SEW-Industriegetriebe für Tagebau-Großgerät
Ein Reclaimer, so groß wie ein Haus
Für den chilenischen Kupfertagebau Radomiro Tomic fertigt FAM einen speziellen Schaufelradbagger. Dieser Schaufelradrücklader ist der größte seiner Art; mit 1.000 Kilowatt Antriebsleistung kann sein Schaufelrad ein Nenndrehmoment von 2.100 Kilonewtonmeter aufbringen. Die Kraft wird durch Industriegetriebe von SEW-Eurodrive übertragen.
Das Halbedelmetall Kupfer wird in der Elektronikindustrie als Strom- und Wärmeleiter eingesetzt, seine Nachfrage der Industrie steigt tendenziell. Der Preis des Rohstoffs schwankt, lag in den letzten Jahren aber regelmäßig über 6.000 US-Dollar je Tonne. Daher lohnt die Ausbeute von Kupfererz, bei steigendem Rohstoffpreis sogar die erneute Aufbereitung von Abraum. Kupfer ist auch aus unserem privaten Leben nicht wegzudenken: Dächer, Kochgeschirr, Münzen, Handys, Computer, Toner, medizinische Präparate – sie alle enthalten Kupfer oder Komponenten aus diesem Material.
Kupferbergbau in Chile
Der staatliche chilenische Kupferberbau-Konzern Codelco ist mit 64.000 Mitarbeitern der größte Kupferproduzent der Welt. Er kontrolliert etwa die Hälfte der chilenischen Kupferreserven – das entspricht einem Fünftel der weltweiten Vorkommen. Die Corporación Nacional del Cobre de Chile betreibt sieben Bergwerke, darunter den Tagebau Radomiro Tomic. Er liegt in der nordchilenischen Atacama-Wüste, der trockensten Region der Welt, und ist seit 1997 in Betrieb. Nach fast zwei Jahrzehnten mussten Teile der Ausrüstung erneuert werden. Daher vergab Codelco Anfang 2015 den Auftrag zum Bau eines speziellen Großbaggers an die Magdeburger Firma FAM.
FAM hat jahrzehntelange Erfahrungen im Schwermaschinen- und Anlagenbau, schwerpunktmäßig ist das Unternehmen in den Bereichen Schüttguthandling – insbesondere Mining – und Service tätig. Letzteres umfasst die Rekonstruktion von Altgeräten, Wartungsverträge für Mininggesellschaften und das Ersatzteilgeschäft. Weitere Geschäftsfelder sind Aufbereitungstechnik und Lohnfertigung. Mit einem breiten Sortiment von Großgeräten und Einzelmaschinen wie Schaufelradbagger, Bandanlagen, Absetzer, Kratzer- und Mischbettgeräte, Schaufelradrücklader sowie Brecher und Mühlen liefert FAM die funktionsbestimmenden „Herzstücke“ von fördertechnischen Anlagen für Tagebaue und Kraftwerke, die Metallurgie, die Baustoffindustrie und weitere Branchen.
Aufwändige Kupfergewinnung
Kupfererz wird mit mobilen Geräten abgetragen, gebrochen, vorbehandelt und auf einen Lagerplatz gefördert. Dieses sogenannte Leach-Pad wird zeilenweise gebaut. Es ist typischerweise etwa drei bis zwölf Meter hoch und 200 bis 500 Meter breit. Auf dieser Halde wird das Kupfer aus dem Erz ausgelaugt („geleacht“) und später zur Elektrolyse verbracht. Als Ergebnis erhält man hochreines Kupfer in Form von rechteckigen Platten. Da der gewinnbare Kupferanteil im Erz nur etwa ein Prozent beträgt, muss der fördertechnische Prozess etwa das 100fache an Material bewegen. Zum Abbau des ausgelaugten Erzes fährt ein Rücklader auf Raupen die Halde entlang und trägt zeilenweise im Parallelmodus das Material ab. Am Ende der Halde muss das Mininggerät quer zu seinen Raupen versetzt werden. Um die richtige Position zu erreichen, wird ein Kurvenmanöver ausgeführt. Anders als bei Baggern üblich, ist kein Schwenkwerk vorhanden. Daher soll beim Abbau des Materials die Fläche aus Scheibenhöhe und Spantiefe möglichst groß sein, um eine kleine Fahrgeschwindigkeit und damit einen effizienten Betrieb zu ermöglichen. Der Durchsatz ergibt sich als Produkt aus Fläche und Geschwindigkeit. Weil die Rücklader mit fünf bis zwölf Meter pro Minute Nennfahrgeschwindigkeit relativ langsam fahren, müssen die Schaufeln sehr lang sein. Sie ermöglichen eine große Spantiefe.
Groß wie ein Haus
Bei dem Auftrag von Codelco an FAM handelt es sich um nichts Geringeres als den größten Rücklader dieser speziellen Bauart. Diese Anlagengehören aufgrund ihrer besonderen Architektur in die Sparte der Kompaktgeräte, wobei kompakt nicht klein bedeutet. Der Reclaimer SR 800 P9 hat die Abmessungen eines vierstöckigen Gebäudes und wiegt fast 1.000 Tonnen. „Man unterscheidet Schaufelradbagger und Schaufelradrücklader“, erläutert Erhard Pagels, Leiter Tagebautechnik bei FAM. „Der Bagger schneidet gewachsenes Material, der Reclaimer hingegen geschüttetes Material – und zwar in großen Mengen. Sowohl die Fördermenge als auch die geforderte Schneidarbeit bedingen eine bestimmte Antriebsleistung.“ Die Magdeburger bauten 1999 den ersten Reclaimer für Chile mit 100 Tonnen Masse und einer Förderleistung von 2.000 Tonnen in der Stunde. Mittlerweile wird schon der siebte Rücklader gefertigt.
