Errichtung einer integrierten energie- und materialeffizienten Schmiedelinie
Kurzbeschreibung
Das familiengeführte Unternehmen Branscheid Umformtechnik GmbH & Co. KG aus Gevelsberg fertigt in seiner Gesenkschmiede Kettenglieder, Gabellaschen und sicherheitsrelevante Schmiedebauteile für verschiedene Branchen der Industrie.
Der bisherige konventionelle Schmiedeprozess war durch eine Vielzahl einzelner Arbeitsschritte unter Verwendung mehrere Fertigungsmaschinen geprägt. Zusätzlich musste der eingesetzte Stahl für die Umformung sowie spätere Wärmebehandlung mehrfach erwärmt werden. Aus der Integration mehrerer Arbeitsschritte in einen bzw. eine Maschine sowie der Reduzierung der Aufwärmungen ergab sich ein hohes Ressourcenschonungspotenzial.
Ziel des geförderten Vorhabens, war die Errichtung einer integrierten Schmiedelinie, in der mehrere Arbeitsschritte an einer Maschine zusammengefasst werden. Die einmal eingebrachte Wärmeenergie sollte sowohl zum Schmieden als auch für alle weiteren Arbeitsschritte konsequent ohne ein erneutes Aufheizen genutzt werden, um so auf die externe Wärmebehandlung zu verzichten. Zudem sollte die Bearbeitung der noch warmen Bauteile zu einer Reduzierung der Ausschussquote und zu einem geringeren Werkzeugverschleiß führen.
In der neuen Anlage verkürzt sich die Anzahl der Arbeitsschritte und damit die Prozesskette erheblich. Kern des neuen Prozesses sind drei neue Hauptkomponenten: ein integrierter Reck- und Schmiedehammer, eine kombinierte Abgrat-, Loch- und Kalibierpresse mit elektronischer Presskraftüberwachung und eine Wärmebehandlungstransportanlage zum Fertigglühen und Normalisieren der Schmiedeteile. Der Einsatz des neuen kombinierten Reck- und Schmiedehammers führt im Vergleich zur herkömmlichen Technik zu einer deutlich verbesserten Materialverformung und Materialverteilung innerhalb des Werkstückes sowie eine Reduzierung des eingesetzten Ausgangsmaterials um 10 bis 15 Prozent. Darüber hinaus lassen sich die Schlagenergie und die Hubhöhe auf die unterschiedlichen Werkstückgrößen einstellen, was weder an der konventionellen Reckpresse, noch mit dem konventionellen Hammer möglich ist, so dass auch hier ein geringerer Energie- und Materialeinsatz erreicht wird. Durch den Wegfall der Materialübergabe zwischen Reckpresse und Schmiedehammer muss das Werkstück im Induktionsofen nicht mehr so stark erwärmt werden, da hier- bei kein Temperaturabfall mehr stattfindet.
Mit dem innovativen Verfahren konnte der Materialverbrauch um 91 Tonnen Stahl pro Jahr bzw. 16,2 Prozent reduziert werden. Insgesamt ergeben sich Energieeinsparungen von ca. 1.150 Megawattstunden pro Jahr und Dieseleinsparung von ca. 1.080 Litern pro Jahr durch wegfallende Transporte. In der Summe ergeben sich so CO2-Minderungen von ca. 452,5 Tonnen CO2 pro Jahr.
Der eigentliche Schmiedeprozess wird durch die gewählte Verfahrenskombination nicht verändert, so dass eine 100-prozentige Übertragbarkeit der Technik auf alle Schmiedelinien der Firma Branscheid Umformtechnik GmbH & Co. KG sowie auf vergleichbare Unternehmen gegeben ist. Aufgrund der Größe der Anlage und der zu verarbeitende Bauteile, kann dieses Verfahren breitgefächert in der Branche eingesetzt werden. Durch die effiziente Nutzung der einmalig eingebrachten Energie in Form von Wärme, kann diese neue Technologie bei allen Gesenkschmiedebetrieben dort eingesetzt werden, wo bisher einzelne Arbeitsstationen und externe Wärmebehand- lungen (auch innerhalb eines Betriebes) für das Glühen und Normalisieren der Bauteile notwendig waren.