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Progetto pilota con riduttori industriali meccatronici

21.02.2018

La richiesta di Jura-Cement-Fabriken AG (JCF) era di avere un nuovo nastro trasportatore che sostituisse il funzionamento S1 ad alto consumo energetico con una tecnologia completamente automatica adatta al controllo della velocità e del livello di riempimento.

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Cava di Oberegg presso il cementificio di Wildegg

La soluzione perfetta è stata l’attuazione di un progetto pilota con il nostro riduttore industriale meccatronico, in grado di combinare in modo intelligente l'efficienza del sistema con la sua robustezza. Unico è l'azionamento, e altrettanto unico è il progetto: l'azienda svizzera sta recuperando la cava di Oberegg in disuso con materiale di scavo pulito.

JCF recupera la cava dismessa

Cosa fa un produttore di cemento con la propria cava se la calce necessaria si sta esaurendo? Scava semplicemente un altro buco altrove? Per Jura-Cement-Fabriken AG (JCF) questa procedura era fuori discussione. Sebbene l'azienda debba aprire nuove aree minerarie, essa vanta anche un certo impegno in fatto di sostenibilità, di stretto coordinamento e reale trasparenza nel trattare con le comunità circostanti.

Al fine di mantenere la superficie aperta di rimozione della calce più piccola possibile , JCF si è impegnata a ricostruire le cave abbandonate in futuro e a recuperare le aree chiuse, trasformandole in aree ricreative o coltivate. Allo stesso tempo , l'azienda ha promesso di ridurre significativamente il consumo energetico e le emissioni di CO2 dei suoi impianti.

Il primo grande progetto di riassortimento di JCF riguarda la cava di Oberegg, che appartiene al cementificio di Wildegg. L'estrazione mineraria della calce ebbe inizio alla fine degli anni '60. Ora la cava è esaurita e il buco, che oggi hauna capacità di 3 milioni di metri cubi, verrà gradualmente riempito nei prossimi 15 - 20 anni.

La maggior parte del materiale di riempimento proviene da progetti di gallerie ferroviarie nella regione

In Svizzera le numerose gallerie e cantieri generano grandi quantità di residui di scavo. Perché, quindi, non utilizzare massi, detriti ed estratti di terra, per riempire spazi vuoti? Se da scavi ed estrazioni si ottiene materiale prezioso di riempimento, il vantaggio è reciproco sia per la costruzione di gallerie che di miniere a cielo aperto.

Il materiale di riempimento proveniente dalla fresa meccanica nel tunnel giunge tramite ferrovia direttamente al cementificio. Da lì, il materiale raggiunge una lunga linea di trasporto di 2,5 km fino alla sua destinazione in profondità nella cava. Insieme alla stazione di caricamento sui binari ferroviari ci sono quattro stazioni di caricamento sul nastro trasportatore: una per il treno che trasporta il materiale di scavo proveniente dal tunnel, una per i camion che guidano i residui dai cantieri più piccoli per la costruzione di case e altre due stazioni tampone intermedie per il materiale che deve essere prima trattato (mescolato e/o essiccato). Il problema è che non tutte le stazioni di caricamento sono sempre in funzione. A seconda delle condizioni, alla cava viene inviato più o meno materiale generando tramite queste quattro stazioni di caricamento diversi flussi di volume sul nastro.

La velocità del nastro è controllata in modo automatico

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Riduttore industriale meccatronico da 1,5 tonnellate sul gancio

Sul tamburo del penultimo nastro trasportatore sono installati i due riduttori industriali meccatronici che muovono il nastro su un tamburo comune. Il controllo completamente automatico della velocità garantisce che i diversi flussi di volume arrivino al punto di consegna in profondità nella cava sempre con un livello costante di riempimento del nastro.

Jürg Hitz, responsabile della manutenzione e della tecnologia del gruppo JURA Materials, si dice molto soddisfatto del risultato:

"Già da molti anni abbiamo equipaggiato i sistemi di trasporto di Jura-Cement-Fabriken AG con azionamenti di SEW-EURODRIVE. Grazie ai due nuovi riduttori industriali meccatronici e alla regolazione completamente automatica della velocità del nastro, ora risparmiamo, in base alle nostre attuali misurazioni, fino al 40% di energia. Vediamo cosa succederà quando trasferiremo il resto dell'impianto ai riduttori industriali meccatronici di SEW-EURODRIVE".

Nei riduttori industriali meccatronici tutti i componenti, dall'azionamento elettrico, passando per il riduttore, fino all'elettronica di comando decentralizzata, sono combinati in un unico riduttore industriale autonomo e, già secondo le impostazioni di fabbrica, sono uniti tra loro e collegati in rete. Ciò significa che esiste solo un collegamento di alimentazione per tutto. Non esiste modo più semplice e rapido per installare una soluzione di riduttore industriale controllata direttamente dall’inverter.

Il vantaggio decisivo, tuttavia, è che la tecnologia combinata dei sensori consente di monitorare, valutare e influenzare in modo flessibile sia le condizioni del convertitore di frequenza che le condizioni del processo di trasporto. Condizioni ideali quindi per ottimizzare i processi del cliente, ad esempio tramite un controllo completamente automatico della velocità del nastro.

Vantaggi per il sistema di trasporto nella cava:

• contrariamente al funzionamento S1 (funzionamento continuo) a velocità costante, comune nel settore, gli operatori dei cementifici possono ora controllare la velocità del nastro in modo completamente automatico, secondo necessità;

• in questo modo, JCF può ridurre significativamente il proprio consumo di energia e risparmiare nell'arco dell'anno. Per non parlare della riduzione di emissioni di CO2;

• inoltre, anche le emissioni di rumore vengono significativamente ridotte grazie alla velocità adattata del nastro;

Tutti i dati del progetto pilota

L'impianto e le richieste del cliente

  • completare il riempimento della cava di Oberegg da 3 milioni di metri cubi entro i prossimi 15 – 20 anni
  • trasportare fino a 600 tonnellate di materiale di riempimento all'ora alla cava
  • una linea di trasporto di 2,5 km composta da 10 nastri
  • 4 stazioni di caricamento per inviare il materiale di scavo, con diversa intensità, ai nastri trasportatori
  • consumo di energia più basso possibile attraverso un controllo variabile del livello di riempimento, in sostituzione al funzionamento continuo S1 con carico costante:
    • fino a questo momento, la maggior parte dei costi operativi erano rappresentati unicamente dal consumo di energia elettrica nel cementificio
    • a titolo di confronto: un singolo azionamento da 100 kW, che funziona in modo continuo a carico costante, consuma circa 20.000 € di elettricità all'anno

La nostra soluzione:

• due riduttori industriali meccatronici muovono insieme il penultimo nastro trasportatore all'interno dell'impianto

• grazie al controllo variabile della velocità tramite il convertitore integrato, il livello di riempimento del materiale sul nastro viene mantenuto costante.

• la velocità del nastro viene controllata in modo completamente automatico in base al tonnellaggio

• risultato: enorme risparmio energetico e riduzione dei costi operativi di diverse migliaia di euro all'anno