Der für den Tagebau Radomiro Tomic in Auftrag gegebene Rücklader SR 800 P9 ist für die gigantische Förderkapazität von 14.500 Tonnen in der Stunde ausgelegt. (Das entspricht der Masse von etwa 17 Zügen der Bauart ICE3, mit je zwei Halbzügen). Sein Schaufelrad hat 14 Meter Durchmesser, der Messerkreis – der Durchmesser bis zur Spitze der Schaufeln – beträgt 19 Meter. Damit an diesem Arm genügend Kraft bereitsteht, benötigt man ein hohes Antriebsdrehmoment. Das berechnete theoretische Nennmoment beträgt 2.100 Kilonewtonmeter. Getriebe in Mining-Applikationen werden mit einem Servicefaktor beaufschlagt, der alle Unwägbarkeiten berücksichtigt, die auftreten könnten. Daher wurde das Getriebe für das Schaufelrad mit 4.000 Kilonewtonmeter ausgelegt. Die Kraft, die an den Schaufeln bereitgestellt werden kann, entspricht etwa der Anfahrtzugkraft eines ICE3 – 300 Kilonewton. Die dafür erforderliche Antriebsleistung des Schaufelrades beläuft sich auf 1.000 Kilowatt. Sie kommt von einem Drehstrommotor und wird über ein Industriegetriebe an die Arbeitsmaschine angepasst. Damit beauftragte FAM die Firma SEW-Eurodrive.
Bei der Projektvergabe für die Antriebstechnik spielte neben der technischen Lösungskompetenz auch die Lieferzeit eine wichtige Rolle: bis Sommer 2016. Das heißt, in gerade einmal 18 Monaten sollte ein gigantischer Bagger entstehen. Das schließt die Projektierung, Konstruktion und Fertigung ebenso ein wie die Lieferung und Inbetriebnahme bis hin zur schlüsselfertigen Übergabe. SEW ist als weltweites Produktionsnetzwerk in 46 Ländern vertreten, so auch in Südamerika: in Brasilien hat das Familienunternehmen eine große Landesgesellschaft. Am Standort Indaiatuba, etwa 70 Kilometer nordwestlich von São Paulo, wurde unlängst ein neuer Fertigungskomplex eröffnet. Die Industrie-Planetengetriebe der Serie XP für den Reclaimer liefert SEW-Eurodrive Brasil. Die regionale Präsenz in Südamerika war für FAM eine wichtige Voraussetzung für die Erteilung des Lieferauftrags.
Getriebe aus dem Baukasten
Frank Kleta, SEW-Außendienstmitarbeiter Industriegetriebe, erläutert: „Wir verwenden ein Standard-Planetengetriebe als sogenannten Gearhead. Davor setzen wir ein Kegelstirnradgetriebe aus Standard-X-Getriebebaureihe. Planetengetriebe bis 500.000 Newtonmeter bauen wir im Großgetriebewerk in Bruchsal. Alles was größer ist, wird in den Großgetriebewerken von SEW-Eurodrive in Brasilien bzw. in China gebaut.“ Für den Reclaimer SR 900 P9 kam ein Planetengetriebe der SEW-Baureihe XP230 mit einem Nennmoment von 4.000 Kilonewtonmeter zum Einsatz. Vorgeschaltet ist ein Kegelstirnradgetriebe der X-Baureihe in Größe 250. Diese Getriebekombination wird zusammen mit einem 1.000-Kilowatt-Motor auf eine Motorschwinge montiert. Eine Bremse und eine Doppelkegel-Reibungskupplung ergänzen das Antriebspaket. Zusätzlich installierte SEW eine Kühlanlage für das Getriebe sowie eine Drehmomentstütze, die FAM-spezifisch gefertigt wurde. Wenn das Moment zu groß werden sollte, trennt die Kupplung an der Antriebsseite des Getriebes den Kraftfluss. „Durch eine zusätzlich Schlupfüberwachung am Motor erkennen wir schon frühzeitig eine mögliche Überlastung der Mechanik und können reagieren“, erläutert Pagels.
Logistische Herausforderung
Vor der termingerechten Abwicklung dieses Großauftrags stand eine besondere logistische Herausforderung. Üblicherweise kommen die Großgetriebe aus dem Werk in Brasilien ins Werk nach Bruchsal und werden hier mit vorgesetztem X-Getriebe auf einer Schwinge komplettiert. Für den Reclaimer orderte FAM einen 1.000-Kilowatt-Motor bei einem Motorenhersteller in Brasilien. Es war jedoch absehbar, dass die zolltechnische Prozedur – Import nach Europa und anschließender Export nach Südamerika – zu viel Zeit in Anspruch nehmen würde. Daher übernahm SEW im Auftrag von FAM den Zukauf des Motors in Brasilien. Frank Kleta: „Dieser Antrieb wurde in Brasilien konstruiert und komplettiert, einschließlich des Probelaufs und der Abnahme bei SEW Brasil. Von dort wurde er direkt zu dem finalen Montageort nach Chile gebracht, wo die Endmontage und Inbetriebnahme der Anlage im Tagebau erfolgten.“ Gunthart Mau/as

















