Machbarkeitsstudie: Erweiterung Elektro-Schmelzbetrieb – Rückbau Kupolofen

Andreas Nissen
M. Busch GmbH & Co. KG

Die M.Busch GmbH & Co.KG ist ein namhafter Hersteller von Bremsscheiben, Bremstrommeln, Schwungscheiben und Getriebegehäusen für die Nutzfahrzeug-Industrie und die Achs- bzw. Trailerhersteller. Für diese Produkte wird Werkstoff EN-GJL geschmolzen, allerdings mit sehr unterschiedlichem Sättigungsgrad und Legierungselementen. Der größte Teil der Fertigung wird inhouse bearbeitet.

Um die Stellung am Markt erfolgreich halten zu können, sind neben der Qualität und der Wettbewerbsfähigkeit auch gesetzliche -  hier insbesondere umweltpolitische - Anforderungen zu erfüllen. Der CO2-Footprint des Unternehmens wird aufgrund des Schmelzbetriebes, in dem das Hauptaggregat ein Heißwind-Kupolofen ist, durch den Einsatz von Koks stark belastet. Es ist davon auszugehen, dass die Verpflichtung der EU und dementsprechend auch der Bundesrepublik zu den CO2-Zielen Einfluss auf die Substitution von Koks nehmen wird. Daher hat das Unternehmen eine Machbarkeitsstudie in Auftrag gegeben, um grundsätzliche Lösungsansätze zu erhalten.

Hierfür werden in dieser Tagung schon verschiedene Wege aufgezeigt: Wasserstoff als Energieträger für den thermischen Prozess des Schmelzens oder auch die Verwendung von Bio-Koks. Die Technologie des induktiven Schmelzens von Gusseisen wird breit angewendet und ist in prozesstechnischer Hinsicht risikolos.

Schon jetzt verfügt die Fa. Busch über eine Tandem-Induktionstiegelofen-Anlage mit einer Anschlussleistung von 6 MW und einem Einzelofen, ebenfalls mit 6 MW. Hiermit wird eine Schmelzleistung von bis zu 16 t/Std. erreicht. Der größere Bedarf im Unternehmen von weiteren 26 t/Std. wird mit einem Heißwind-Kupolofen geschmolzen. Zur Versorgung von zwei Formanlagen gibt es darüber hinaus zwei Warmhalte-Öfen, die das Flüssigeisen in unterschiedlichen Basis-Analysen vorhalten, die wechselweise im Kupolofen erschmolzen werden.

Die Substitution hat folgende Nebenbedingungen: Während der Umstellung darf es nur den üblichen Betriebsstillstand im Sommer von maximal 3 Wochen geben. Ein weiteres Ziel ist eine Optimierung des Schmelzbetriebes im Hinblick auf Logistik und Personaleinsatz, denn schon jetzt ist abzusehen, dass Kostensteigerungen für die Einsatzstoffe und der Energie zu kompensieren sind.

Der präferierte Lösungsweg besteht grundsätzlich darin, den Schmelzbetrieb für beide Anlagen in zwei Schmelzbetriebe aufzuteilen, um die Erzeugung des Flüssigeisens dichter an die Formanlagen zu bringen.

In einer ersten Stufe wird eine Tandem-Anlage mit 9 MW (14 t/Std.) an einer freien Position errichtet. Unter weiterer voller Nutzung des Kupolofens kann dann die Energieversorgung angepasst werden. Die derzeitige Anschlussleistung des Unternehmens von 24 MW wird dann auf 40 MW ausgebaut. Die bevorzugte Lösung ist die Umstellung einer 10 kV-Versorgung auf eine 110 KV mit der nötigen Transformation auf dem Betriebsgelände.

In der zweiten Stufe wird der Einzelofen und einer der Warmhalteöfen abgerissen. Die vorhandene 6 MW-Schmelzanlage wird auch auf 9 MW vergrößert.

In der dritten Stufe wird eine 3. Tandem-Anlage passgenau für die kleinere Formanlage aufgebaut. Anschließend können der Kupolofen und der verbliebene Warmhalteofen stillgelegt werden.

Für diesen gesamten Umstellungsprozess werden ca. 18-24 Monate veranschlagt, ohne dass ein Stillstand länger als 3 Wochen erforderlich ist.

In einer Abschätzung würden sich die variablen Produktionskosten unter den Bedingungen des Zeitpunktes der Berechnung kaum steigern. Übrig bleibt natürlich eine immense Investitionssumme, die unter den derzeitigen Preisbedingungen nicht erwirtschaftet werden kann. Dieser Aufwand kann nur durch geeignete Subventionen oder durch angepasste Marktpreise geleistet werden.

Andreas Nissen