Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Obwohl die galvanische Abscheidung von Hartchromschichten bereits lange zum Stand der Technik geh\u00f6rt,leidet die Technologie nach wie vor unter einem geringen Wirkungsgrad. Zus\u00e4tzlich steigen die Qualit\u00e4tsanforderungen.
\nZiel des Vorhabens ist eine Optimierung der Verfahrensparameter zur Minimierung des Ressourcenverbrauches bei maximalem Durchsatz und verbesserter Qualit\u00e4t. Die Ma\u00dfnahmen zum Erreichen dieses Zieles umfassen galvanische, konstruktive sowie anlagenbautechnische Ma\u00dfnahmen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Projekt zur Planung einer galvanischen Hartchrom-Beschichtungsanlage hatte im wesentlichen 3 Ziele: <\/p>\n
1. Deutliche Verringerung des Energieverbrauches bzw. R\u00fcckf\u00fchrung der unvermeidlichen Energieverluste; zus\u00e4tzlich sollen die eingesetzten materiellen Ressourcen m\u00f6glichst sparsam verwendet werden;
\n2. Verbesserte Qualit\u00e4t der Beschichtung hinsichtlich Reproduzierbarkeit und geometrischer Gleichm\u00e4\u00dfigkeit;
\n3. Verk\u00fcrzung der Beschichtungszeiten, dadurch Erh\u00f6hung des Durchsatzes <\/p>\n
Wie sich im Laufe des Projektes schnell herausstellte, beeinflussen sich die Ziele gegenseitig, jedoch meist in positiver Richtung:
\nDie Verringerung des Energieverbrauches (Ziel 1) ist vor allem durch eine Verk\u00fcrzung des Anoden-Kathodenabstandes (= Verringerung des ohmschen Widerstandes) zu erreichen. Dies wiederum war im vorliegenden Fall durch Formanoden realisierbar, die aufgrund ihrer Geometrie und des daraus folgenden einheitlichen Kathoden-Anoden-Abstandes die Qualit\u00e4t deutlich erh\u00f6hen (Ziel 2). Gleichzeitig k\u00f6nnen durch die geringeren Verluste h\u00f6here Stromdichten gegen\u00fcber dem Stand der Technik (bis zu Faktor 2) verwendet werden, was zum einen die Behandlungszeit verringert (Ziel 3); zum anderen steigert sich mit der erh\u00f6hten Stromdichte die Stromausbeute, was wiederum die Behandlungszeit verk\u00fcrzt (Ziel 3) und au\u00dferdem den spezifischen Energieeintrag verringert (bis zu 30%, Ziel 1).
\nDie dennoch auftretenden Energieverluste in Form von W\u00e4rme erlauben die Investition in eine umfangreiche W\u00e4rmer\u00fcckgewinnungsanlage. Zweckm\u00e4\u00dfigerweise weicht die projektierte Anlage vom Stand der Technik ab und verwirklicht das Konzept der Reaktoranlage. Dadurch wird eine zentrale, in den Vorratsbecken angeordnete Elektrolytbehandlung m\u00f6glich -und eben auch eine zentralisierte W\u00e4rmetauscheranlage. Die durch das K\u00fchlmedium aufgenommene W\u00e4rme mit einem Temperaturniveau von 40 -60\u00b0C wird einer W\u00e4rmepumpe zugef\u00fchrt, die das Temperaturniveau auf mindestens 75\u00b0C hebt. Mit Medien dieser Temperatur sind nahezu alle innerbetrieblichen W\u00e4rmebedarfe gut zu versorgen, in einigen F\u00e4llen zumindest zu unterst\u00fctzen. Allein die Verringerung des j\u00e4hrlichen Heiz\u00f6lbedarfes zur Hallenheizung generiert Einsparungen im Bereich von 15000-25000,-\u0080 pro Jahr. Da W\u00e4rmeproduktion und W\u00e4rmebedarf nicht immer zeitgleich auftreten, verwendet die W\u00e4rmer\u00fcckgewinnung gro\u00dfz\u00fcgige Speicherbecken, die bei Bedarf die gespeicherte W\u00e4rmeenergie in den Betrieb r\u00fcckf\u00fchren.
