Wie man mit einem elektrischen Umbau einen über 20 Jahre alten Kran zum Laufen bringt
Während ein gut dimensionierter und gefertigter Stahlbau bei einem Kran gut 25-30 Jahre Lebensdauer ermöglicht, sind elektrische Umbauten – insbesondere innerhalb der Steuerungstechnik – in der Regel ungefähr alle 10-15 Jahre notwendig. Anlass dafür ist das Entwicklungstempo der elektrischen Antriebs- und Steuerungskomponenten, welche bereits nach dieser Zeit weit veraltet sind, so dass es schwierig oder auch unmöglich wird passende Ersatzteile am Markt zu beschaffen. So war es bei dem Chargierkran aus dem Jahr 1999 allerhöchste Zeit mit einem elektrischen Retrofit dem Kran sprichwörtlich wieder neues Leben einzuhauchen. Dieser anspruchsvollen und zeitlich streng limitierten Umbau-Herausforderung stellte sich die Kranbau Köthen GmbH mit hauseigener Elektrotechnik-Kompetenz nur allzu gern.
Abb. 1: Neue E-Anhängerbrücke auf der Hilfskranbahn ©Foto: ArcelorMittal Eisenhüttenstadt GmbH
Kunde mit Geschichte
Der besagte Kran arbeitet im durchgehenden 3-Schichtbetrieb im Konverterstahlwerk der ArcelorMittal Eisenhüttenstadt GmbH. Er sichert alle technologischen Transporte für täglich 25-30 Chargen sowohl auf der Roheisenseite als auch auf der Schrottseite ab. Das in Brandenburg ansässige Hüttenwerk ist vielen in der Branche aus den 1990er Jahren noch als EKO Stahl GmbH bekannt und gehört jetzt schon viele Jahre zur ArcelorMittal Gruppe. Auch für die Kranbau Köthen GmbH war das Projekt nicht das erste Aufeinandertreffen. Zu Zeiten unter der Firmierung EKO Stahl gab es bereits einige gemeinsam erfolgreich umgesetzte Kranprojekte. Umso mehr freute es die Köthener Kranbauer, dass man nach so vielen Jahren wieder ins Gespräch kam und die Auftragsvergabe für sich entscheiden konnte.
Abb. 2: Innenansicht E-Träger ©Foto: Kranbau Köthen GmbH
Ausgangslage und Planung
Wie eingangs erwähnt, handelt es sich bei dem Projekt um einen von der Firma MAN TAKRAF gelieferten Chargierkran aus dem Jahre 1999. Der Chargierkran in Vier-Träger-Ausführung mit einer Tragfähigkeit von 350 Tonnen war aufgrund fehlender elektrischer Ersatzteile quasi nicht mehr nutzbar. Durch einen elektrischen Umbau sollte der in die Jahre gekommene Kran daher wieder zu einem leistungsfähigen Chargierkran werden. Das Besondere: der vorhandene Kran selbst blieb vor Ort. Deshalb lag die Lösung nahe die neue Elektrik in einem zusätzlichen 5. Kranträger unterzubringen. Der neue E-Träger konnte dadurch als Einzelteil unabhängig vom Kran selbst von den erfahrenen Mitarbeitern der Kranbau Köthen Fertigung gebaut und die Schaltanlagen von der hauseigenen E-Technik eingebaut und vorinstalliert werden. Der größte Aufwand war jedoch die gesamte Neuverkabelung des Kranes inkl. der Installation von 2 neuen Kabelschleppanlagen und der Austausch der meisten Antriebsmotoren. Dies musste komplett vor Ort in sehr kurzer Zeit unter Baustellenbedingungen erfolgen.
