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Lafarge: Premiere für den Cat 988K XE

01.12.2021

ZEPPELIN/LAFARGE
Lafarge: Premiere für den Cat 988K XE als Teil der Dekarbonisierungs-Roadmap

In Mannersdorf am Leithagebirge betreibt die Lafarge Zementwerke GmbH das größte österreichische Zementwerk. Bis 2025 soll hier eine Pilotanlage in Betrieb gehen, die in der Lage ist, 10.000 t CO2 aus dem Abgasstrom der Zementproduktion zu entnehmen. Die umfassende Optimierung und Effizienzsteigerung betrifft aber auch den nahegelegenen Steinbruch, der das Zementwerk versorgt: Mit dem ersten Cat 988K XE Österreichs, der über ein diesel-elektrisches Antriebssystem verfügt, startete auch im Steinbruch eine grundlegende Umstellung.

In Mannersdorf am Leithagebirge betreibt die Lafarge Zementwerke GmbH das größte österreichische Zementwerk. Bis 2025 soll hier eine Pilotanlage in Betrieb gehen, die in der Lage ist, CO2 aus dem Abgasstrom der Zementproduktion zu entnehmen. Die umfassende Optimierung und Effizienzsteigerung betrifft aber auch den nahegelegenen Steinbruch, der das Zementwerk versorgt: Mit dem ersten Cat 988K XE Österreichs, der über ein diesel-elektrisches Antriebssystem verfügt, startete auch im Steinbruch eine grundlegende Umstellung.

Als Teil von Holcim, dem weltweit führenden Unternehmen für Baumaterialien und -lösungen, betreibt die Lafarge Zementwerke GmbH in Österreich die beiden Zementwerke in Mannersdorf am Leithagebirge und in Retznei in der Südsteiermark. Die Produktionskapazität beider Werke liegt bei insgesamt 1,6 Mio. t pro Jahr. Davon werden rund 1,1 Mio. t Zement in Mannersdorf produziert und den Kunden in Form von sieben Sorten Zement und einer Sorte Betonzusatzstoff zur Verfügung gestellt.

Die stetige Verbesserung des CO2-Fußabdrucks hat für Lafarge höchste Priorität. Als Teil dieser Bestrebungen veröffentlichte das Unternehmen 2020 seine Dekarbonisierungs-Roadmap. Diese umfasst unter anderem eine Pilotanlage in Mannersdorf: In ihrer Absichtserklärung einigen sich die Industrieunternehmen Lafarge, OMV, Verbund und Borealis auf eine branchenübergreifende Zusammenarbeit im Projekt „Carbon2ProductAustria“, kurz C2PAT. Ziel des Projektes ist die Schaffung einer sektorübergreifenden Wertschöpfungskette sowie die Errichtung einer Anlage im industriellen Maßstab bis 2030, welche eine Abscheidung von nahezu 100% des jährlichen Ausstoßes im Zementwerk Mannersdorf von 700.000 t CO2 ermöglicht. Das abgeschiedene CO2 stünde so als Ressource zur Verfügung. Mit dem Ziel der Klimaneutralität werden aber auch laufend weitere Schritte gesetzt. So wurde von Lafarge unter anderem ein Klimazement lanciert, der die Nachhaltigkeit von Beton weiter steigern wird.

Eine der zahlreichen Maßnahmen betrifft auch den Steinbruch, der das Zementwerk Mannersdorf versorgt. Mit einem 10 Mann-Team, das auch die Bohr- und Sprengarbeiten selbst durchführt, wird hier hochwertiger Kalkstein im Scheibenabbau gewonnen. Aufgrund der Abbauform beträgt die Wandhöhe ca. 20 m, denn ein Abbaubetrieb mit 10 m hohen Wänden würde einen wesentlich größeren Maschineneinsatz erforderlich machen. Bis vor kurzem holte ein Großradlader alleine das Hauwerk direkt von der Wand und beschickte damit im Load & Carry Verfahren den semimobilen O&K Hammerbrecher, der seit 1986 seinen Dienst versieht. Von dort werden pro Stunde 700 bis 800 t reiner Kalkstein über Förderbänder ins Werk transportiert. Der Brecher und die Förderbänder werden einmal im Jahr im Winterstillstand an die sich ändernden Abbaubedingungen angepasst.

Im Rahmen der konzernweiten Optimierungsstrategie wurden nun auch hier die Abläufe auf den Prüfstand gestellt. Dazu Markus Dubkowitsch, der den Abbaubetrieb seit 2015 leitet: „Angestrebt wird in den Abbaubetrieben des Konzerns der Einsatz von Radladern der 60 t Klasse für den Materialtransport. Aktuell wird unser Brecher von einem Großlader mit 105 t Eigengewicht und einer 13 m3 Schaufel beschickt. Im Vergleich dazu hat unser neuer Cat 988K XE, der seit einigen Wochen bei uns zum Einsatz kommt, ca. 60 t Eigengewicht und eine 7,6 m3 Schaufel. Zielsetzung ist es, mit einem zweiten Gerät dieser Größenordnung unseren Großlader, der bereits über 18.000 Betriebsstunden aufweist, zu ersetzen. Aufgrund der aktuellen Verbrauchswerte würde sich mit dieser Gerätekonstellation unser Dieselverbrauch fast halbieren und auch die Reifenkosten würden sich enorm verringern. Demgegenüber stehen natürlich etwas höhere Personalkosten. Unterm Strich bedeutet der Einsatz von zwei 60 t Radladern über eine Laufzeit von etwa acht Jahren aber eine deutliche Reduktion der Betriebskosten, verbunden mit einem ebenso deutlich reduziertem CO2 Ausstoß. Eine Reduktion, die bei einer gleichzeitigen Erhöhung der Schaufelkubatur auf rund 15 m3 erzielt wird. Diese Kapazitätserhöhung ist auch deshalb wichtig, weil im Zementwerk voraussichtlich im März 2022 Jahr auf eine effizientere, vertikale Rohmühle umgestellt wird, mit der ca. 10% der Energie eingespart werden können. Durch diese Umstellung wird sich die benötigte Materialmenge um ca. 120.000 t erhöhen.“