\nInsgesamt kann nach der Inbetriebnahme als gesichert angesehen werden, dass die eingesetzte Energie zu mindestens >90% ausgenutzt werden kann. Zum Vergleich: Der eigentliche Beschichtungsprozess weist derzeit eine Energieausbeute von 18-22% auf. Gleichzeitig kann die W\u00e4rmer\u00fcckgewinnung Energie aus Grundwasser gewinnen, um auch in produktionsschwachen Zeiten optimal genutzt zu werden und fossile Ressourcen zu schonen.
\nNachdem die Hauptziele der Projektierung erreicht wurden, ber\u00fccksichtigt die weitere Anlagenplanung und -konstruktion auch weitere Ma\u00dfnahmen zur Ressourcenschonung und Unterst\u00fctzung der 3 oben genannten Hauptziele. Hier sind zahlreiche kleinere Aspekte zu nennen, die kurz stichwortartig genannt seien; Einzelheiten sind dem Lastenheft sowie den Zeichnungen zu entnehmen: <\/p>\n
1. Verwendung von \u00f6l\/wassergek\u00fchlten Gleichrichtern, um die Abw\u00e4rme auf geeigneten Temperaturniveau der W\u00e4rmer\u00fcckgewinnung zuf\u00fchren zu k\u00f6nnen;
\n2. Vorw\u00e4rmung der Frischluftzufuhr durch W\u00e4rmeaustausch mit der Prozessabluft vor der Abluftreinigung;
\n3. Komplettierung der Reaktortechnik durch Verschluss der chromhaitigen Becken \u00fcber Deckel; dadurch konnte die notwendige Absaugleistung um 75% reduziert werden;
\n4. Ausf\u00fchrung des Fahrwagens mit Abtropfschale, die in kontrollierter Weise die Abtropffl\u00fcssigkeiten in den Prozess zur\u00fcckf\u00fchrt;
\n5. Kontaktierungen, Stromzuf\u00fchrungen und geometrische Anordnung der elektrischen Versorgungaggregate erfolgte in einer Weise, die auch Spannungsverluste auf dem Weg zwischen Gleichrichter und galvanischem Bad minimiert (Stichworte: Kabel statt Stromschienen, k\u00fcrzestm\u00f6gliche Abst\u00e4nde, gro\u00dfz\u00fcgige Querschnitte, Fingerkontakte am \u00dcbergang zur Kathodenschiene);
\n6. Die hohen zuk\u00fcnftigen Stromdichten machten die Neukonstruktion der Bauteilaufnahmen notwendig, um erstens die Gefahr von \u00dcberhitzungen bis hin zum Bauteilverlust zu beseitigen und zweitens Spannungsverluste beim \u00dcbergang in das Bauteil auszuschlie\u00dfen. Hierbei wurden die geometrischen Besonderheiten der Hautprodukte, die in der projektierten Anlage veredelt werden
\nsollen, optimal genutzt. <\/p>\n
Die erreichten Ergebnisse zeigen, dass auch in der altbew\u00e4hrten Technologie des Hartverchromens \u00d6konomie und \u00d6kologie auf einem nochmals verbesserten Niveau zu Ihrem Recht kommen k\u00f6nnen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Eine erste Pr\u00e4sentation von Teilen der Anlage fand im September 2008 auf den Oberfl\u00e4chentagen des Z:VO erfolgen.
\nWeitere, detailliertere Vortr\u00e4ge werden im November 2009 beim 50 Jahrestag des Institutes IPA der Fraunhofer-Gesellschaft sowie auf dem Kongress Energieeffizienz in der Galvanotechnik in N\u00fcrtingen gehalten werden.
\nF\u00fcr den Herbst ist eine Ver\u00f6ffentlichung in der internationalen Branchenzeitschrift Galvanotechnik vorgesehen.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Entwicklung der Energiepreise unterst\u00fctzt zunehmend die Investition in die verbrauchsoptimierte Nebenaggregate. Jedoch bedarf es zur Zusammenf\u00fchrung der verschiedenartigen Technologien aus unterschiedlichen Ingenieurssparten einer umfangreichen interdisziplin\u00e4ren Zusammenarbeit. Au\u00dferdem muss die Bereitschaft bestehen, vom Stand der Technik stark abzuweichen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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