Kran-Konfiguration für Schmiede & Wärmebehandlung
Die Kranauslegung für Schmiede- und Wärmebehandlungsbetriebe muss drei besonderen Betriebsbedingungen gerecht werden: hohe Temperaturen, Vibrationen und schnelle Hubgeschwindigkeiten. Für den Hammerbereich wird ein schmiedespezifischer Brückenkran empfohlen (20–200 t, Doppelbremse, vibrationsfest), für den Ofenbereich ein QD-Typ (20–100 t, H-Klasse-Isolation) und für den Abschreckbereich ein QD-Typ mit Frequenzumrichter und hoher Geschwindigkeit (20–100 t, Hubgeschwindigkeit bis 16 m/min). Kelude bietet je nach Hammergröße und Prozessanforderungen eine dreistufige Konfigurationslösung mit abgestufter Temperaturbeständigkeit.
Die Arbeitsumgebung in der Schmiede- und Wärmebehandlungsbranche ist geprägt durch hohe Temperaturen (Schmiedestück 800–1.200 °C, Ofentemperatur 400–1.000 °C, Umgebungstemperatur im Hammerbereich 60–200 °C) und schwere Lasten (große Schmiedeteile 10–200 t). Schmiedekrane müssen unter den anhaltenden Schlag- und Vibrationsbelastungen des Hammers zuverlässig arbeiten (Vibrationsfrequenz 1–5 Hz, Beschleunigung bis 5–10 g). Wärmebehandlungskrane müssen Schmiedestücke mit hoher Geschwindigkeit zwischen Ofen und Abschreckbehälter transferieren (die Abschreckoperation erfordert eine Zeit von ≤ 1–2 Minuten vom Entnehmen aus dem Ofen bis zum Eintauchen). Dieser Artikel bietet Konfigurationslösungen für Krane entlang der drei Prozessstufen Hammerschmieden, Wärmebehandlungsofen und Abschreckkühlung.
Konfigurationsvergleich für Schmiede- und Wärmebehandlungskrane
| Vergleichskriterium | SchmiedehammerSchmiedenZone | WärmebehandlungOfenzone | AbschreckenKühlungZone |
|---|---|---|---|
| empfohlenes Modell | SchmiedenSpezial-Brückenkran | QD-TypZweiträger-Brückenkran | QD-TypFrequenzumrichterZweiträger-Brückenkran |
| Traglastbereich | 20~200t | 20~100t | 20~100t |
| Triebwerksgruppe | A7~A8 | A6~A7 | A6~A7 |
| Sonderschutz | Doppelbremseschwingungsdämpfend+FührerhausSchalldämmung | HStufeIsolation+TemperaturbeständigkeitHitzeschild | FrequenzumrichterHochgeschwindigkeit+automatischPositionierung |
| Hubgeschwindigkeit | 3~8m/min(Volllast) | 0.5~12m/min(Frequenzumrichter) | 0.5~16m/min(FrequenzumrichterHochgeschwindigkeit) |
| Referenzpreis | 40~15010.000 Yuan(50tStufe) | 30~8010.000 Yuan(50tStufe) | 35~9010.000 Yuan(50tStufe) |
Schmiedekrane für den Hammerbetrieb – Schwingungsdämpfung und Verriegelungssteuerung
Das Freiform- und Gesenkschmieden mit dem Schmiedehammer (Luft-, Dampf- oder Hydraulikhammer) zählt zu den traditionellsten Verfahren der Schmiedeindustrie. Der Hammer formt das Metallwerkstück durch Schlagenergie, wobei Schmiedestücke von 10 bis 200 t üblich sind. Der Schmiedekran muss dabei mit einem Schmiedemanipulator zusammenarbeiten, um das Werkstück zu halten, zu wenden und zu bewegen:
- Empfohlenes Modell: Spezial-Brückenkran für Schmiedebetriebe (20–200 t), Triebwerksgruppe A7 bis A8, Spannweite 18–28 m
- Schwingungsdämpfende Konstruktion: Elektroschrank mit schwingungsisolierter Montage (Gummifederelemente, Eigenfrequenz < 33 Hz, außerhalb der Hauptfrequenz des Hammerbetriebs von 1–5 Hz), stoßfeste Relais und Schütze (Stoßfestigkeit ≥ 15 g), verstärkte SPS-Schrankbefestigung mit Sicherungsscheiben, flexible Panzerkabel
- Verriegelungssteuerung mit dem Manipulator: Der Schmiedekran ist mit einer Schnittstelle für die Verriegelungssteuerung ausgestattet – das Hubwerk des Brückenkrans und die Klemmbacken-Hubbewegung des Schmiedemanipulators werden synchron gesteuert. Der Bediener steuert über ein gemeinsames Steuerpult (oder über Doppel-Joysticks an der Fernsteuerung) gleichzeitig das Heben/Fahren des Krans und die Translation/Rotation der Manipulator-Klemmbacken.
