Čínská skupina Zhongwang Group patří k největším světovým výrobcům vysoce kvalitních hliníkových výrobků. Do roku 2018 plánuje společnost ztrojnásobit svou roční produkci z nynějších 1 milionu na 2,8 milionu tun hliníku. Škála použití sahá od leteckého průmyslu přes plechovky a obaly až po vysoce kvalitní ultratenké hliníkové fólie. V přístavním městě Tianjin, 130 km jihovýchodně od Pekingu, v současné době vznikají dvě zcela nové obří válcovny hliníku pro tvrdé a měkké hliníkové slitiny. Třetí válcovna pro fóliové výrobky se již nachází ve fázi předběžného plánování. S celkovou plochou přesahující 5,5 km² jsou její rozměry impozantní. V oblasti inteligentní skladové techniky a plně automatizovaných systémů toku materiálu se společnost spoléhá na know-how společnosti Vollert. Tito odborníci na těžké náklady se již mnoho let specializují na intralogistické koncepty na klíč v kovoprůmyslu a hliníkovém průmyslu. Rozměry v Tianjinu však představují i pro ně neobvyklé výzvy.
Dokonalá propojenost
Aby byly citlivé ingoty a hliníkové svitky přepravovány bez poškození v rámci celého toku materiálu od tavení přes válcování až po nakládku, rozhodla se společnost Zhongwang pro plně automatizovaný systém toku materiálu. V závodech 1 a 2 obsluhuje 16 automatických jeřábů a manipulátorů několik plochých skladů a propojuje oblasti dalšího zpracování pomocí jeřábových drah o délce až 500 m a rozpětí až 31,5 m. „Při propojování výrobních oblastí v Tianjinu můžeme uplatnit veškeré naše znalosti,“ raduje se Oliver Wolschinski, viceprezident společnosti Vollert. „Spektrum sahá od automatických jeřábů pro ingoty a svitky přes různé dopravní systémy, jako jsou vysokozdvižné vozíky, shuttle vozíky, válečkové dopravníky a regálové obslužné zařízení, až po automatické měřicí a identifikační systémy, které zajišťují plynulý a bezchybný tok materiálu. I vysokoregálová skladiště svitků s novým typem individuálního chlazení pocházejí od nás.“ Podle čínských partnerů získali odborníci z Weinsbergu zakázku díky svému technologickému náskoku na trhu.
Bezpečné stohování nerovných bram
Závod 1 (Hard Alloy), kde se vyrábějí hliníkové plechy pro automobilový a letecký průmysl, se rozkládá na ploše 2 km². Automatické jeřáby (AMK) zde obsluhují několik plochých skladů a tvoří navíc spojovací uzel mezi odtahovací pecí, vysokoregálovým skladem a dalšími procesy zpracování a úpravy. Začátek tvoří slévárna (Cast-House) o rozměrech přibližně 120 x 500 m. Nachází se v ní osm odlévacích buněk a tři ploché skladovací prostory pro hliníkové bramy. Další jeřáb AMK zajišťuje zásobování a vykládku odpočinkové pece.
Jeřáby jsou provedeny jako dvitrámové mostové jeřáby s rozpětím až 27,5 m. Jejich pojezdová dráha činí až 300 m, v závislosti na délce příslušného plochého skladu. V závodě 1 lze takto obsloužit celkem 2 160 skladovacích pozic. Po odlití jsou bramy o hmotnosti až 35 tun a rozměrech přibližně 9 x 3 m pomocí překlápěcích stanic Ingot od společnosti Vollert vycentrovány, upevněny, změřeny a označeny a bezpečně uloženy v horizontální poloze na zvedacím vozíku k předání jeřábům. Automatické jeřáby plně automaticky stohují a rozebírají tyto těžké kusy – až pět brám nad sebou. Jedná se o zvláštní výzvu, protože surový materiál má z výrobních důvodů po roztavení na podélných stranách různou tloušťku brám. Inteligentní zvedací mechanismy manipulátorů však odpovídajícím způsobem přizpůsobují dráhu čtyř jeřábových lan a zajišťují šetrné položení materiálu a bezpečné skladování. K tomu disponují speciálními chapadly na bramy: Čtyři čelisti uchopí bramy z boku a hydraulickým tlakem se uzavřou, aby unesly ingoty o hmotnosti 35 tun. Klín na čelistech slouží k zajištění úchopu, monitorování tlaku umožňuje zvednutí bramy, jakmile je dosaženo předepsaného přidržovacího tlaku. Během jízdy řídicí systém zabraňuje nechtěnému otevření chapadel a v případě nouze zajišťuje akumulátor tlaku bezpečné držení ingotů i bez napájení po dobu nejméně 2 hodin. Pomocí přípojek k nouzovému napájení lze pak ingot bezpečně spustit dolů. Interní testy však ukázaly, že systém při výpadku proudu spolehlivě funguje dokonce až 24 hodin bez ztráty tlaku.
Neuvěřitelně rychlé a velmi přesné
Vzhledem k rozsáhlým plochým skladům jsou vyžadovány vysoké pojezdové rychlosti při současně vysoké přesnosti polohování. Automatické jeřáby v odlévárně společnosti Zhongwang se proto pohybují rychlostí 4 m/s, což odpovídá přibližně 14 km/h – tedy čtyřnásobku chůzové rychlosti. „Při takových nákladech je to skutečná výzva. Běžné halové jeřáby se pohybují rychlostí 1 m/s. Zde se nám hodí naše rozsáhlé zkušenosti s podobnými projekty,“ říká Oliver Wolschinski. I u jiných projektů stáli inženýři před úkolem rychle zrychlit velké hmotnosti. Aby se zabránilo kolísání během rychlé jízdy, dochází před rozjezdem k úplnému zvednutí brám.
