Mit Prozessoptimierungen noch mehr Kraftstoff sparen

Damit sie die Leistung abrufen können, die nötig ist, um schweres Gestein abzubauen, schlucken schwere Baumaschinen einiges an Sprit. Der Dieselverbrauch ist einer der größten Kostenblöcke bei den Betriebskosten. Gewinnungsbetriebe setzen darum alles daran, den Kraftstoffverbrauch pro Tonne zu minimieren. Den Weg, den Rheinkalk, ein Unternehmen des belgischen Lhoist-Konzerns, gewählt hat: neue Gerätetechnik in Form von zwei Cat Muldenkippern 777G in Verbindung mit einem Radlader 992K für den Abbau an der Wand sowie einem Cat 988K in der Rückverladung für das Werk Flandersbach in Wülfrath. Damit soll in Zukunft der Rohstoff leistungsfähig und kostengünstig verladen und transportiert werden.

Der Betrieb verspricht sich eine deutliche Verbesserung von einer Baumaschinenserie zur nächsten, wenn wie im konkreten Fall die Vorteile der neuesten Motorentechnik greifen und der Kraftstoffverbrauch noch weiter gedrosselt wurde. So wie der Cat 988K verfügen auch die Muldenkipper über einen Motor auf Basis der EU-Stufe IV – sein größerer Kollege, der 992K, basiert auf einem emissionsarmen Cat Acertmotor C32.

„Langfristig ist unser Ziel, Ressourcen, wie Betriebsmittel, Fahrzeuge und das Personal perfekt aufeinander auszurichten, damit wir Abläufe und Prozesse optimieren können, um unsere hohe Qualität noch besser zu steuern und zu steigern“, verdeutlicht Alexander Graef, Betriebsingenieur Gewinnung. Zusammen mit Alexander Ihl, Hauptbetriebsleiter Gewinnung, arbeitet er an einer Lösung, die genau auf die Anforderungen des Betriebs zugeschnitten ist. Berücksichtigen müssen sie, dass der Kalkstein der beiden Abbaugebiete Silberberg und Rohdenhaus gemischt wird, um Produkte von hoher und vor allem konstanter Qualität herstellen zu können. Die Steuerung basiert auf einer langfristigen Abbauplanung, der eine intensive Lagerstättenerkundung zugrunde liegt. Alle Abbau- und Ladegeräte sind mit einem GPS-System ausgestattet. So wissen die Mitarbeiter stets, welche Rohstoffqualität gerade vom Radlader verladen wird und die Muldenkipper-Fahrer sind genau im Bilde, welche Lade- und Kippstelle sie anfahren müssen. Der Steinbruchmeister kann die verschiedenen Ladestellen genau disponieren und so lässt sich exakt das Mischungsverhältnis für den Brecher steuern, das benötigt wird.

Damit der Einsatz der Baumaschinen beim Laden und Transportieren nicht zu unnötigen Kraftstoffverbräuchen führt, haben Alexander Graef und Alexander Ihl besonders eine Kenngröße im Blick: der Leerlauf, den sie reduzieren wollen. Denn dieser verursacht unnötige Kosten – nicht nur, weil nutzlos Kraftstoff verbraucht wird. Die Serviceintervalle stehen in kürzerer Zeit an, wenn der Betriebsstundenzähler weiter läuft. Damit läuft dann auch eher die Garantie ab.

Der Leerlauf wird unterteilt in produktionsbedingten und in systembedingten Leerlauf. Von produktionsbedingtem Leerlauf spricht man, wenn eine Maschine auf das Be- und Entladen warten muss. Die einzelnen Intervalle bewegen sich zwischen 0 und 5 min. und wiederholen sich über den ganzen Tag. Bei systembedingtem Leerlauf betragen die Leerlaufintervalle zwischen 0 und 30 min. Sie treten z.B. auf, wenn Muldenkipper gruppenweise eintreffen und wenn das Ladegerät erst voll beschäftigt ist und dann warten muss, bis die Transportgeräte wieder zur Verfügung stehen.

„Wenn sich dieses Phänomen über den gesamten Tag verteilt wiederholt, muss nach der Ursache gefragt werden. Sind die Skw richtig getaktet? Muss der Wegebau verbessert werden? Ist das Ladegerät eventuell zu klein?“, wirft Bernhard Tabert, bei Zeppelin zuständig für das Flottenmanagement, die Fragen auf. In dieser Funktion wird er immer wieder mit solchen konfrontiert. „Doch zum eigentlichen Leerlauf zählt die Branche auch den abnormalen Leerlauf, der mit der reinen Produktion nichts zu tun hat“, erklärt Tabert. Hier bewegt sich das Intervall zwischen 0 und 300 min. Dazu zählt etwa das Warmlaufen der Baumaschine am Morgen oder weil das Arbeitsgerät wegen der Klimaanlage oder Heizung nicht ausgeschaltet wird. „Unternehmen müssen ihrem Personal vermitteln, was der abnormale Leerlauf für Folgen hat, denn viele Fahrer wissen gar nicht, was eine Stunde Leerlauf kostet. Das Bewusstsein ist oftmals gar nicht vorhanden“, sind die Erfahrungen, die der Zeppelin Produktmanager gemacht hat, wenn er für Kunden die Leerlaufzeiten aufdeckt.

