Technik

Ressourcenschonung und Steuerung der Kalksteinqualität durch optische Sortierung

Im Werk Steeden verarbeitet die Firma Schaefer Kalk in den Öfen Kalkstein aus mehreren Steinbrüchen. Um die Steinbrüche nachhaltig zu betreiben und für eine gleichbleibend hohe Qualität der brennfähigen Körnungen zu sorgen, wurden Ende 2011 in der Kalksteinaufbereitung in Steeden zwei optische Sortiermaschinen in Betrieb genommen.

Kalkstein ist bekanntermaßen ein Naturprodukt und unterliegt somit auch gewissen Schwankungen in Qualität und Farbe. Hinzu kommen Verunreinigungen durch andere Gesteine und Lehm in den oberen Abbausohlen, sowie in den Kluften eines Steinbruches.

Bild 1: Die Redwave-Sortiermaschine.
Bild 1: Die Redwave-Sortiermaschine.

Der eigentliche Umbau der Kalksteinaufbereitung erfolgte während eines nur sechswöchigen Stillstands. Dieser war notwendig, um die Maschinen in den vorhandenen Prozess einbinden zu können. Während dieser Zeit wurden zum Entkernen der Anlage sechs große Schrottcontainer gefüllt, ein Schwertwäscher versetzt, drei bestehende Bänder geändert, sieben neue Stetigförderer und zwei Sortiereinheiten auf neuen Zwischenbühnen aus verzinkter Stahlkonstruktion in dem bestehenden Gebäude untergebracht. Zusätzlich bekamen die beiden Sortiermaschinen ein eigenes Druckluftnetz mit frequenzgeregeltem Kompressor und großem Puffertank, mit dessen Abwärme das Gebäude zusätzlich geheizt wird.

Die beiden Redwave Sortiermaschinen der Firma BT-Wolfgang Binder GmbH können mit einem Durchsatz von 120 bis 150 Tonnen Kalkstein in der Stunde betrieben werden und dabei bis zu 30 Prozent aussortieren. Sortiermaschinen wie diese, mit einer Sortierbreite von zwei Metern, gibt es nach Angaben des Herstellers weltweit nur vereinzelt, so in der Altpapiersortierung. In der Kalkbranche gab es das bis dato noch nicht.

Zwei Pilotanlagen

Mit der Entscheidung zur Anschaffung zweier Redwave-Pilotanlagen hat sich Schaefer Kalk einen Wettbewerbsvorteil verschafft. Bild 1 zeigt die blau lackierte Sortiermaschine für Ofensteine mit den dahinter angeordneten Förderrinnen zur Trocknung und Vereinzelung. Die beiden schweren Kettenvorhänge verhindern ein Rollen und Springen der Steine.

Funktionsweise

Das Material wird auf zwei Metern Breite im freien Fall von zwei Seiten mit je einer Farbkamera betrachtet. Diese bewerten innerhalb weniger Millisekunden, ob der betrachtete Stein als gut im „Durchlauf“ verbleibt, oder als schlechter Stein aus dem Materialstrom in den „Auswurf“ geschleust wird.

Das „Ausschleusen“ geschieht durch einen Druckluftimpuls mit bis zu zehn bar von einem oder mehreren der 250 verbauten Magnetventile. Für die richtige Ausleuchtung und damit eine optimale Farbwiedergabe der Steine sorgen dabei vier Lampenkästen, die mit aktueller LED-Technik ausgerüstet sind. Bild 2 stellt die Funktionsweise der Sortieranlage vereinfacht dar.

Bild 2: Funktionsweise der Sortiermaschine.
Bild 2: Funktionsweise der Sortiermaschine.

Damit ein Stein richtig bewertet werden kann, muss er optimal vorbehandelt werden. Er muss sauber sein. Ein Stein, der auch nur von einer dünnen Lehmschicht überzogen ist, ist farblich nicht von einem Lehmknollen zu unterscheiden. Der Stein muss feucht sein, um die Farben und Kontraste besser wiedergeben zu können. Ist der Stein jedoch zu nass, wird er als weiß bewertet. Grund hierfür ist das zu stark reflektierende Licht des Wassers, welches sich auf der Steinoberfläche befindet.

Sortierkriterien

Dabei stellt sich die Frage, was ein „guter“ Stein ist, insbesondere vor dem Hintergrund der natürlichen Schwankungen im Kalkstein. Bild 3  zeigt die aktuell in der Auswertesoftware hinterlegten Farben für Kalkstein, der bei Schaefer Kalk verarbeitet wird.

Bild 3: In der Auswertesoftware hinterlegtes Farbspektrum für Kalkstein.
Bild 3: In der Auswertesoftware hinterlegtes Farbspektrum für Kalkstein.

Aber auch die nicht erwünschten Ausschussmaterialien schwanken in ihren Anteilen. Dadurch kann es zu farblichen Überschneidungen der zu trennenden Stoffe kommen. Die Farben der zu trennenden Steine müssen daher klar definierbar sein. Eine kleine Auswahl an Steinen, die es zu trennen gilt, zeigt Bild 4.

Bild 4: Bunte Steinmischung, die aussortiert werden muss.
Bild 4: Bunte Steinmischung, die aussortiert werden muss.

Schaefer Kalk betreibt nun zwei weitere hochmoderne Maschinen und wagt damit als erstes Unternehmen den Spagat zwischen sensibler Sortiertechnik und den rauen Einsatzbedingungen einer Kalksteinaufbereitung.

 
Weitere Informationen

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