Zemní plyn pro průmysl.

Více informací

Využití zemního plynu k výrobě bezpečných automobilových dílů V závodě Volkswagen v Kasselu vznikají vysoce pevné karoseriové díly – také díky zemnímu plynu.

Zemní plyn a vozidla – to k sobě nepatří pouze, co se týče pohonu. Také při výrobě vozidel přejímá zemní plyn důležitou úlohu. Volkswagen tak tento zdroj energie používá k tepelnému formování ocelových plechů, které později u vozidla tvoří prostor pro cestující. Zemním plynem poháněné pece zahřívají plechy předtím, než jsou formovány v lisu a zchlazeny. Opět zchladlý je tento materiál dvakrát tak tvrdý než před zahřátím. Kvůli vysoké tuhosti ultravysoce pevné oceli může být například u karoserie Golfu VII ušetřeno kolem 23 kilogramů celkové hmotnosti. Výsledek: Materiálové náklady a spotřeba energetických zdrojů, ale také spotřeba paliva a emise CO2 klesají. A to při stejné ochraně pro pasažéry. 60 000 tepelně zformovaných dílů opouští denně druhý největší německý závod VW u Kasselu. 

Každá linka má vlastní pec

V obrovské hale je teplo a hlučno. Mohutné stroje odvádějí za ochrannými mřížemi svoji práci. Jedenáct tepelně formovacích linek plní 250 metrů dlouhou a 60 metrů širokou plochu. Každá z linek má svoji vlastní pec s několika desítkami plynových hořáků a také jeden lis. Linka následuje předem stanovený program, z ocelového plechu formuje B sloupek, práh karoserie nebo jinou součást prostoru pro cestující. 

Celý proces je do značné míry automatizován, je potřeba jen několik málo lidí. K jejim úkolům patří mimo jiné přeprava dílů pomocí vysokozdvižných vozíků nebo provádění kontrol kvality. 

1 000 tun ocelového plechu za den

Ocelový plech je svinut do 30tunových rolí, přičemž jednotlivý pás je pouze 1 až 2,5 milimetrů silný. „Za den zpracujeme asi 1 000 tun ocelového plechu, tedy přes 30 těchto rolí“, říká Carl Steffen Maurer, který je za tepelné formování zodpovědný. Z plechu stroj vystříhává dílce, takzvané platiny. Robot uchopí jeden dílec ze stojanu a položí ho na válečkový dopravník, který jej zaveze do pecní komory. 

Ohnivá záře u vstupu do pece klame: Uvnitř nejsou žádné otevřené plameny, nýbrž plyn hoří v keramických trubkách. „To stačí k tomu, aby bylo možné rozpálit celou keramikou pokrytou komoru“, vysvětluje Carl Steffen Maurer.

Z pokojové teploty na 950 stupňů

Zatímco dílec pomalu, ale bez zastavení prochází 25 metrů dlouhou pecní komorou, je zahřát na 950 stupňů Celsia. Než se plech dostane do lisu, ztratí 250 až 300 stupňů. I v odstupu několika metrů je možné cítit z něj vyzařující žár. Žhnoucí plech uchopí robot pomocí upínacích chapadel a položí jej do otevřeného lisu. Plech je při tom nasazen na trny, které udržují jeho pozici. Poté dopadne hydraulický lis a uvede podlahu haly doslova do třasu.

Formovací nástroje, jež plechu dávají jeho tvar, jsou chlazeny vodou a nechají teplotu plechu klesnout na zhruba 150 stupňů. Současné lisování a chlazení trvá přesně 5,5 sekundy a mění mikrostrukturu oceli: Ta je teď dvakrát tak tvrdá jako předtím. Také vnějškově se materiál změnil, není už lesklý, ale tmavý a matný. Plech je dalším robotem položen do přepravního stojanu, tepelné formování je dokončeno. Později budou opracovány kontury dílu a vystřiženy díry pro montáž – ve speciálním laserovém stříhacím zařízení. Neboť pro mechanické nástroje na stříhání plechu je teď materiál příliš tvrdý.