- Doppelbremse für Schwingungsfestigkeit: Das Hubwerk ist mit einer Doppelbremse (elektromagnetische Scheibenbremse + hydraulische Federbremse) ausgestattet. Das Bremsmoment beträgt ≥ 2-faches Nenndrehmoment und gewährleistet zuverlässiges Bremsen unter den Stoß- und Schwingungseinwirkungen des Schmiedehammers.
- Führerhaus-Schutzeinrichtungen: Geschlossenes Führerhaus mit Hitzeschutzverglasung, Industrieklimaanlage und Geräuschdämmung (Hammerlärm bis 100–120 dB, Schalldämmung des Führerhauses ≥ 30 dB).
Krane für den Wärmebehandlungsofen – Materialtransport in Hochtemperaturumgebung
In der Wärmebehandlungsabteilung (Glühofen, Normalglühofen, Vergüteofen, Lösungsglühofen) liegen die Ofentemperaturen zwischen 400 und 1.000 °C. In der Nähe der Ofenöffnung und der Ofenklappe können Umgebungstemperaturen von über 200 °C herrschen. Der Kran dient dem Einlegen, Entnehmen und Positionieren der Werkstücke im Ofen:
- Empfohlenes Modell: QD-Typ Zweiträger-Brückenkran (20–100 t), Triebwerksgruppe A6 bis A7
- Hochtemperaturschutz: Isolierter Motor der Isolationsklasse H (Temperaturbeständigkeit 180 °C) + Hitzeschild (Edelstahlgehäuse mit Keramikfaserfüllung, Luftspalt ≥ 50 mm zwischen Hitzeschild und Motor als Wärmedämmung), Kabel mit Fluorkunststoff-Isolation für Temperaturen ≥ 200 °C (im Ofenmundbereich ≥ 300 °C)
- Frequenzgesteuerte Drehzahlregelung für hohe Geschwindigkeiten: Frequenzumrichter für das Heben (max. 8–12 m/min), schneller Leerlauf und schnelles Heben mit leichter Last zur Minimierung der Verweilzeit des Werkstücks im Ofen, langsames Heben unter Volllast (0,5–2 m/min) für maximale Sicherheit
- Zweistufenschaltung: Beim Entnehmen wird das Werkstück zunächst mit hoher Geschwindigkeit (6–10 m/min) aus dem Ofen gehoben, dann langsam (0,5–1 m/min) durch den Zunderbereich an der Ofenöffnung geführt (zur Vermeidung von Kollisionen) und nach dem Austritt schnell zur Abschreckvorrichtung oder zum Kühltisch transportiert.
Krane für das Abschrecken und Kühlen – schneller Transfer und Präzisionspositionierung
Das Abschrecken ist der zeitkritischste Schritt der Wärmebehandlung – das Zeitintervall zwischen der Entnahme des Werkstücks aus dem Ofen und dem vollständigen Eintauchen in das Abschreckmedium bestimmt die Abschreckqualität (insbesondere bei Werkstücken aus hochfestem Stahl oder legiertem Stahl kann eine Überschreitung der zulässigen Übergangszeit zu unzureichender Härte oder zu Verformung und Rissbildung führen). Der Härtekran muss das Werkstück in kürzester Zeit vom Ofenmund zum Abschreckbehälter transportieren:
- Schnelles Heben: Hubgeschwindigkeit 10–16 m/min (hohe Frequenzumrichter-Stufe), kombiniert mit hoher Verfahrgeschwindigkeit der Kranbrücke von 20–40 m/min, um die Transferzeit vom Ofenmund zum Abschreckbehälter auf ≤ 1–2 Minuten zu begrenzen.
