Powerplay – VOLK Diesel-Zugmaschinen in Kanada

Das malerischen Städtchen Baie-Comeau, liegt inmitten der kanadischen Wildnis, rund 400 Kilometer nordöstlich der Provinzhauptstadt Québec City. Wohl kaum jemand würde vermuten, dass der Aluminiumkonzern Alcoa in dem 23.000-Seelen-Ort die zweitgrößte Aluminiumschmelze Nordamerikas betreibt. Diese Standortentscheidung verdankt sich nicht zuletzt mit der günstigen geographischen Lage des Ortes am Zusammenfluss des Manicougan River mit dem Sankt-Lorenz-Strom.

Entlang des Manicougan River befinden sich mehrere gigantische Wasserkraftwerke, die große Mengen kostengünstiger Elektrizität erzeugen und damit den unbändigen Energiehunger der Aluminiumschmelze in Baie-Comeau stillen. Rund 5.6 Millionen Megawattstunden (MWh) verbraucht das Werk pro Jahr.

VOLK Diesel-Zugmaschine DFZ 120 H zum Transport von flüssigem Aluminium – Der feinfühlige hydrostatische Antrieb, die stabile Bauweise und die jahrzehntelange Erfahrung von VOLK mit Transportaufgaben in Aluminiumwerken waren für Alcoa besonders überzeugend

Der Sankt-Lorenz-Strom, in den der Manicougan River wenig oberhalb von Baie-Comeau mündet, bildet schon seit den Zeiten der ersten französischen Siedler im 17. Jahrhundert das Tor zur Welt. Der Strom, dessen Mündungsdelta sich hier bereits zum Atlantik hin weitet und dabei auf eine unvorstellbare Breite von 50 Kilometer anschwillt, ermöglicht es selbst großen Frachtschiffen, in Baie-Comeau vor Anker zu gehen. Dadurch ist es möglich, Rohstoffe für die Aluminiumherstellung (vor allem Aluminiumoxid und Graphit) kostengünstig anzuliefern und auf der Rückfahrt Aluminium für den Weltmarkt zu laden. Beides ist unerlässlich. Denn obgleich Kanada der zweitgrößte Aluminiumexporteur der Welt ist, verfügt das Land selbst über keine einzige Bauxitmine und ist daher darauf angewiesen, die zur Aluminiumherstellung benötigten Rohstoffe zu importieren, vor allem aus Südamerika und Australien.

Das Alcoa-Werk in Baie-Comeau wurde im Jahr 1957 gegründet und wuchs in den Folgejahren rasant. Heute produzieren dort rund 1.600 Menschen mehr als 400.000 Tonnen Primär-Aluminium pro Jahr. Über lange Jahre hinweg war Baie-Comeau damit die größte Aluminium-Schmelze Nordamerikas, verlor diesen Titel aber im Jahr 2005 an den Wettbewerber Alcan im 230 Kilometer entfernten Sept-Îles.

Das Alcoa-Werk in Baie-Comeau ist die zweitgrößte Aluminiumschmelze in Nordamerika

Die Herstellung von Aluminium erfolgt durch Schmelzflusselektrolyse. Bei diesem Verfahren wird Aluminiumoxid, welches normalerweise einen Schmelzpunkt von 2.050 Grad Celsius hat, zunächst in einer Kryolithschmelze aufgelöst. Aufgrund einer chemischen Besonderheit – dem sogenannte Eutektikum – kommt es dabei zu einer Herabsetzung des Schmelzpunktes auf nur noch 960 Grad Celsius. Durch die so entstandene Schmelze wird dann mittels Elektroden Gleichstrom geleitet. Dabei setzt sich an der negativen Elektrode, der sogenannten Kathode, Aluminium ab, während an der positiven Elektrode, der sogenannten Anode, Sauerstoff entsteht, welcher mit dem Kohlenstoff der Anode zu Kohlenmonoxid- und Kohlendioxid-Verbindungen reagiert.

Die hohen Schmelztemperaturen von annähernd 1.000 Grad Celsius und die immensen Ströme von mehreren hunderttausend Ampere bei der anschließenden Elektrolyse erklären auch den immensen Energiebedarf bei der Herstellung von Aluminium. Obwohl die Energiekosten aufgrund der räumlichen Nähe zu den Kraftwerken und den immensen Abnahmemengen bei weniger als drei US-Cent pro Kilowattstunde (kWh) liegen, machen sie annähernd 30 Prozent der gesamten Betriebskosten eines modernen Aluminiumwerkes aus.

Aluminiumherstellung ist sehr energieintensiv – Die zahlreichen Wasserkraftwerke entlang des Manicougan River, hier der 692 Meter lange und 94 Meter hohe Staudamm Manic 2, liefern große Mengen kostengünstiger Elektrizität

Der Elektrolyseprozess findet in insgesamt rund 1.000 Elektrolysezellen statt. Dabei handelt es sich um große Wannen, in denen sich die Schmelze befindet. In diese werden von oben Graphit-Anoden eingetaucht, während die Kathoden in den Bodenplatten der Wannen eingelassen sind. Dieser Aufbau hat den Vorteil, dass das flüssige Aluminium, das sich am Boden sammelt, einfach abgesaugt werden kann.

