsritzels des Haupthubgetriebes auf ähnliche Weise weiterarbeiten kann, wohingegen ein Zwei-{1}Motorensystem über keine Redundanz verfügt und nur eine Notbremsung auslöst, sodass eine Pannenwartung erforderlich ist, um den Betrieb wieder aufzunehmen.
Tatsächlich können sogar Unterschiede in der Notbremsanordnung der einzelnen Systeme erhebliche Auswirkungen auf die Größe des Hebezeugs und seine Sicherheitsleistung haben.
Bei Systemen mit zwei Motoren sind in der Regel an jeder Seiltrommel ein Satz Notscheibenbremsen sowie ein geeigneter Übergeschwindigkeitsschutz installiert. Ein mechanischer Fehler in irgendeinem Teil des Antriebssystems zwischen Motor und Trommel führt jedoch zunächst dazu, dass die Last frei fällt. Wenn ein solcher mechanischer Fehler auftritt, überschreitet die Geschwindigkeit der Last die Nennhöchstgeschwindigkeit, sodass sofort eine Notbremsung eingeleitet werden muss, um die Last aufrechtzuerhalten. Beim Lösen der Last aus jeder Höhe erzeugt die fallende Last sehr hohe Geschwindigkeiten und Drehmomente, und in diesem Fall erzeugt eine Notbremsung zusätzliche Stöße.
Solche ungewöhnlichen Stöße führen häufig zu Schäden an der Primärstruktur des Krans, insbesondere am Hals der Endhalterung zwischen den Schienen und Rädern, der abgeschert werden kann. Darüber hinaus wurde zusätzlicher Platz benötigt, um die Notscheibenbremse am Seiltrommelflansch unterzubringen, was mehr Platz für die Hakenmethode und mehr Kopffreiheit erforderte.
Im Gegensatz dazu kann ein mechanischer Fehler, der bei einem System mit vier -Motoren zu demselben Überdrehzahlzustand führt, durch einen an der Motorwelle montierten Encoder oder durch einen an der Trommelwelle montierten Endschalter erkannt werden. In diesem Fall wird die Stromzufuhr durch ein oder zwei Geräte sofort unterbrochen und die Betriebsbremse an der Eingangswelle wirkt sofort zum Halten der Last.
Darüber hinaus gibt es mehrere redundante Betriebsbremsen an der Antriebsritzelwelle, sodass selbst bei Ausfall einer Bremse die andere die Gesamtlast aufrechterhält und den freien Fall stoppt. Daher gibt es in diesem System unter keinen Umständen einen freien Fall.
Die Seiltrommel des Viermotorensystems ist mechanisch über einen Zahnkranz verbunden, wobei eine separate Welle auf der Eingangsseite des Getriebes über einen eingebauten Getriebezug direkt mit dem Abtriebsrad verbunden ist. Die Betriebsbremse ist auf der Eingangswelle montiert und fungiert bei diesem System als Notbremse.
Die Not- und Betriebsbremse wird über einen am Hubmotor montierten Encoder parallel zum MH-Motor angeschlossen. Daher ist eine Not-Scheibenbremse an der Seiltrommel nicht erforderlich und es ist kein eingeschränkter Hakenzugang und -freiraum mehr erforderlich.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass einige der offensichtlichsten Vorteile der Kinematik mit vier -Motoren gegenüber der Kinematik mit zwei {1}Motoren die Sicherheit betreffen.
Um ausreichende Sicherheit zu gewährleisten, ist das zweimotorige System auf eine gründliche und häufige Wartung der Notscheibenbremse angewiesen, da diese nur bei mechanischem Ausfall funktioniert und daher auch nach längerer Inaktivität eine Erstinbetriebnahme gewährleisten muss. Da es keine redundante Bremsfunktion gibt, ist es nicht 100 % ausfallsicher.
Aufgrund des Vier-Motoren-Systems ermöglichen die Betriebsbremse und das Seiltrommelgetriebe jedoch die standardmäßige elektromechanische Bremswirkung im Falle eines mechanischen Ausfalls des Antriebssystems zwischen Motor und Seiltrommel.
Durch die eingebaute Redundanz ist das System zu 100 % ausfall-sicher und auch ohne Not-Scheibenbremse an der Seiltrommel kommt es unter keinen Umständen zu einem freien Fall.
Das strukturelle und mechanische Design dieses Typs von extra{0}}großen Schwerlast-Pfannenkranen- nutzt Technologien wie Ermüdungsberechnung, Finite-Elemente-Analyse und Resonanzbeseitigung. Es gibt weniger Ersatzteile und einen geringeren Wartungsaufwand.