Abb. 3: Errichtete Hilfskranbahn in demontierbarer Ausführung ©Foto: ArcelorMittal Eisenhüttenstadt GmbH
Abb. 4: Hubtraversenmontage zum Anheben des zu modernisierenden Kranes 601 ©Foto: ArcelorMittal Eisenhüttenstadt GmbH
Vor-Ort-Montage mit Tücken
Eine besondere Herausforderung im Rahmen des Auftrages war das Anheben des Kranes und die Vor-Ort-Montage. Für die Umbaumaßnahmen vor Ort am Kran war zwar der ganze September 2021 reserviert. Allerdings blieb aufgrund der Komplexität des Projekts und mit dem kurzen Zeitfenster für das Anheben des Kranes Ende August nicht viel Vorbereitungszeit. Nur für das Anbringen von Verstärkungen an den Kranträgern zur Gewährleistung von genügend Stabilität beim Anhebevorgang konnte ein zusätzlich vom Kranbetreiber zur Verfügung gestelltes Zeitfenster im Juni genutzt werden. Die dabei zu hebende Last ist nicht mit der Last im Regelbetrieb vergleichbar – daher wurden vorab zwei Traversen unterhalb sowie seitliche Versteifungen am Kran angebracht. Diese zwei Traversen verfügen über eine Tragfähigkeit von 340t pro Traverse und sind extra von Kranbau Köthen für diesen speziellen Anhebevorgang entwickelt und gebaut worden. Denn es galt bei dieser Vier-Träger-Ausführung ungefähr 600t anzuheben. Da wären wir auch schon bei einem weiteren Knackpunkt – dem Kraneigengewicht. Die Ungewissheit ob das heutige Gewicht des Kranes noch dem aus dem Baujahr von 1999 entspricht, stellte das Projektteam vor eine weitere Herausforderung. Das Vornehmen kleiner Anpassungen am Kran ist ja vollkommen üblich über die Jahre hinweg – nur wurde zur damaligen Zeit vieles noch nicht so im Detail festgehalten wie heute allgemein üblich. Daher haben die Kranbauer sich ein kleines Schlupfloch in Sachen Gewichtsreduktion gesucht – nämlich die Hilfskatze. Die Demontage der Katze machte den Chargierkran auf einen Schlag um 40t leichter, was dem Anhebevorgang mehr als zuträglich war. Die Katze wurde so während der Umbaumaßnahmen auf Montageböcken im Außengelände zwischengeparkt. Der 40t leichtere Kran ließ sich dann problemlos mit zwei Mobilkranen anheben. Für das Tausch-Manöver kam übrigens eine demontierbare Hilfskranbahn zum Einsatz, so dass der zu modernisierende Kran 601 mit dem Nachbarkran 600 im Außenbereich getauscht werden konnte. Die besagte Hilfskranbahn wurde für diesen Umbau als demontierbare Version errichtet, um so eine Wiederverwendung für in der Zukunft geplante ähnliche Projekte, unter anderem im Nachbarhallenschiff, sicherzustellen.
Abb. 5: Krane 601 und 600 kurz vor dem Anheben des Kranes 601 und dem Kranpositionstausch ©Foto: ArcelorMittal Eisenhüttenstadt GmbH
Abb. 6: Kein einfaches Manöver – Anhebevorgang mit Gittermastmobilkranen LG 1750 ©Foto: ArcelorMittal Eisenhüttenstadt GmbH
Letztlich verlief das Anheben genau nach Plan und das ohne jedwede Zulage von etwaigen Balancegewichten o.ä. Dabei war minutiöse Vorausplanung durch die geübten Kranbauer der Schlüssel zum Erfolg. Während der besagte Kran mit Hilfe von zwei Gittermastmobilkranen LG 1750 sprichwörtlich in der Schwebe stand, wurde der Kran 600 zur Sicherstellung der Produktion im Werk unten durchgefahren. Am Kran 601 mussten dann alle Hitzeschutzbleche sowie die alte Kabine demontiert werden. Die neue Kabine bekam dann wie geplant eine Ortsveränderung unter dem neuen 5. Kranträger, um möglichst weit weg von der Hitze zu sein. Nachdem die Mitarbeiter vor Ort den angehobenen Kran wieder abgesetzt und die Traversen demontiert hatten, ist der neue E-Träger zur Kopplung vorbereitet worden. Währenddessen haben weitere Monteure bereits in der Halle Vorbereitungen zur elektrischen Neu-Installation getroffen. In der ersten Montage-Woche haben die Kollegen vor Ort alles Mögliche draußen auf der Hilfskranbahn erledigt – dabei gut zu wissen: u.a. mussten auch Wasser- und Gasleitungen getrennt werden, die in der Halle verlegt und beim Herausfahren zum Störfaktor deklariert wurden. Damit waren alle mechanischen Hauptarbeiten des Kranumbaus im vorab geplanten Zeitrahmen erledigt.