- Zweigang + Frequenzumrichter: Hohe Geschwindigkeit (10–16 m/min) für den schnellen Transfer im Leerlauf und mit leichter Last, langsame Geschwindigkeit (0,5–2 m/min) für das kontrollierte Eintauchen des Werkstücks in das Abschreckbad (zur Vermeidung von Spritzern).
- Präzisionspositionierung: Am Abschreckbehälter sind Positionsmarkierungen/Endschalter installiert. Der Kran verzögert automatisch auf langsame Geschwindigkeit und positioniert das Werkstück exakt über dem Abschreckbehälter, sodass ein senkrechtes Eintauchen ohne Kollision mit den Behälterwänden gewährleistet ist.
- Empfohlenes Modell: QD-Typ Zweiträger-Brückenkran (20–100 t), frequenzgesteuerte Drehzahlregelung + Hochgeschwindigkeits-Fahrwerk + Isolationsklasse H
- Referenzpreis: QD-Typ 32 t/22 m mit Frequenzumrichter, Schwingungsdämpfung und Hochgeschwindigkeitsausführung: ca. 50.000–90.000 EUR
Servicevorteile von Kelude für die Schmiedeindustrie
- Schwingungsfeste Elektrik-Lösung: Die Elektrik-Ausstattung von Kelude Schwerindustrie für Krananlagen im Hammerbereich wurde über Jahre hinweg in mehreren Schmiedebetrieben validiert – die Kombination aus schwingungsisolierter Elektroschrank-Montage, stoßfesten Relais/Schützen und flexiblen Panzerkabeln erreicht eine Ausfallrate von unter 5 % über 3 Jahre im Dauerbetrieb mit einem 5-t-Schmiedehammer (Aufprallenergie ca. 100 kJ).
- Verriegelungssteuerung mit Manipulatoren: Das Steuerungssystem der Schmiedekrane von Kelude Schwerindustrie verfügt über eine vorbereitete Schnittstelle für die Verriegelungssteuerung mit gängigen Schmiedemanipulatoren (Unterstützung der Protokolle PROFINET/Profibus/DeviceNet) und ist mit Manipulatoren verschiedener Hersteller kompatibel, um einen koordinierten Betrieb von Kran und Manipulator zu ermöglichen.
- Schnelle Abschreckreaktion: Die Hubgeschwindigkeit der Härtekrane von Kelude Schwerindustrie erreicht bis zu 16 m/min (bei herkömmlichen Brückenkranen üblich: 5–8 m/min). In Kombination mit dem automatischen Positionier- und Stoppsystem ist ein vollautomatischer Ablauf vom Ofenmund bis zum Abschreckbehälter möglich – der Bediener betätigt lediglich die Taste „Abschrecken“ und der gesamte Zyklus läuft automatisch ab.
Häufige Fragen
F: Worin unterscheidet sich ein Schmiedekran konstruktiv von einem allgemeinen Brückenkran?
A: Ein Schmiedekran muss zwei besondere Betriebsbedingungen bewältigen: die Erschütterungen durch das Schmiedehammerwerk und die intensive Wärmestrahlung. Konstruktiv bedeutet dies den Einsatz von hochfestem Stahlblech (Q355D/Q460D) für Haupt- und Kopfträger. Die Schweißverbindungen werden gemäß DIN EN ISO 17635 zu 100 % einer zerstörungsfreien Prüfung unterzogen. Das Hubwerk ist für die Triebwerksgruppe M7 bis M8 ausgelegt (bei allgemeinen Brückenkranen sind dies üblicherweise M5 bis M6). Das Getriebe wird für eine Einschaltdauer von über 40 % dimensioniert. Die Bremse ist als Doppelbremse ausgeführt, sodass eine Bremse allein 110 % der Nennlast halten kann, falls die andere ausfällt. Die Schmiedekrane von Kelude sind serienmäßig mit Doppelbremse und Motorthermoschutz ausgestattet. In der Härterei-Ausführung erreicht die Hubgeschwindigkeit bis zu 16 m/min.