1. Ocelový plech je 1 až 2,5 mm silný a na začátku svinutý do rolí.

2. Vystřiženy a narovnány: dílce před zpracováním ve formovací lince.

3. Robot bere dílce ze stojanu a pokládá je na dopravník linky.

4. Jakmile dílce vjedou do 25 metrů dlouhé pecní komory, začínají žhnout.

5. S teplotou dobrých 600 stupňů opouštějí žhnoucí plechy pec.

6. Na keramikou pokrytém válečkovém dopravníku jsou plechy z pece přepravovány dále, připraveny pro lisovací stroj.

7. V plně automatizovaném laserovém stříhacím zařízení jsou opracovávány kontury vylisovaných dílů a vystříhávány díry pro montáž.

Volkswagen v Kasselu využívá tuto technologii od roku 2004, tehdy byl průkopníkem mezi výrobci vozidel. Kapacity závodu byly od té doby rozšířeny na jedenáct tepelně formovacích linek. Pro srovnání: Kmenový závod ve Wolfsburgu má dvě. Dnes u Volkswagenu nesjíždí z pásu žádný osobní automobil bez tepelně zformovaných součástí. 

Ty vytvářejí kleci podobný prostor pro cestující. Stabilita je vším: Aby byla pasažérům při nehodě poskytnuta největší možná ochrana, nesmí se materiál ani lámat, ani ohýbat. „Tady se ultravysoce pevná ocel osvědčila jako optimální materiál“, zdůrazňuje Carl Steffen Maurer.

Čísla / fakta:

Závod VW v Kasselu byl založen roku 1957 a dnes zaměstnává více než 16 000 lidí. Výrobními oblastmi jsou výroba převodovek, odlévání a zpracování, formovací technika a výfukové systémy. Celková plocha hal odpovídá přibližně ploše 200 fotbalových hřišť.

Pro tepelné formování se spotřebuje 41 milionů kilowatthodin zemního plynu za rok. Na jednu linku je to kolem 3,75 milionů kilowatthodin.

Celý závod spotřebuje 285 milionů kilowatthodin zemního plynu ročně. 

„Zemní plyn je cenově výhodnější a šetrnější k životnímu prostředí“ Rozhovor s Carlem Steffenem Maurerem, technickým referentem v oblastech výroba/tepelné formování, a Sebastianem Bardenem, pracovníkem pověřeným energiemi v oblasti formovací technika

Tepelné formování je energeticky velmi intenzivní? Proč něco tak náročného?

Carl Steffen Maurer: Užité teplo je skutečně obrovské. Protože však ocel během tohoto procesu zlepší svoje vlastnosti, stane se totiž tvrdší, ušetříme kolem 30 procent materiálu. To snižuje naše výrobní náklady, kromě toho můžeme vyrábět značně lehčí prostor pro cestující. Při výrobě vozidel dnes záleží na každém kilogramu. Čím lehčí vozidlo je, tím méně paliva spotřebovává. Během let se to nasčítá – samozřejmě taky pro životní prostředí a klima.

Proč se Volkswagen rozhodl pro pece na zemní plyn?

Sebastian Barden: Zemní plyn je jako primární zdroj energie cenově výhodnější a šetrnější k životnímu prostředí. Pokud bychom k výrobě tepla používali elektřinu, byly by nutné transformační procesy, a to znamená vždy ztráty. Zároveň by by docházelo k vyloučení trojnásobného množství ekvivalentů CO2. Proti užití oleje mluví v neposlední řadě praktické důvody, tuto techniku by nebylo možné snadno integrovat do výrobní haly.

Co se stane s odpadním teplem z linek?

Sebastian Barden: Část je přes výměník tepla užívána k předehřívání spalovacího vzduchu v peci. Zbytek slouží k podpoře topného zařízení a výrobě elektrické energie pomocí pístového parního motoru.