Farbsande werden u.a. zur Beschichtung von Dachschindeln, für Industrieböden oder auch als Füllstoffe für Arbeitsplatten und Küchenspülen eingesetzt. Das Unternehmen Gebrüder Dorfner verfügt nicht nur über eine der wichtigsten deutschen Kaolin- und Quarzlagerstätten, sondern ist Spezialist für hochwertige Industriematerialien und deren Veredlung. Nun investierte das Unternehmen in den Bau einer neuen Halle mit komplett neuer Verarbeitungslinie für die Herstellung von Farbsanden.
Zur Optimierung des Prozesses stellte MTS MessTechnik Sauerland die zugehörige Wägetechnik bei. Geliefert und in Betrieb genommen wurde eine Behälterwaage für die Verwiegung einer festen Batchgröße und eine Differentialwaage zur geregelten Beschickung des Drehrohrofens.
Zunächst wird aus zwei Vorlagesilos eine feste Batchmenge Quarzsand in eine Behälterwaage abgewogen. Diese Charge wird über den Absperrschieber der Behälterwaage komplett dem nachfolgenden Mischer zugeführt. Im weiteren Mischprozess werden zusätzlich noch Farbpigmente und Bindemittel zugegeben. Über ein Förderband gelangt der vorgemischte Farbsand weiter zur Differentialwaage, die die geregelte Beschickung des Drehrohrofens sicherstellt. Im Drehrohrofen werden bei 650°C die Farbsande abgebunden. Je nach Korngröße, Art des Bindemittels und der Farbpigmente ist die Verweildauer im Ofen unterschiedlich lang. Dementsprechend muss hier die Zugabe der vorgemischten Farbsande konstant geregelt sein und das übernimmt die Differentialwaage mit einer speziellen Drehtellermechanik als Austragsorgan. Die max. Entnahme-Dosierleistung wurde auf 4 t/h ausgelegt.
Behälterwaage zur batchweisen Verwiegung
Die Behälterwaage zur batchweisen Verwiegung des Quarzsandes hat ein Behältervolumen von 700 Litern und ist auf drei Wägezellen in einem Aufnahmerahmen aufgeständert. Der direkt angeflanschte Absperrschieber entlässt die zuvor abgewogene Charge in den Mischer. Die Auswertung der Messsignale übernimmt der Messverstärker UWT 600 mit Analogausgang und Profibus-DP-Schnittstelle, mittels der die Gewichtsdaten an die SPS weitergegeben werden. Die Steuerung der Chargen erfolgt bauseits.
Geregelte Beschickung des Drehrohrofens
Für die prozessabhängige Regelung der Beschickung des Drehrohrofens mit dem vorgemischten Farbsand sorgt eine Differentialwaage. Über ein Drehtelleraustragsorgan, das fest mit der Behälterkonstruktion verbunden ist, wird der Farbsand dem Ofen kontinuierlich zudosiert.
Der Wägebehälter steht auf drei Wägezellen in einem Aufnahmerahmen. Größe, Form, Wandstärke und Werkstoff des Behälters als auch des Drehtellers wurden entsprechend den abrasiven Produkteigenschaften und der Dosierleistung angepasst. So beträgt die Bauhöhe der Waage fast zwei Meter bei einem Behältervolumen von 1.700 Litern und einer Wandstärke von 6 mm. Zur Sicherstellung eines gleichmäßigen und optimalen Produktaustrags ohne Materialanbackungen im Behälter sorgt zusätzlich ein Vibromotor an der Außenseite des Behälters. Zur schnellen Reinigung bei Produktwechsel verfügt der Behälter zusätzlich über eine seitliche Wartungsöffnung mit Schnellverschluss.
Die Differentialwaage arbeitet mit der leistungsstarken Wägeelektronik ModWeigh DI comfort mit großem Bedien- und Anzeigemodul MD1. Die Anbindung an die übergeordnete Steuerung erfolgt über Profibus DP. Mittels Vorgabe der aktuellen Dosierleistung über die SPS wird die Leistung in den Drehrohrofen je nach Anforderung hoch- oder runtergefahren und somit den Betriebs- und Ofenparametern angepasst.
Fazit
Die Umsetzung der Aufgabenstellung erforderte einige konstruktive Ideen und den Einsatz zweier Waagen im Prozess zur Herstellung von hochwertigen Farbsanden. Im Wesentlichen ist es die Differentialwaage, die zur Mengenerfassung, Kontrolle und Regelung zwischen zwei Prozessstufen dient. Der Bindeprozess der vorgemischten Farbsande erfordert eine gleichbleibende Beschickung des Ofens (dies durch die Regelfunktion der Differentialwaage), um sowohl die Temperatur und den damit verbundenen Energieeinsatz für den Betrieb des Ofens zu optimieren, als auch eine gleichbleibende Qualität des Endproduktes zu gewährleisten.