“Saubere” Lösung für ausfallsicheres Verpumpen von Fliesenschlicker

Auf neun Pressen, ebenso vielen Glasurlinien und fünf Brennöfen stellt das Unternehmen mit rund 250 Mitarbeitern rund drei Millionen Quadratmeter Steingut (Wandfliesen) und zwei Millionen Quadratmeter Steinzeug (Bodenfliesen) her - jeweils nur erste Sortierung. Trotz modernster Aggregate gelang es zunächst nicht, den am Ende des Produktionsprozesses anfallenden Fliesenschlicker effizient zu beseitigen.

Bei der Fliesenherstellung in Boizenburg werden Ton, Kaolin, Kreide und Feldspat in 30 m3 großen Auflösbottichen unter Wasserzusatz zu Masseschlicker verrührt. Anschließend wird der Schlicker in Mühlen zerkleinert und feinst zermahlen. Bei etwa 500 °C erfolgt die Trocknung im Sprühturm. Dazu wird der Schlicker mit hohem Druck durch feinste Düsen gefördert und zerstäubt. Auf diese Weise entsteht ein Granulat, das in Formen gefüllt und zu Rohfliesen verpresst wird.

In weiteren Schritten folgen Dekor, Glasurüberzug und finales Brennen zu fertigen Fliesen bei Temperaturen von 1100 bis 1200 °C. Die Aufbereitungsaggregate werden mit viel Wasser von anhaftenden Tonresten gereinigt. Das mit Tonschlamm durchsetzte Waschwasser sammelt sich in Bodengruben, und muss aus diesen zwecks Entsorgung auch wieder abgepumpt werden. Problematisch ist dabei, dass sich der Ton absetzt, sedimentiert und dann kaum noch zu pumpen ist. Doch auch ohne diese Schwierigkeit ist das Fördern abrasiver und korrosiver Flüssigkeiten ein verschleißintensives, ausfallträchtiges und Kosten verursachendes Unterfangen. Nicht jede Pumpentechnologie kommt damit klar.

Technische Lösung

Tsurumi, weltgrößter Hersteller elektrischer Tauchpumpen und Lieferant der keramischen Industrie, setzt deshalb auf äußerst widerstandsfähige Materialien und eine ausgeklügelte Bauweise. So auch bei der KTV2-50 Pumpe, die bei den Boizenburger Fliesenwerken zur Lösung des Problems eingesetzt wird. Aggregate der KTV-Serie vermögen bis zu 80 m3 Schmutzwasser pro Stunde zu verpumpen bzw. bis zu 23 m Förderhöhe zu überwinden.

Für den sedimentierten Fliesenschlicker fanden die Anwendungstechniker des japanischen Unternehmens, dass seit über zwanzig Jahren mit der Europazentrale in Düsseldorf ansässig ist, eine ganz spezielle Lösung: An der Pumpe, die ohnehin serienmäßig mit einem Rührkopf zur Verwirbelung fester Bestandteile im Medium ausgestattet ist, wurde zusätzlich ein Bypass angebracht, der einen Teil des Prozesswassers wieder in das Becken zurückführt, den Schlicker aufwirbelt und damit verpumpbar macht. Die dadurch erzeugte Turbulenz hält nicht nur das Medium homogen, sondern auch die Saugöffnung der Pumpe frei.

Das aufgemischte Schmutzwasser ist trotzdem von hoher Dichte und enthält feste Bestandteile, die den Pumpenverschleiß beschleunigen. Die verschleißgefährdeten Laufräder an der Ansaugöffnung fertigt Tsurumi daher aus Chromgusseisen. Das Material ist so hart, dass es mit konventionellen Werkzeugen nicht bearbeitet werden kann. Es trotzt damit selbst hohen Festkörperanteilen im Fördermedium. Bei den Gleitringdichtungen verwendet der in Düsseldorf ansässige Hersteller Siliziumkarbid, das alternative Materialien wie Wolframkarbid oder Hartmetalle bei weitem übertrifft - Wolframkarbid hält Hitze bis zu 300 °C stand, Siliziumkarbid hingegen widersteht Temperaturen bis zu 2000 °C und schützt besser vor Korrosion.