F: Wie wird ein Kran in einer Wärmebehandlungswerkstatt an die Hochtemperaturumgebung angepasst?
A: Die Wärmestrahlung in der Werkstatt liegt typischerweise zwischen 60 und 120 °C, lokal können bis zu 150 °C erreicht werden. Unsere Lösungen umfassen: Das elektrische System – der Schaltschrank ist mit Überdruck-Staubschutz und Wärmedämmung ausgeführt. Frequenzumrichter und SPS werden außerhalb der Hitzezone in einem separaten Elektroraum oder einem thermisch isolierten Schrank installiert. Als Hubseil wird ein hochtemperaturbeständiges Drahtseil verwendet (z. B. verzinktes Drahtseil der Klasse 1670, temperaturbeständig bis 200 °C). Die Motoren sind mit Isolationsklasse F/H (temperaturbeständig 155/180 °C) ausgeführt und verfügen über ein separates Kühllüftergebläse oder Zwangsluftkühlung. Für das Schmiersystem kommt ein Hochtemperaturfett (z. B. Kalziumfett, –20 bis 200 °C) zum Einsatz. Kelude bietet je nach Ofentemperatur und Wärmestrahlungsintensität eine dreistufige Konfigurationslösung für die Temperaturbeständigkeit an.
F: Welche Tragfähigkeit ist für einen Kran im Schmiedehammerbereich erforderlich?
A: Die benötigte Tragfähigkeit hängt vom Gewicht des fallenden Teils des Hammers und dem Fertigungsprozess ab. Als Richtwert gilt: Ein 1-t-Hammer benötigt einen Schmiedekran mit 10 bis 20 t, ein 3-t-Hammer einen mit 30 bis 50 t, ein 5-t-Hammer einen mit 50 bis 80 t und ein 10-t-Hammer einen mit 100 bis 160 t. Wichtig ist, dass die Nenntragfähigkeit des Krans auch das Gewicht von Amboss und Werkzeug für Wartungs- und Anschlagarbeiten abdeckt – der Austausch von Schmiedemanipulator und Werkzeugen übersteigt oft das Gewicht des Schmiedestücks selbst. Die Hubgeschwindigkeit sollte mindestens 12 m/min betragen (für den Härteprozess ist ein schnelles Eintauchen in das Abschreckbecken erforderlich). Kelude bietet passende Spezial-Brückenkran-Lösungen für Schmiedebetriebe, abgestimmt auf den Hammertyp und die Produktionskapazität.
F: Welche Anforderungen stellt der Härteprozess an die Hubgeschwindigkeit eines Krans?
A: Die größte Anforderung beim Härten ist das schnelle Senken und präzise Halten der Last. Der Transfer des Werkstücks vom Ofen zum Abschreckbehälter sollte in 10 bis 15 Sekunden erfolgen, um den Temperaturabfall und die Zunderbildung zu kontrollieren. Für Härtekrane wird eine Hubgeschwindigkeit von 12 bis 20 m/min empfohlen. Die Senkgeschwindigkeit kann mit einer Schnellabsenkung (bis zu 20–25 m/min) ausgestattet werden. Die Frequenzgesteuerte Drehzahlregelung ermöglicht einen sanften Übergang von der schnellen Senkbewegung zur kontrollierten Verzögerung und zum Stopp. Die Bremse muss eine Reaktionszeit von nicht mehr als 0,3 Sekunden und einen Bremsweg von nicht mehr als v/100 mm aufweisen. Die Härtekrane von Kelude sind standardmäßig mit Frequenzumrichter, Schnellabsenkung und automatischer Positionsstopp-Funktion ausgestattet.
