Absaugung und Filtration von Dämpfen und Rauch von Druckgussmaschinen
Druckgießen ist ein hochproduktives Gussverfahren zur Herstellung von Produkten mit einer präzisen und ausgezeichneten Oberflächenqualität. Das Verfahren wird vorwiegend für den Guss von Aluminium, Magnesium und anderen Metallen mit niedrigerem Schmelzpunkt verwendet. Bauteile für Fahrzeuge, Büromaschinen, Computer, Handwerkszeuge usw. werden im Druckgussverfahren hergestellt. Der Guss erfolgt in der Regel in der Gussform, die aus zwei Hälften besteht und mittels Hydraulik der Gussmaschine geöffnet und geschlossen wird. Das geschmolzene Metall wird mit Hochdruck in die Form „eingeschossen“.
Damit das Gussteil nicht an der Gussform haften bleibt, wird ein sog. Formtrenner verwendet, der durch Einstreuen oder Einschmieren per Hand bzw. bei modernen Maschinen durch automatisierte Spritzdüsen auf die Form bzw. den Kolben aufgebracht wird. Formtrennmittel gibt es in den verschiedensten Variationen, sie können fettartig/schmierbar oder dünnflüssig sein, am weitesten verbreitet sind aber mit Wasser vermischbare Emulsionen. Eine Komponente der Formtrennmittel ist stets Graphit. Durch das Aufeinandertreffen der Formtrennflüssigkeit mit dem heißen Gusswerkzeug bzw. dem flüssigen Metall kommt es zu einer intensiven Dampf- und Rauchbildung. Die charakteristisch weißlich-graue „Wolke“ enthält gleichermaßen Wasserdampf, aber auch flüssige Tröpfchen in Aerosolgröße (Formtrenner) und feste Schmutzpartikel wie Ruß, Aluminium, Graphit usw.. Bei Berührung mit der kälteren Oberfläche von Maschinenteilen, Hallenkonstruktionen, Beleuchtungskörpern usw. kondensiert der Wasserdampf, die Tröpfchen schlagen sich nieder und bleiben haften, das Wasser aber verflüchtigt sich mit der Zeit. Auf der Oberfläche bleibt eine dunkle, schlammartige, ölige Schicht zurück, die aufgrund das Graphitgehalts leichtentzündlich ist.
Die Absaugung und Filtration stellt uns vor zwei wichtige zu lösende Probleme. Das erste Problem ist die Art und Weise, wie die entstehende Dampfwolke abgesaugt wird. Die impulsartig auftretende, große und schnell aufsteigende Dampfwolke kann mit dem geringsten Luftmengenbedarf nur von oben her aufgefangen werden. Der Luftmengenbedarf kann noch weiter reduziert werden, wenn der Absaugschirm ein hinreichendes Innenvolumen hat, der die plötzlich aufsteigende Dampfwolke ausfüllt. Der Schirm muss jedoch zerlegbar und verstellbar sein, um dem Kranführer den Zugang zur Gussmaschine bspw. während des Werkzeugaustausches zu gewähren. Bei der Konstruktion der individuellen Schirme und der Antriebsmechanismen war das 3D-Planungssystem eine große Hilfe, mit dem etwaige mechanische Zusammenstöße bereits in der Vorbereitungsphase vermieden und die genaue Art und Weise des endgültigen Aufbaus abgestimmt werden konnten.
Das zweite Problem ist der bereits beschriebene Niederschlag und die Entstehung einer klebrigen, entzündlichen Substanz, die sich im Schirm, in der Rohrleitung und im Filter absetzt. Die ständige Reinigung bzw. der ständige Austausch der Rohrleitungen ist unerlässlich, um einen sicheren Betrieb aufrechtzuerhalten. Bei zentralen Systemen könnte man zwar permanent Wasser in die Rohrleitungen einspritzen, damit keine Ablagerungen entstehen, aber die Abwasserbehandlung wirft zahlreiche neue Probleme auf. Die sich niederschlagende schlammartige Substanz stellt die Filter der Absaugsysteme ebenfalls vor eine große Herausforderung.
Die schwedische Firma ABSOLENT hat ein spezielles Filtermaterial entwickelt, das im Gegensatz zu den auf dem Markt angebotenen Filtern eine um ein Mehrfaches längere Lebensdauer aufweist. Hierzu muss aber ebenfalls sauberes Wasser eingespritzt werden, das aus dem örtlichen Wasserleitungsnetz entnommen werden kann.
Das Funktionsprinzip des Systems in Kürze zusammengefasst:
Die schmutzige Luft tritt am unteren Teil des Gerätes ein (1) und gelangt dann über drei Filterstufen mit unterschiedlicher Feinheit (2,3,4) zum Ventilator und von dort über eine Ausblasöffnung (9) ins Freie. Dank der hohen Filterfeinheit muss die Abluft nicht aus der Halle ins Freie abgeleitet werden. Das Wasser wird unmittelbar am Eingang eingespritzt, die sich niederschlagende Flüssigkeit wird von einem Höhensensor (7) und einer Pumpe (8) in den dafür bestimmten Außensammelbehälter geleitet. Die Gefahr, dass dennoch Ablagerungen in den Rohrleitungen entstehen, besteht natürlich nach wie vor, darum muss für die ständige Reinigung oder den kompletten Austausch der Rohrleitungen gesorgt werden. Um die leichte Reinigungsmöglichkeit zu gewährleisten, sollten zerlegbare, robuste Rohrleitungen wie bspw. das JACOB System in Betracht gezogen werden. Entscheidet sich der Nutzer für den kompletten Austausch der Rohrleitungen aller 6 oder 12 Monate, genügen auch rentable, verzinkte Spiralrohrleitungen.
Die Anlagengröße und -leistung hängen von der benötigten Luftmenge ab. Zur Bestimmung des Luftmengenbedarfs müssen die Maße des zu bauenden Schirms und viele Parameter des Gießprozesses bekannt sein. Der Takt der „Schüsse“ spielt eine ebenso wichtige Rolle bei der Dimensionierung des Systems wie die Art, Zusammensetzung, Menge sowie die Art und Weise der Auftragung des verwendeten Formtrenners.
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