Die Wärmeentwicklung ist ein Kernproblem aller Pumpen, weil die wasser- und luftdichte Kapselung der Motoren den Wärmeaustausch erschwert. Tsurumi setzt auf große Gehäuse und baut den Motor höher ein. Dadurch steht mehr Fläche zur Wärmeableitung zur Verfügung. Der Antrieb wird besser gekühlt und erhitzt sich langsamer, die maximale Motortemperatur ist niedriger. Auch wird das Wasser direkt am Motor vorbeigeführt - eine Bauart, die den ununterbrochenen Pumpenbetrieb selbst bei niedrigem Wasserstand, d.h. im sogenannten Schlürfbetrieb, ermöglicht. Nicht jede Pumpe ist für den unbeschränkten Dauerlauf geeignet.

Als Schlüsselfaktor in diesem Zusammenhang gilt das innovative Schmiersystem der Pumpe, das weltweit seines Gleichen sucht: Die von Tsurumi entwickelte und patentierte Konstruktion sorgt dafür, dass die Motorwelle zu jeder Zeit vollständig von Schmieröl umspült wird und mit höchstem Wirkungsgrad läuft. Das gewährleistet ausreichende Schmierung und Kühlung selbst bei niedrigem Ölstand. Gleichzeitig hält eine Wellenschutzhülse mit Simmerring das Fördermedium von der Welle fern und verhindert damit deren mechanische Abnutzung schon im Ansatz. Die Kombination mit einer innen- statt außenliegenden Gleitringdichtung macht die Lösung von Tsurumi schließlich perfekt: So geschützt kann die Pumpe tatsächlich unter Volllast im Dauerbetrieb laufen, theoretisch über Jahre. Zuverlässig vor eindringendem Wasser schützt auch die besondere Kabelzuführung: Ein Stück jeder Phase ist abisoliert und in Kunstharz vergossen, so dass kein Wasser durch die Kapillarkräfte über den Draht zum Motor wandern kann. Bei vielen Pumpen ist dies ein neuralgischer Punkt, bedenkt man, dass in der Praxis viele Anwender gern am Kabel statt am Handgriff ziehen.

Überzeugende Lösung

Bei den Boizenburger Fliesenwerken zeigt man sich mit der japanischen Lösung vollauf zufrieden. Trotz täglichem Einsatz der Pumpen gab es bislang keine Ausfälle. Auch entstanden trotz hoher Beanspruchung keine Folgekosten, von geringen Wartungsnotwendigkeiten einmal abgesehen. Die Boizenburger Fliesenwerken haben sich aber nicht zuletzt deshalb für Tsurumi entschieden, weil die Aggregate aufgrund ihrer Modulbauweise sehr einfach zu warten sind. Der Austausch von Verschleißteilen wie beispielsweise eines Laufrades kann kostengünstig und schnell in Eigenregie durchgeführt werden, so dass es nicht zu Produktionsausfällen kommt, weil die Pumpe in eine Fachwerkstatt zu bringen ist oder ein Techniker anreisen muss.

Dieser Aspekt ist in der keramischen Industrie nicht zu unterschätzen. Mechanisch aggressive Stoffe sind reichlich vorhanden, so zum Beispiel Feldspat und Quarzsand. Auch das die Pumpen in besonderem Maße angreifende Aluminiumoxyd, u.a. wichtig für das Brennverhalten der Keramik, ist Bestandteil fast aller keramischen Rohstoffe und beeinträchtigt die Lebensdauer der Fördertechnik ebenso wie die Polyelektrolyte, die auch in Boizenburg als "Verflüssiger" eingesetzt werden. In Anbetracht der summierten Aufwendungen über den gesamten Lebenszyklus des Aggregats ist die Auswahl der richtigen Pumpentechnologie also nicht nur für den Betriebsleiter, sondern auch für den Kaufmann von großer Bedeutung.