Fallstudie

Austin Engineering sorgt für Innovation bei Bergbau-Lkw mit Hardox 500 Tuf

Juni 10, 2020 6 Min. gelesen

Fallbeispiel

Land USA
Firma Austin Engineering
Branche Anhänger- und Aufbauhersteller

Klingt die Verlängerung der Lebensdauer einer bereits gewichtsarmen Mega-Mulde für einen Bergbau-Muldenkipper ohne Erhöhung des Gesamtgewichts wie ein Ding der Unmöglichkeit? Das ist es nicht, wenn sie aus Hardox 500 Tuf gebaut ist. Bergbaubetriebe können entweder mehr Material mit weniger Fahrten transportieren, und dabei weniger Kraftstoff bei einer höheren Kapazität verbrauchen, oder dieselbe Materialmenge bei einer längeren Lebensdauer der Mulde mit kundenspezifisch konstruierten Muldenkippern etwa der Marken Westech und JEC von Austin Engineering transportieren, wenn sie Hardox 500 Tuf verwenden. Es weist eine hohe Festigkeit, extreme Härte und garantierte Zähigkeit in ein und demselben Verschleißblech auf – perfekt für die äußerst anspruchsvolle Bergbauindustrie.

T282C Muldenkipper von Austin/Westech in der North Antelope Rochelle Kohlemine von Peabody. Die Grube im Powder River Basin im US-Bundesstaat Wyoming ist die größte Kohlemine der Welt, gemessen an Reserven.

Mit jedem Projekt geht Austin Engineering an die Grenzen des Machbaren. Das Unternehmen versorgt zukunftsorientierte Unternehmen mit einzigartigen Lösungen bei Bergbauausrüstung. Da überrascht es nicht, dass es auch zähe, langlebige Mulden für Bergbau-Muldenkipper aus Hardox® Verschleißblech herstellt.

Noch vor einem knappen halben Jahrhundert rumpelten einige der größten Bergbau-Lkw als Mega-Schwergewichte ihrer Klasse durch die Gruben, die ganze 91 Tonnen transportierten und oft aus Stahl mit einer Streckgrenze von 690 MPa bestanden. Alle Neukonstruktionsprojekte, um diese ineffizienten Kipper leichter zu machen, stießen aufgrund konventioneller Denkansätze an ihre Grenzen, so dass nur wenige Versuche gemacht wurden, um die Nutzlast in Frage zu stellen, ohne dabei die Waagen massiv zu belasten.

Das schiere Gewicht des sperrigen Stahls, der erforderlich war, um die Ladungen sicher zu transportieren, trug zum massiven Umfang dieser Bergbau-Muldenkipper bei. Um die Lebensdauer zu verlängern, mussten die Ingenieure zudem massive Auskleidungen aus abriebfestem (AR) Stahl einbauen, um dem grobkörnigen Abraum wie Granit-, Quarz- und Sandschlämme oder ganz einfach Felsbrocken, Geröll und Gestein zu widerstehen. Die Verwendung von herkömmlichen AR-Stahl verursachte lange Werkstattzeiten aufgrund von Sprödigkeit, Rissbildung und Inkonsistenzen, zu denen auch noch schlechte Umform- und Schweißeigenschaften hinzukamen.

Diese Faktoren begrenzten sinnvolle Innovationen bei der Lkw-Konfiguration bis in die 1980er-Jahre. Als veränderte sich, als WESTECH, das heute als Austin Engineering bekannt ist, die ersten Hardox 400 Stahlbleche in eine Auskleidung verbaute.

Zwei pinkfarbene Muldenkipper für den Bergbau, konstruiert aus Hardox Verschleißblech

Als Erster auf dem Markt und führend bei Fortschritten bei Bergbau-Lkw und -Ausrüstungen

Austin stellte früh fest, wie einfach sich Hardox Verschleißblech in der Werkstatt verarbeiten lässt, verglichen mit dem Material, das über die Jahre spezifiziert worden war. Dies veranlasste Rick Reynolds, Global Engineering Manager von Austin, zu einem kühnen Schritt, indem die Hauptbleche für die Mulde mit Hardox 400 konstruiert wurden, wodurch der ursprüngliche 690-MPa-Feinkornbaustahl eliminiert wurde. Auf diese Weise konnte Austin das Muldengewicht dramatisch verringern und die Nutzlast zugleich entsprechend erhöhen.

