Den richtigen Hebel finden – Verbraucheranalyse in der Druckgießerei

Basis von Optimierungen zur Reduzierung des Energie- und Medienbedarfs in Druckgießereien sollte eine umfassende Verbraucheranalyse sein. Mit Hilfe der Analyse werden die vornehmlichen Energie- und Ressourcenverbraucher ausfindig...

Basis von Optimierungen zur Reduzierung des Energie- und Medienbedarfs in Druckgießereien sollte eine umfassende Verbraucheranalyse sein. Mit Hilfe der Analyse werden die vornehmlichen Energie- und Ressourcenverbraucher ausfindig gemacht sowie der Grundstein für Kostenanalysen, ROI-Betrachtungen und Wirkungsnachweise gelegt.

Die zugänglichste Datenbasis für eine erste Untersuchung des Energiebedarfs und verbundener Kosten stellen die Abrechnungen der Energieversorger dar. Diese werden in der Regel bezogen auf Kalendermonate angefertigt. Verzeichnet wird entsprechend der Gesamtenergieverbrauch im Abrechnungsmonat und oftmals zudem der Energiebedarf zu Hoch- und Niedertarifzeiten. Zudem stellen viele Energieversorger ihren Kunden heute Lastgänge in 15-Minuten-Mittelwerten zur Verfügung, mit denen deutlich detailliertere Analysen durchführbar sind.

Hoher Energiebedarf für Schmelzvorgang

Die meisten europäischen Druckgießereien beziehen als primäre Energieträger sowohl elektrischen Strom als auch Gas. Fast allen Druckgießereien ist unabhängig vom verarbeiteten Gusswerkstoff gemein, dass sie etwa 50 % der verbrauchten Energie für das Schmelzen einsetzen. In vielen Betrieben, vornehmlich Aluminiumdruckgießereien, ist eine Zuordnung zu den Energieträgern meist derart gegeben, dass Gas ausschließlich zum Schmelzen in zentralen Schmelzöfen verwendet wird und somit bereits durch eine Rechnungsanalyse der Energiebedarf für den Schmelzprozess bewertet werden kann. Durch Messungen, die in Form von Servicedienstleistungen bei Frech bezogen werden können, wird der betriebsinterne Energiebedarf durch Messkampagnen weiter untergliedert. Verschiedene Detailgrade sind möglich, so dass Analysen von Abschnitten über beispielhafte Anlagen oder Gießzellen bis hin zum maximalen Detailgrad, der Erfassung eines jeden Energieverbrauchers im Betrieb, möglich sind.

Verteilung des Energiebedarfs

Durch entsprechende Messcampagnen wird festgestellt, dass die Produktionszellen in Summe mit etwa 25 bis 35 % den zweitgrößten Energiebedarf in der Druckgießerei besitzen. An der dritten Stelle folgt die die Drucklufterzeugung mit 10 bis 20 % des Energiebedarfs. Prozesse, wie z.B. eine einfache Oberflächenbearbeitung der Gussteile, Zerspanprozesse sowie die Beleuchtung, IT und Kleinverbraucher beanspruchen den Rest des Energiebedarfs der Druckgießerei. Diese Verteilung ist zwar nicht im Detail auf jeden Betrieb übertragbar, ist jedoch mit entsprechenden Verschiebungen für die meisten Druckgießereien anwendbar, da der Energiebedarf für das Schmelzen sowie für die Drucklufterzeugung gekoppelt sind an die Anzahl der Produktionszellen und deren Produktivität.

Expertenwissen erforderlich

Werden Messungen im Umfeld der Produktionszellen durchgeführt, so ist es nicht ratsam, diese von Messdienstleistern durchführen zu lassen, die nicht mit dem Umfeld der Druckgießerei vertraut sind. Aufgrund der verschiedenen Anlagenzustände und Prozessbedingungen werden Messungen oftmals falsch durchgeführt oder Messergebnisse fehlinterpretiert. So gibt es in der Produktionszelle Verbraucher, wie z.B. die Druckgussmaschine, Entgratpressen, Sprüheinrichtungen oder Entnahmeroboter, die einen dem Produktionszyklus folgenden zyklischen Lastgang aufweisen. Bei Geräten wie Maschinen-, Halte- und Dosieröfen sowie Heizkühlgeräten liegen im Vergleich zum Produktionszyklus zum Teil deutlich andere Lastgangzyklen vor, bis hin zu Lastgängen die nicht dem Produktionszyklus folgen. Hier sind der aktuelle Zustand des zu analysierenden Geräts sowie die relevanten Betriebs- parameter unbedingt zu berücksichtigen sowie eine spezifisch angepasste Form der Analyse der Lastgänge auszuwählen. Beispielhaft sind hier z.B. die Einflüsse von unterschiedlichen Gießprozessen zu nennen. So weisen Druckgusszellen, die zur Herstellung von Strukturbauteilen verwendet werden, gänzlich andere Energie- und Medienverbräuche auf als vergleichbare Anlagen, auf denen Zylinderkurbelgehäuse hergestellt werden. Der Temperaturhaushalt und die Zykluszeit haben bei diesen Anwendungen einen deutlichen Einfluss auf den Energie- und Medienbedarf. Frech bietet Messdienstleistungen an, um Detailanalysen und Vergleiche von Produktionsmaschinen und Produktionszellen durchzuführen. Auf Basis der Messungen können verschiedene Optimierungsprojekte abgestimmt werden.

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