Hierbei hilft das von Cat entwickelte Flottenmanagement, das Zeppelin in Form von Product Link 2012 einführte. Derzeit liegt die Aktivierungsrate bei über 12 000 Cat Maschinen in Deutschland, die mit einer entsprechenden Box ausgeliefert wurden, über die Daten der Maschinen abgerufen werden können. Momentan greifen rund 3000 Nutzer darauf zurück, berichtet Bernhard Tabert. Über Vision Link, der Internet basierten Software, werden die Daten ausgewertet und übersichtlich dargestellt – ein Ansatz, für den sich auch Rheinkalk interessiert. Schließlich ist es ein Weg, den Leerlauf zu erfassen und somit den Spritverbrauch zu senken.

Caterpillar hat selbst ein Jahr lang unter dem Titel „Fuel Site Assessment“ ein Pilotprojekt durchgeführt, um für Kunden der Gewinnungsindustrie ein Bündel an Maßnahmen hinsichtlich Dieseleinsparung aufzuzeigen, indem Prozesse und Abläufe in verschiedenen Steinbrüchen analysiert wurden. Dabei lag der Fokus auf der Massenbewegung, wie dem Abbau an der Wand, dem Materialtransport zum Brecher, der Rückverladung sowie anfallenden Abraumarbeiten.

Was daraus abgeleitet wurde, sind verschiedene Bausteine, die zu betrachten sind – allem voran besagter Leerlauf. Ziel des Projektes war zu ermitteln, wie viel Kraftstoff weniger verbraucht wird, wenn die Leerlaufzeiten um 5 % reduziert werden. „Wir konnten messen, dass es einen direkten Zusammenhang von Leerlaufzeiten mit dem Dieselverbrauch gibt und daraus Richtwerte ableiten, die jedoch von Abbau zu Abbau unterschiedlich sind“, so Peter Sauter, seit 20 Jahren bei Caterpillar in Genf und Spezialist für die stationäre Industrie innerhalb von EAME.

Einen großen Einfluss auf die Leerlaufzeiten haben die Fahrer. „Wir haben Tests gefahren mit einem unerfahrenen und einem versierten Fahrer. Dabei trat ein Unterschied von 20-25 % zu Tage“, erklärt Sauter. Dass die Fahrer einen großen Einfluss haben, bestätigte auch Alexander Graef. Damit die Mitarbeiter alle den gleichen Wissensstand haben, wird bei Rheinkalk regelmäßig in Schulungen investiert. Kommen neue Maschinen in den Einsatz, wie die neuen Muldenkipper und Radlader, sind Einweisungen durch Zeppelin ohnehin obligatorisch. Darüber hinaus machen auch die richtige Geräteauswahl und, welches System eingesetzt wird, sehr viel aus. Im Fall von Rheinkalk, das auf Load-and-Carry setzt und seine Ladespiele auf den 992K und 777G ausgerichtet hat, gibt es keinen Handlungsbedarf. Beide Maschinentypen sind aufeinander abgestimmt, um volle Maschinennutzlast und minimale Ladezeiten zu generieren.

Bei der Frage nach der passenden Ausrüstung berät der Cat Händler – bei Rheinkalk ist es Zeppelin. Stefan Lanio, ­Niederlassungsleiter, und sein Kollege Stefan Pick, Gebietsverkaufsleiter, aus Köln betreuen das Unternehmen seit Jahren und kennen daher genau die Anforderungen des Betriebs. So sind im Vorfeld immer viele Fragen zu klären und mit dem Kunden die verschiedenen Möglichkeiten abzuwägen, ob neue Baumaschinentypen den geologischen Bedingungen gewachsen sind. So müssen die Voraussetzungen für den Abbau stimmen – dazu gehören etwa Fahrwege und deren Beschaffenheit. „Es macht einen großen Unterschied, in welchem Zustand und wo die Ladestellen sind, ob man an einer Böschung lädt oder auf einer Ebene steht oder lange Transportwege zurücklegen muss“, so Stefan Lanio.

Und genau darum geht es auch bei Rheinkalk. Im Lauf der Jahrzehnte schritt der Abbau in Wülfrath immer weiter voran, sodass die Skw inzwischen immer längere Transportwege zurücklegen müssen und von tiefer gelegenen Sohlen beladen werden. Eine logische Konsequenz, dass da der Dieselverbrauch nach oben geht. „Was insbesondere beim Transport starken Einfluss auf den Spritverbrauch ausübt, ist der Verschleiß der Reifen. Auch der Reifendruck wirkt sich aus. Sobald die Reifen einen höheren Widerstand überwinden müssen, neigt sich die Tanknadel nach unten“, meint Peter Sauter, der ein Reifenmonitoring empfiehlt. Und was das Pilotprojekt von Caterpillar noch zutage förderte: Es kommt auch auf die Dieselqualität und den Betankungsprozess an – er sollte so sauber wie möglich ablaufen.

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