„Die Investitionskosten für komplette Rohrextrusionsanlagen zahlen sich bei uns schnell aus“, ist Andreas Türk, Director Sales Infrastructure bei der battenfeld-cincinnati GmbH, Bad Oeynhausen, sicher. Schließlich sind die Komponenten einer Gesamtanlage nicht nur perfekt aufeinander abgestimmt, sondern technisch so ausgelegt, dass sich mit ihnen im Vergleich zu Vergleichsanlagen sowohl Energie- als auch Rohstoffkosten einsparen lassen. Durch die minimierten Produktionskosten amortisieren sich die Investitionskosten schon nach drei bis vier Jahren. Damit spart der Rohrhersteller während der gesamten Lebensdauer einer Rohrlinie von rund 15 Jahren und mehr bares Geld und profitiert von der hohen Endproduktqualität und einem verringerten CO2-Fußabdruck.
Der Extruder ist in jeder Rohrlinie nicht nur eine der wichtigsten Kernkomponenten, sondern mit teilweise bis zu 80 % des Gesamtenergieverbrauchs auch der größte Energieabnehmer. „Wir schaffen es, durch die verfahrenstechnische Auslegung der neuen Einschnecken-Baureihe solEX NG, den Energieverbrauch, im Vergleich zu Vorgängergenerationen, um rund 15 % zu senken“, betont Andreas Türk. Hauptverantwortlich für diese Verbesserung ist der innengenutete Zylinder, der in Kombination mit der darauf abgestimmten Schneckengeometrie ein niedriges axiales Druckprofil aufweist. Dies führt sowohl zu einem reduzierten Energieverbrauch als auch zu einem geringeren Maschinenverschleiß. Gleichzeitig sorgt die neue Verfahrenseinheit für eine sehr schonende und homogene Aufschmelzleistung bei rund 10 °C niedrigeren Temperaturen.
Unverzichtbar ist auch die zweite Kernkomponente jeder Rohrlinie: das Werkzeug. helix-Werkzeuge von battenfeld-cincinnati punkten nicht nur mit der einzigartigen und patentierten verfahrenstechnischen Kombination aus Siebkorbverteiler und Verwischgewinde, sondern aufgrund ihrer Bauform auch mit um 10% niedrigeren Energiekosten für die Heizleistung im Vergleich zu herkömmlichen Rohrköpfen. Zudem wird durch den Siebkorb die Schmelze thermisch und mechanisch homogenisiert, was zu einer weiteren Verbesserung der Produktqualität führt. Dritter wichtiger Einflussfaktor für den Gesamtenergieverbrauch einer Rohrlinie liegt in der Kühlung und damit in den Nachfolge-Einheiten, bestehend aus Vakuumtanks und Sprühbädern. Das Green Line Concept arbeitet mit frequenzgeregelten Pumpen und einer sehr effizienten Wasserführung, beides trägt zur Energiekostenreduktion bei.
Mit einem energieeffizienten Gesamtanlagen-Set-up aus solEX NG, helix-Werkzeug und green line-Nachfolge lassen sich bei Herstellung eines 250 mm PO-Rohres mit SDR 11 und einer Ausstoßleistung von 1.000 kg/h rund 85.000 EUR Energiekosten pro Jahr einsparen (kalkuliert mit 7.000h Produktion p.a. und 12 Eurocent pro kWh). Dies entspricht bei einem gebräuchlichen Energiemix in etwa einem CO2-Äquivalent von 315.000 kg.
Wie bei den Energiekosten der Extruder, ist bei den Produktionskosten der Materialverbrauch – der Haupteinflussfaktor: Rund 85 % der Produktionskosten entfallen auf den eingesetzten Rohstoff. „Wir müssen aus ökologischen und ökonomischen Gründen darauf achten, dass wenig Ausschuss produziert wird und die Gutproduktion in engsten Toleranzen erfolgt“, weiß Andreas Türk und erklärt, dass die Linienkomponenten von battenfeld-cincinnati genau darauf ausgelegt sind. Aufgrund der Kombination aus Siebkorbverteiler und Verwischgewinde der helix Rohrköpfe, ist eine exaktere Verteilung der Schmelzemasse gegeben, was sich vor allem bei dickeren Wandstärken zeigt. Aufgrund der besseren Schmelzequalität lassen sich die Toleranzbereiche der Wandstärken im Rohr deutlich reduzieren. In den Rohrlinien sind außerdem neben der gravimetrischen Dosierung, die für die exakte Mengendosierung sorgt und dem Extruder, der mit einer minimalen Durchsatzschwankung arbeitet, vor allem die Inline-Wanddicken-Regelung und die Zentrierhilfe im Werkzeug für exakte Wanddickenverteilungen und geringe Toleranzen verantwortlich. Exakte Wanddickenverteilungen wiederum minimieren den Materialverbrauch. Dazu ein Beispiel: Wenn die Sollwandstärke von 6,2 mm eines 200 mm PO-Rohres mit SDR 33 in einem engen Toleranzbereich zwischen 6,22 und 6,48 mm schwankt anstelle von üblichen bis zu 7 mm lassen sich pro Jahr bei einer Durchsatzleistung von 1.000 kg/h rund 1 Mio. Euro an Rohstoffkosten einsparen (kalkuliert mit 1,50 Euro pro kg/HDPE und 7.000h Produktion p.a.). Schnelle Farbwechselzeiten aufgrund des Designs der Werkzeuge unterstützen die Rohstoffeinsparungen.
Bei der Großrohrproduktion ist insbesondere der sog. Sagging-Effekt von wesentlicher Bedeutung für die Wirtschaftlichkeit einer Anlage. Kann dieser weitestgehend verhindert werden, trägt dies entscheidend zur Effizienz der Anlage bei. Auch hier konnten in den letzten Jahren durch Neuentwicklungen im Bereich der Rohrkopfes erhebliche Verbesserungen erzielt werden.
„Dank der Kombination aus minimierten Energie- und Rohstoffkosten sind unsere Rohrlinien wirtschaftlich sehr attraktiv. Die verfahrenstechnische Auslegung der NG-Baureihen erhöht zudem die Produktqualität und minimiert Ausschuss und Rohrübergewicht. Ökonomisch wie ökologisch eine runde Sache“, fasst Andreas Türk zusammen.