„Das erwies sich als sehr erfolgreich und beschleunigt die Umstellung von sehr schwerer, ineffizienter zu leichterer, effizienterer Ausrüstung“, erklärt Reynolds. „Austin hat diesen Schritt als erster Akteur der Branche vollzogen. Und als Pioniere bei der Auslegung von Bergbau-Lkw und -Ausrüstungen entschieden wir uns zur Zusammenarbeit mit SSAB, um Innovationen weiter voranzutreiben.“

25 % weniger Gewicht. 25 % verbesserte Lebensdauer

Extreme Härte und garantierte Zähigkeit für große Bergbau-Lkw.

Hardox 500 Tuf weist eine ausgezeichnete Schweißbarkeit, Umformbarkeit und Schlagzähigkeit auf und bietet eine hohe Festigkeit, äußerste Härte und garantierte Zähigkeit in ein und demselben Verschleißblech – perfekt für die äußerst anspruchsvolle Bergbauindustrie.

Heute verwendet Austin Hardox 500 Tuf in einer Vielzahl von großen Bergbau-Lkw und -Anwendungen und kann dadurch das Gewicht von Bauteilen um ganze 25 % reduzieren, ohne Abstriche bei der Lebensdauer der Bauteile zu machen. In anderen Fällen kann Austin eine um 25 % längere Lebensdauer anbieten, und das ohne Erhöhung des Gewichts.

„Wir haben jüngst Mulden aus Hardox 500 Tuf in drei strategischen Regionen in Nordamerika in Einsatzbereichen hergestellt, die von den kältesten Umgebungen bis zu Umgebungen reichen, die von dauerhaften und schweren Schlägen geprägt sind“, sagt Reynolds. „Wir führen jetzt auch Designs aus Hardox 500 Tuf in Australien und Südamerika ein.“ „Bislang haben wir bei diesen Anwendungen nur Erfolge verzeichnen können. Mit der Hilfe von SSAB werden wir die Branche weiter vorantreiben und zusammen an den innovativen Lösungen von morgen arbeiten.“

Hardox 500 Tuf Inschrift auf Stahlblech

Die mobile WearCalc-App von Hardox® definiert die Vorteile durch Upgrading

Um Unternehmen bei der Berechnung des gesamten Einsparpotenzials, der Verlängerung der Lebensdauer und der Gewichtsreduzierungen zu helfen, ermittelt die mobile Verschleißberechnungsapp Hardox®WearCalc spezifische Vergleichswerte.

Beispiel: Wenn Hardox 450 mit Hardox 500 Tuf derselben Dicke und Golderz (quarzreich) als Gesteinstyp und Abrasivmaterial verglichen wird, verbessert sich die Lebensdauer um 33 %. Wenn die Lebensdauer beibehalten werden soll, kann die Dicke reduziert und das Gewicht um 25 % abgesenkt und die Nutzlast entsprechend erhöht werden.

Weitere Informationen finden Sie in der Grafik mit den Berechnungsergebnissen. Diese kann auch in den WearCalc-Softwaretools generiert werden:

Ein Screenshot von der Hardox WearCalc-App, mit der Unternehmen potenzielle Einsparungen, Verbesserungen bei der Lebensdauer und Gewichtsreduzierungen durch die Verwendung von Hardox Verschleißblech berechnen können

Kundenspezifische Projekte verlangen kundenspezifische Prozesse

Während Bergbaubetreiber die Vorteile einer kundenspezifischen Fertigung Ihrer Ausrüstung genießen, kann es mitunter schwierig sein, die Materialströme aufrechtzuerhalten, wenn die Produktion im Rekordtempo laufen soll. Das Testen neuer Stähle scheint eine entmutigende Aufgabe zu sein, wenn das Ergebnis zu blockierten Materialtransporten und kostspieligen Ausfallzeiten führen kann, insbesondere wenn es sich um einen neu entwickelten Bergbau-LKW oder ein anderes Gerät handelt.

„In jedem Tagebau gibt es andere Materialien und Bedingungen, die speziell darauf zugeschnittene Konstruktionen verlangen“, erklärt Johnny Greer, Supply Chain Manager, Americas von Austin. „Da ist es wirklich ein Vergnügen, einem Kunden ein einzigartiges Fahrzeug bereitzustellen, das seinen genauen Anforderungen entspricht.“ „Bei Austin warten wir nicht einfach ab, welche neuen Dinge die Stahlindustrie bereitstellt. Unsere Konstruktionskonzepte ließen sich erst verwirklichen, als SSAB auf unsere Anfrage zur Entwicklung einer zäheren Güte bei AR500-Verschleißblech reagierte. Die Zusammenarbeit mit SSAB bietet uns die Möglichkeit, weiterhin innovative Konstruktionen anzubieten, die eine bessere Leistung und einheitliche Qualität bereitstellen und bislang als nicht machbar galten.“

T282C Muldenkipper von Austin/Westech in der North Antelope Rochelle Kohlemine von Peabody. Die Grube im Powder River Basin im US-Bundesstaat Wyoming ist die größte Kohlemine der Welt, gemessen an Reserven.