Der Tiefwasserhafen von Baie-Comeau am Ufer des Sankt-Lorenz-Stroms – Die Anlieferung der zur Aluminiumherstellung benötigten Rohstoffe und der Transport der fertigen Aluminiumbarren zu den Abnehmern in aller Welt erfolgen hauptsächlich mit großen Frachtschiffen

Das flüssige Aluminium wird dann in Spezialtiegeln in die Gießhalle weitertransportiert, wo es überwiegend zu Walz- und Rundbarren gegossen wird. Für den Transport des flüssigen Aluminiums setzt Alcoa VOLK Dieselschlepper des Typs DFZ 120 H ein. Diese überzeugten die Verantwortlichen bei Alcoa aus mehreren Gründen:

 

Das vielleicht wichtigste Kriterium war die jahrzehntelange Erfahrung von VOLK mit Transportaufgaben in Aluminiumwerken. Diese sind durch eine Vielzahl spezifischen Anforderungen gekennzeichnet sind: So ergeben sich beispielsweise aufgrund der extrem hohen Ströme in den Elektrolysezellen starke Magnetfelder, welche eine spezielle Abschirmung der Fahrzeuge notwendig machen. Gesundheitsgefährdende Aluminiumstäube machen es erforderlich, die Luft in der Fahrerkabine mit speziellen Filtersystemen zu reinigen. Durch einen permanenten Überdruck wird sichergestellt, dass schädliche Stäube nicht unter Umgehung der Filtersysteme und der Klimaanlage in die Fahrerkabine gelangen können. Auch für den Dieselmotor sind Aluminiumstäube schädlich, so dass auch hier spezielle Luftfiltersysteme verbaut werden müssen. Diese Aufzählung ließe sich beliebig erweitern; doch schon die wenigen genannten Beispiele veranschaulichen eindrücklich, dass der Einsatz in einem Aluminiumwerk eine höchst anspruchsvolle Aufgabe darstellt, welche langjähriges Erfahrungswissen voraussetzt.

Eine der großen Herausforderungen in der Aluminiumproduktion ist der allgegenwärtige Aluminiumstaub, der für Menschen und Maschinen gleichermaßen gefährlich ist – Im VOLK Dieselschlepper DFZ 120 H kommen daher spezielle Filtersysteme zum Einsatz

Auch die außerordentlich stabile Bauweise des VOLK Dieselschleppers DFZ 120 H sowie die hohe Qualität der verbauten Komponenten waren für Alcoa sehr wichtig. Denn die Fahrzeuge befinden sich im durchgängigen Mehrschichtbetrieb rund 6.000 Betriebsstunden pro Jahr im Einsatz – das sind fast 20 Stunden pro Tag. Bereits innerhalb der Gewährleistungszeit zeigen die Betriebsstundenzähler der Zugmaschinen daher Zählerstände, die in den meisten anderen Branchen erst nach etlichen Jahren erreicht werden. Dabei sind Prozessindustrien wie die Aluminiumindustrie bekanntermaßen besonders sensibel bei unvorhergesehenen Fahrzeugausfällen. Eine hohe Fahrzeugverfügbarkeit und ein Minimum an Ausfallzeiten ist daher das oberste Gebot.

In Stein gemeißelt – Das Werksgelände von Alcoa erstreckt sich über eine Länge von annähernd fünf Kilometern und musste aufgrund des felsigen Untergrunds in weiten Bereichen buchstäblich in den Fels gesprengt werden

Der feinfühlige hydrostatische Antrieb der VOLK Dieselschlepper des Typs DFZ 120 H war ebenfalls ein großer Pluspunkt. Denn mit flüssigem Aluminium im Schlepptau ist feinfühliges Fahren nicht nur eine Frage des Komforts. Um diese delikate Anhängelast auch jederzeit sicher abbremsen zu können, verfügen die Diesel -Zugmaschinen des Typs DFZ 120 H über ein besonders hohes Fahrzeuggewicht von annähernd zehn Tonnen. Die besondere Herausforderung besteht dabei darin, dieses enorme Gewicht auf einer möglichst kleinen Grundfläche unterzubringen, damit die Abmessungen der Zugmaschine kompakt bleiben. Auch in dieser Disziplin konnte VOLK auf ganzer Linie überzeugen: Mit einer Länge von nur 3.20 Meter und einer Breite von 1.60 Meter nimmt der VOLK Dieselschlepper DFZ 120 H weniger Verkehrsfläche für sich in Anspruch als ein Kleinwagen des Typs VW Lupo. Und der extrem kleine Wenderadius von nur 3.72 Meter dürfte in dieser Leistungsklasse ohnehin einzigartig sein.

Die kanadische Provinz Québec ist bekannt für ihre wildromantischen Landschaften, ihre von Gletschern geformten Steinformationen und großartige Naturwunder, wie die weltberühmten Wale von Tadussac, die sich entlang der Ufer des Sankt-Lorenz-Stroms in ihrer natürlichen Umgebung beobachten lassen. Dass es in Québec neben diesen touristischen Höhepunkten auch eine ganze Reihe von technischen Leckerbissen zu sehen gibt, dürfte eine der Lehren unseres heutigen Abstechers nach Baie-Comeau sein. “Je me souviens” heißt das offizielle Motto der Provinz Québec – “Ich erinnere mich”. Und auch wir erinnern uns gern.

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