Neuer Cat 988K XE mit diesel-elektrischen Antrieb

Es ist der erste Cat 988K XE Österreichs, der im Steinbruch Mannersdorf zum Einsatz kommt. Seine besondere technische Stärke ist sein hochentwickeltes diesel-elektrisches Antriebssystem, bei dem ein Cat C18 Acert-Diesel mit Stufe-V-Abgasreinigungstechnik direkt einen modernen geschalteten Reluktanz-Generator antreibt. Im Generator integriert ist der Pumpenantrieb für die Arbeitshydraulik. Diese wird nach wie vor mechanisch angetrieben und elektrohydraulisch vorgesteuert. Die im Generator erzeugte elektrische Energie geht über eine ausgeklügelte Regelelektronik in den Elektromotor, der dann über eine Welle den konventionellen Antriebsstrang in beiden Achsen antreibt. Auch der Elektromotor ist ein geschalteter Reluktanz-Motor, eine Technologie, die einfachen technischen Aufbau, einen hohen Wirkungsgrad und feine Regelbarkeit verknüpft.

Da der Diesel ständig im optimalen Betriebspunkt arbeitet und Getriebe- und Wandlerverluste beim Cat 988K XE entfallen, sinkt der Kraftstoffverbrauch im Vergleich mit dem konventionell angetriebenen Cat 988K erheblich. Die Fahrgeschwindigkeit lässt sich sehr feinfühlig regeln, virtuelle Gänge ermöglichen die Wahl bestimmter Geschwindigkeitsbereiche, bergab hält ein elektronischer Retarder das Tempo konstant. Für die Fahrer bedeutet die neue Technik kaum Umgewöhnung. Da viel weniger mechanische Teile im Eingriff sind, reduziert sich der Wartungsaufwand. Alle Komponenten des elektrischen Antriebsstrangs sind dafür ausgelegt, auch die zweite Lebensdauer des Motors mit minimalem Wartungsaufwand zu bestehen. Darüber hinaus verlängert der Elektroantrieb durch die günstigen Betriebsbedingungen die Lebensdauer des Dieselmotors um bis zu 3.500 Betriebsstunden.

In der Praxis bietet der neue Antrieb jede Menge Vorteile, wie Steinbruch Leiter Markus Dubkowitsch betont: „Durch das für Elektromotoren typische hohe Drehmoment schon beim Anlauf beschleunigt die Maschine sehr kraftvoll. Die Richtungswechsel erfolgen ruckfrei und komfortabel, die Laufruhe der Maschine erhöht sich, Gangwechsel entfallen über den gesamten Geschwindigkeitsbereich. Im Load & Carry Einsatz ist auch die Hubgerüstdämpfung ein großer Vorteil, die zügige Arbeitsspiel erlaubt. Sehr zufrieden sind wir auch mit dem Verbrauch, der im Schnitt bei 30 l liegt.“

Eine weitere große Umstellung wird im Steinbruch Mannersdorf in vier bis fünf Jahren über die Bühne gehen. Dann ist die aktuelle Scheibe abgebaut und eine neue Ebene wird begonnen. Zurzeit wird an der Montanuniversität Leoben im Rahmen einer wissenschaftlichen Arbeit untersucht, welche Auswirkungen eine Reduktion der Wandhöhe auf 10 oder 15 m für den Abbaubetrieb bedeuten würde.

www.lafarge.at
www.zeppelin.com/at-de/cat

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Der erste Cat 988K XE Österreichs steht im Steinbruch Mannersdorf im Einsatz. Er verfügt über ein diesel-elektrisches Antriebssystem und beeindruckt mit seinem ruckfreien Fahrverhalten.

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Der semimobile O&K Hammerbrecher, der seit 1986 seinen Dienst versieht, wird im Winterstillstand an die veränderten Abbaubedingungen angepasst.

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Der Cat 988K XE bei der Beschickung der Aufbereitungsanlage. Im Load & Carry Einsatz steigt der Verbrauch kaum über 30 l.

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Bei der Übergabe des Cat 988K XE (von links): Ulrich Lissakowski (Verkaufsleiter, Zeppelin Baumaschinen GmbH), Markus Dubkowitsch (Leitung Steinbruch Mannersdorf, Lafarge Zementwerke GmbH) und Gerhard Hagleitner (Verkaufsberater Zeppelin Österreich GmbH).

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Dank Hubgerüstdämpfung ermöglicht der Cat 988K XE zügige Arbeitsspiele. Die Schaufel ist mit einer Sägezahn Schneidekante ausgeführt, damit keine defekten Zähne einen Schaden im Brecher verursachen und das Abziehen der Fahrwege keine Untiefen erzeugt.

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Steinbruch Leiter Markus Dubkowitsch und sein Team sorgen mit großem Einsatz dafür, dass das Zementwerk jederzeit optimal versorgt wird.

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Auch bei den Bohrgeräten vollzieht sich im Steinbruch Mannersdorf ein Generationenwechsel. In Zukunft kommt eine SmartROC D50 zum Einsatz, die über eine automatische Bohrstangenhandhabung, eine einzigartige Aluminiumlafette und ein intelligentes Steuerungssystem verfügt.

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Zeppelin Österreich GmbH

Zeppelinstrasse 2

2401 Fischamend bei Wien