Austin erzielte 2012 einen Eintrag ins Guinness-Buch der Rekorde mit seinem Westech T282C Flow Control Body als größte Mulde eines Muldenkippers mit einem Fassungsvermögen von 470,4 Kubikmeter bei einer Kohlendichte von 0,86 t/m3. Dieser Wert wurde am 14. Juni 2011 in der North Antelope Rochelle Kohlemine im US-Bundesstaat Wyoming gemessen.

Stahleigenschaften von Bergbau-Lkw treiben Innovation bei Muldenkipper voran

Was den Vergleich von Schweißbarkeit und Umformbarkeit von Hardox 500 Tuf mit Hardox 450 betrifft, sind die Eigenschaften gleich. Durch die Verwendung von dünnerem Hardox 500 Tuf können die Biegekräfte aber reduziert und das Vorwärmen vor dem Schweißen auf ein Minimum reduziert werden. Dies kann auch zu beträchtlichen Verbesserungen bei der Lebensdauer und der Nutzlast führen.

Zum Beispiel verwendete Austin ein 25,4 mm dickes Hardox 450 zur Schaffung einer kundenspezifischen Lösung, doch als man auf ein 19 mm dickes Hardox 500 Tuf umstellte, konnte das Gewicht des Bauteils um 25 % reduziert werden.

„Bei solchen Projekttypen geht es darum, auf jedes kleinste Detail zu achten, damit das Resultat wie erwartet ausfällt“, sagt Jonas Allebert, Wear Specialist von SSAB. „Wir bieten viele Tools und unser Know-how, um unseren Kunden zu helfen. Wir betrachten nicht nur die verlängerte Lebensdauer oder die Gewichtsreduzierung, sondern untersuchen alle Schritte, wenn es um Schweißen, die Lieferung von Testmaterial oder Belastungsberechnungen geht, die vor Beginn der Serienfertigung sorgfältig untersucht werden müssen.“

Schweißen von Hardox® Verschleißblech

Die Bergbauausrüstung entwickelt sich ständig weiter

Austin Engineering fertigt weltweit kundenspezifische Mulden, Schaufeln, Wassertanks, Greifer und andere Hilfsprodukte, die von Bergbaubetrieben auf der ganzen Welt verwendet werden. Das Unternehmen bietet seinen Kunden auch Reparatur- und Wartungsleistungen vor Ort und in der Werkstatt. Nach Aussage von Austin wird die Entwicklung weitergehen. Gruben auf der ganzen Welt können sich auf eine effizientere Produktion verlassen, nicht zuletzt dank der Projektanpassung und innovativer Ingenieure wie Reynolds.

„Solange es neue Materialien gibt, die Vorteile bei Leistung, Effizienz und auch Sicherheit bieten, werden wir sie weiter in neuen Projekten testen“, sagt Reynolds. „Wir konzentrieren uns auf die Lösung aller Herausforderungen, vor die uns unsere Minenbetreiber stellen, und nutzen dabei alle Aspekte des Projekts, um erfolgreich zu sein. Das gilt zum Beispiel für unseren Flow Control Body mit seiner speziellen, patentierten Bodenkonstruktion und Materialverwendung. Er zeigt, wie wir wiederholt kundenspezifische Ausrüstungen geliefert haben, die neue Maßstäbe für die Branche gesetzt hat. Wir erwarten, dass wir mit Hardox 500 Tuf weiter an der Spitze bleiben – die Position, die wir immer halten möchten.“

Ein Bergbau-Bagger und Muldenkipper aus Hardox® Verschleißblech

Neue Maßstäbe bei Innovation in der Bergbauindustrie setzen

Von diesem Zeitpunkt an überschritt Austin in den nächsten Jahrzehnten die Grenzen des Lkw-Designs mit Lkws, die jetzt mehr als 363 Tonnen (400 Tonnen) transportieren können. Das Unternehmen hat weitere Wege eingeführt, um leichtere Fahrzeuge mit Hardox 450 und 500 zu fertigen. Damit setzt Austin Engineering ständig neue Maßstäbe bei zähen Anwendungsbereichen in der Bergbauindustrie.  Um das Angebot von Austin bei kundenspezifischen Konstruktionen voranzutreiben, untersuchten Reynolds und Greer bestimmte Optimierungen bei einigen Eigenschaften einer Güte mit 500 Brinell (HBW), die die Stahlindustrie damals noch nicht anbot.