Abb. 7: Durchfahrt Kran 600 unter dem angehobenen Chargierkran 601 ©Foto: Kranbau Köthen GmbH
Abb. 8: Anheben des E-Trägers mit Kabine ©Foto: ArcelorMittal Eisenhüttenstadt GmbH
Ab der zweiten Montage-Woche wurde demzufolge der komplette elektrische Umbau in der Chargierhalle bei laufendem Produktionsbetrieb fortgesetzt. Dieser erstreckte sich über 3 Wochen im September 2021 und das im Zwei-Schichtbetrieb mit ungefähr zehn eingesetzten Monteuren pro Schicht in Zusammenarbeit mit der Firma KST. Viele Arbeiten konnten mit Hilfe der bauseits vorhandenen Reparatur- und E-Züge realisiert werden – darunter fällt u.a. auch der Austausch der alten Klimageräte gegen neue Klimatechnik für die neue Steuerung im 5. Kranträger. In diesem Zeitraum musste zudem die gesamte Verkabelung sowie Steuerungstechnik erneuert und die Öffnungen und Zustiege noch geschlossen werden. Die Hitzeschutzbleche wurden wieder neu montiert und alle Geber und Endschalter wurden erneuert und neu installiert. Weitere Erneuerungs-maßnahmen bestanden aus dem Aufbau neuer Beleuchtung und zwei neuen Kabelschleppanlagen mit Flammenschutz. Zusätzlich mussten weitere Klemmkästen angebracht und die Haupttrassierung vom E-Träger zum vorhandenen Kran neu ausgebildet werden.
Der mit dem Kunden gesteckte Zeitplan für dieses umfangreiche Umbauprojekt konnte zur Freude aller Beteiligten eingehalten werden. Nach erfolgreicher Inbetriebnahme und Probebetrieb läuft der Kran nach dem Ausmerzen einiger weniger Ausbesserungspunkte mittlerweile wieder im Regelbetrieb im Konverterstahlwerk bei ArcelorMittal in Eisenhüttenstadt.
Abb. 9: Montage-Arbeiten bei Tag und Nacht ©Foto: ArcelorMittal Eisenhüttenstadt GmbH
Zahlen, Daten, Fakten
- Bezeichnung: Umbau eines Chargierkran von 1999
- Parameter: 350-65(80)/32t x 26,5m
- Kunde: ArcelorMittal Eisenhüttenstadt GmbH
- Land: Deutschland
- Umsetzungszeitraum:2020-2021
- Investitionshöhe: ca. 4,5 Mio. EUR – davon 3,0 Mio. EUR für den Kranumbau
- Spezifikationen: Elektrischer Umbau mit Anbringung eines zusätzlichen E-Trägers, welcher die Schaltanlage zur Steuerung des Kranes enthält; zusätzlich noch neue Kabine, Kabinenschacht, Stromabnehmerpodest, Kabelschleppen, Kabel, Geber, Messbolzen sowie teilweise neue Antriebsmotoren und Klimatechnik
Über die Kranbau Köthen GmbH
Die Kranbau Köthen GmbH ist auf Sonder-, Prozess- und Automatikkrane spezialisiert. Am traditionsreichen Standort Köthen in Sachsen-Anhalt werden gemäß individueller Kundenvorgaben komplette Krananlagen als Brücken-, Halbportal- oder Vollportalkran geplant und gefertigt. Das Unternehmen greift auf mehr als acht Jahrzehnte Erfahrung zurück und zählt zu den führenden Kranbau-Herstellern in Europa.