Přesnost polohování se i přes rozsáhlá plochá ložiska pohybuje v rozmezí +/- 3 mm. O to se stará laserem řízený dvoucestný měřicí systém na obou stranách AMK. Ten v reálném čase reguluje levou a pravou jízdní dráhu a v případě potřeby provádí vyrovnání. Tím je i při velkých rozpětích zajištěno, že jeřáby jsou vždy v absolutním pravém úhlu k jízdní kolejnici. Kontrola synchronizace zabraňuje naklonění jeřábu AMK a tím trvale šetří jízdní kolejnice a podvozky. Pro přenos dat používá společnost Vollert bezopotřebové lektorové vlnovody. To má tu výhodu, že zajišťuje bezpečný přenos dat bez nutnosti použití Wi-Fi. Dosah řídicích signálů je zajištěn z libovolně dlouhého vlnovodu přímo na anténu automatického jeřábu, která se pohybuje spolu s ním – s dosahm přenosu odolným proti rušení 120 mm.
Manipulace v rukavičkách
Po ochlazení dochází k předání surových hliníkových brám z plochých skladů na výrobní linku pro řezání a frézování, na jejímž konci se nachází další automatický jeřáb, tzv. skalpovací manipulátor. Ten převezme desky připravené k válcování a předá je tunelovému vozíku k dalšímu přepravě do válcovny za tepla. Jelikož povrch ingotů již nesmí být poškozen stopami po uchopení, je nutná obzvláště šetrná manipulace pomocí uchopovače. Brámy jemně zvedá zespodu, což je nyní možné, protože brámy již není nutné stohovat. Tím se zabrání poškození. Kromě toho jeřáb po zvednutí desky otočí o 90°, než ji položí na tunelový vozík k přepravě do válcovny za tepla. Z desek vznikají hliníkové svitky nebo plechy.
Po dočasném uskladnění a ochlazení svitků o teplotě přes 350 °C v obřím vysokoregálovém skladu s 1 162 skladovacími místy a aktivním chladicím systémem následuje několik procesů válcování za studena. Další manipulátor svitků od společnosti Vollert dopravuje svitky mezi jednotlivými válcovacími procesy do žíhací pece za účelem tepelného dodělávání. Je rovněž proveden jako dvounosníkový mostový jeřáb s rozpětím 16 m a zajišťuje nakládání a vykládání pece. Po tomto procesu mají svitky o hmotnosti 26 tun velmi vysokou teplotu; navíc se jejich průměr liší v závislosti na produktu a počtu válcovacích operací. Teplotně odolný nátěr proto chrání jeřáb AMK před poškozením. Automatická detekce oka svitku naopak chrání svitky tím, že bezpečně navádí uchopovač ke svitku. Na konci výrobního procesu se nachází další plochý sklad s dalším automatickým jeřábem. Odtud jsou hotové hliníkové svitky dopravovány k balení a expedici.
Maximální flexibilita pro individuální obrobky
„V tomto projektu nejde jen o rychlou přepravu těžkých břemen, ale především o flexibilně nastavitelné zvedací prostředky, které se individuálně přizpůsobují proměnlivým rozměrům obrobků,“ vysvětluje Oliver Wolschinski. Šířka bram se totiž liší stejně jako obvod a šířka svitků. U hotových výrobků se tento rozsah pohybuje dokonce mezi 1 m a 2 m. V průběhu výroby se svitky také střídají mezi kovovými cívkami a lepenkovými trubkami, a proto musí chapadla pracovat s odpovídající citlivostí a přesností. Přesto podle odborníka ze společnosti Vollert nabízí úplná automatizace největší ochranu před poškozením: „Automatické jeřáby v závodech Zhongwang v Tianjinu zajišťují plynulé a rychlé propojení různých válcovacích a výrobních oblastí – a to i na velké vzdálenosti. Lze je bezpečně a spolehlivě ovládat, a to nepřetržitě, zcela automaticky. A v případě potřeby je necháme pracovat i v rukavičkách.“
Vysokoregálový sklad pro 100 000 tun hliníkových svitků
Čínská skupina Zhongwang Group staví v areálu válcovny v Tianjinu hned tři nové plně automatizované mega-hliníkové závody. Společnost dabei sází na logisticky optimalizované procesy toku materiálu a skladování a na know-how německé společnosti Vollert. Nejdelší vysokoregálový sklad bude měřit přes půl kilometru a se 150 řadami na pěti podlažích pojme sám o sobě 1 500 hliníkových svitků. Další dvě vysokoregálová sklady, která jsou právě ve výstavbě, nabídnou přibližně 1 100 a 2 200 skladovacích míst. Celková kapacita tak přesáhne 100 000 tun hliníkových svitků. Sklady jsou jako výrobní zásobníky integrovány do komplexního systému toku materiálu – od tavení brám až po nakládku hotových válcovaných výrobků. Společnost Vollert pro tento účel dodává mimo jiné stanice pro převracení ingotů, 16 automatických jeřábů a manipulátory s rozpětím až 31,5 m. Součástí projektu jsou dále jeřábové dráhy o délce až 500 m, tunelové vozíky, bezobslužné dopravní systémy, regálové manipulátory a 15 párů jeřábových vozíků. Všechny dopravní systémy se pohybují ve vysokorychlostním rozsahu až 4 m/s.