„Wir haben unseren Bedarf mit SSAB besprochen und wussten, dass es schwierig war, ein solches Produkt zu entwickeln“, sagt Reynolds. „Doch wenn es erreicht werden würde, würde es uns ermöglichen, den Minenbetreibern die Produkte bereitzustellen, die sie wirklich brauchen und die entweder die Lebensdauer des Produkts verlängern oder weiter das Gewicht verringern würde, um mehr Nutzlast bereitzustellen. Wenn wir dieses Material hätten, könnten wir bei der Bergbauausrüstung einen großen Schritt vorankommen.“

Um an der Spitze der Stahlindustrie zu bleiben, investiert SSAB kontinuierlich in Forschung und Entwicklung, technischen Support und gemeinsame Initiativen mit Kunden, um die Möglichkeiten seiner fortschrittlichen hochfesten Stähle voll auszuschöpfen. Durch enge Zusammenarbeit kann ein tieferes Verständnis für die Bedürfnisse des Marktes erzielt werden, was zu neuen Produktinitiativen führt. Mit Hardox 500 Tuf führt SSAB als erster Anbieter in der Stahlindustrie ein Verschleißblech mit 500 Brinell ein, das über dieselben Eigenschaften wie Konstruktionsstahl verfügt.

„Ein Verständnis für die Bedürfnisse unserer Kunden über viele Anwendungsbereiche und Segmente hinweg gibt uns Inputs für die Entwicklung von völlig neuen Produkten“, erklärt Tobias Appelkvist, Mining Segment Manager, SSAB Special Steels North America. „Die Einführung einer einzigartigen Stahlgüte wie Hardox 500 Tuf ist das Ergebnis einer engen Zusammenarbeit mit unseren Kunden und belegt unser Engagement, ihnen bei Innovationen und Fortschritten in ihren Branchen zu helfen.“ 

Mitarbeiter vom Stahlhersteller SSAB und Austin Engineering, der kundenspezifische Bergbauausrüstung für Kunden in der ganzen Welt aus Hardox 500 Tuf Verschleißblech herstellt.

Im Bild abgebildet sind Jenny Brandberg-Hurtig, Produktleiterin von SSAB Hardox® (Mitte), Rick Reynolds, Global Engineering Manager von Austin, und Johnny Greer, Supply Chain Manager, Americas von Austin, bei der Einführung von Hardox® 500 Tuf der nächsten Generation für Bergbauausrüstung.

Lassen Sie sich beraten

Erfahren Sie, was Sie mit einem Upgrading zu Hardox 500 Tuf bei Ihrer Bergbauausrüstung und Ihren Betriebsabläufen erzielen können. Wir freuen uns, in einem persönlichen Gespräch mit Ihnen Ihre spezifischen Erfordernisse beim Thema Verschleiß zu erörtern und die beste und kostengünstigste Lösung für Ihren Betrieb zu ermitteln.

Kundenfoto

Endbenutzer in aller Welt verwenden Hardox 500 Tuf in Bergbauausrüstung

Winkelbauer Schaufellader

Winkelbauer hat aufgerüstet – erfahren Sie, was sie dadurch erreicht haben

Durch Verwendung von Hardox 500 Tuf bekommen die robusten Schaufeln des österreichischen Herstellers Winkelbauer ein um 16 % geringeres Taragewicht.

Argentinischer Hersteller von Mining-Kippern setzt auf Hardox 500 Tuf, um seine Produkte von anderen abzuheben

Der neue Kipper aus Hardox 500 Tuf hat ein konisches Design für die Seiten. Dies erleichtert das Entladen von Material wie Sand oder Lehm. Das Material kann freier fließen kann als bei einer herkömmlichen rechteckigen Konstruktion.

Industrias Baco Muldenkipper

Möchten Sie aufrüsten?

Bitte geben Sie die folgenden Daten ein, damit wir Sie kontaktieren und bei allen Fragen Ihrer Aufrüstung beraten können: