62 AUFBEREITUNG Revolution in der Siebtechnik BEWÄHRUNG IN DER PRAXIS: Das erste Thyssenkrupp goovi arbeitet in einer Schlackeaufbereitungsanlage und bestätigt die hohen Erwartungen. Das neuartige Multi-Schwingsieb goovi* von Thyssenkrupp sorgt für good vibrations! Es revolutioniert die Siebtechnik durch ein innovatives, patentiertes Antriebssystem sowie viele intelligente Detaillösungen. Höchste Siebeffizienz und Flexibilität bei deutlich reduzierten Gewichten, Bauhöhen und Antriebsleistungen sind das Ergebnis der Entwicklung. Die Siebung spielt in mechanischen Aufbereitungsprozessen in der Gesteinsindustrie, in anderen Rohstoffsegmenten sowie im Recycling eine wesentliche Rolle. Dies gilt insbesondere dann, wenn nach der Zerkleinerung aus einem gebrochenen Gut erst durch die Siebung ein qualifiziertes, klassiertes Gut wird, das weiterverarbeitet oder vermarktet werden kann. Die derzeit existierenden mechanischen Siebe werden entweder zwangserregt oder durch exzentrische Schwungmassen in Schwingungen versetzt und je nach Schwingungsform in Kreisschwinger, Linearschwinger und Ellipsenschwinger eingeteilt. Sie sind allesamt dadurch gekennzeichnet, dass die oszillierenden Antriebskräfte durch den Schwerpunkt der Maschine eingeleitet und die Siebe in Förderrichtung vorne und hinten abgestützt werden, wie im Vergleichsbild zwischen Kreis- und Linearschwinger dargestellt. Aufgrund dessen müssen die Siebkästen besonders steif und dadurch schwer ausgeführt werden, um den hohen dynamischen Lasten dauerhaft standhalten zu können. Bei Betrachtung der Vor- und Nachteile der jeweiligen Bauart erweist sich auch die geringe Flexibilität bei den Betriebsparametern als nachteilig, da weder auf Änderungen der erforderlichen Produktqualität noch auf Änderungen in den Eigenschaften des Aufgabematerials reagiert werden kann. Diese Anpassungen lassen sich meistens nur mechanisch umsetzen, was zu ungewünschten Stillstandszeiten und möglicherweise mehrfachen Nachkorrekturen führt. Auch die Synchronisation der entweder beidseitig am Siebkasten befestigten Antriebe (Kreisschwinger) oder zentral ober- bzw. unterhalb der Siebfläche installierten Antriebe (Linearschwinger) ist mechanisch aufwendig, schwer, verschleißanfällig und bedarf einer Schmiereinrichtung. Gleichzeitig führen diese Mechanismen insbesondere bei Kreisschwingsieben dazu, dass die Siebbreite konstruktiv limitiert ist und somit auch nur begrenzte Durchsätze realisiert werden können. Immer wieder kristallisieren sich aber der große Platzbedarf und das hohe Gewicht als auffälligster Nachteil der gängigen Siebbauarten heraus. Diese Eigenschaften betreffen nicht nur die Siebmaschine selbst, sondern führen auch zu hohen Transport- und Montagekosten. Sie wirken sich außerdem negativ auf das konstruktive Umfeld des Siebes und die zu installierende Antriebsleistung aus. Große und schwere Siebe führen zu entsprechend großen und schweren Unter- und Gebäudekonstruktionen sowie auch zu längeren Förderbändern zur Beschickung. Je größer die anzutreibenden Massen der Siebkästen sind, desto größer ist natürlich auch der Energieverbrauch. Aufgrund der prozessbedingten niedrigen Materialschicht auf der Siebfläche ergibt sich besonders bei der Feinabsiebung ein ungünstiges Verhältnis von Siebgut zu schwingender Masse. Im beispielhaften Bild mit der Feinsiebung misst das Sieb 4,3 m in der Breite. Sein Gewicht beträgt 35 t, während sich im Normalbetrieb lediglich 300 kg Materialbeladung zur Klassierung auf dem Siebboden befinden. Unter Berücksichtigung dieser bekannten Situationen hat Thyssenkrupp eine Vielzahl innovativer, intelligenter Lösungen entwickelt, um Siebe effektiver, flexibler und kostengünstiger zu gestalten. Im Ergebnis entstand das neue Multi-Schwingsieb goovi. GESTEINS Perspektiven 4 | 2021 * Die Siebneuentwicklung „goovi“ ist durch ein markenrechtlich eingetragenes Warenzeichen ®️ geschützt.
AUFBEREITUNG 63 GRÜNDLICHE ANALYSE: Die Suche nach der gemeinsamen Achillesferse an Kreis- und Linearschwingern führte für das goovi zu einem völlig neuen Ansatz. Zunächst für die Sekundärund Tertiärsiebung Bei der Neuentwicklung des goovi haben sich die Spezialisten zunächst auf die Sekundär- und Tertiärsiebung konzentriert, da hier in der Praxis die größeren Anwendungsbereiche liegen. Es handelt sich dabei um Einsatzfälle im Kies- und Schotterbereich, im Bergbau und im Recycling, wo Aufgabematerialien mit einer Stückgröße von bis zu 80 mm bei einem minimalen Siebschnitt von etwa 2 mm abgesiebt werden. Konstruktiv lag der Schwerpunkt der Neuentwicklung auf dem Antriebskonzept, da es das größte Optimierungspotenzial versprach. Aber auch für die Siebkästen, die Abstützung und die Steuerung wurden richtungsweisende Entwicklungen realisiert. Das Thyssenkrupp goovi ist außerdem grundsätzlich für den digitalen Steinbruch konzipiert und ebnet den Weg für Industrie 4.0 in Aufbereitungsanlagen. Bei der Festlegung des Antriebskonzepts ist der Punkt der Krafteinleitung von besonderer Bedeutung, da hierdurch die statische und dynamische Auslegung der Seitenwände des Siebs bestimmt wird. Simulationen haben gezeigt, dass ein Sieb idealerweise an vier verschiedenen Punkten, beidseitig jeweils im vorderen und hinteren Bereich, angetrieben werden sollte. Daher wurde entschieden, die Antriebe in die Biegeknoten der Spannungsverläufe in den Seitenwänden zu legen. Hierdurch werden die Kräfte optimal in die Seitenwände eingeleitet und Biegespannungen auf ein Minimum reduziert. Gleichzeitig sollten die Antriebe auch eine höhere Flexibilität und eine komfortablere Einstellbarkeit der Betriebsparameter ermöglichen. Aus diesem Grund wurden an jedem Antriebspunkt nicht Antriebskonzept nach einem neuen Ansatz BELADUNG BEI FEINSIEBUNG: Das großzügig ausgelegte Sieb wird für optimale Ergebnisse meist nur mit 300 kg Material beaufschlagt. 4 | 2021 GESTEINS Perspektiven
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