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Deckblatt Richtlinie VDI 4075, Blatt 3, ©VDI, Beuth Verlag
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VDI-Richtlinie VDI 4075 Blatt 3 (Entwurf) - Produktionsintegrierter Umweltschutz (PIUS) Gießereitechnik
Im Hinblick auf Ressourcen- und Energieeffizienz unterstützt die neue Richtlinie VDI 4075 Blatt 3 insbesondere Praktiker aus kleinen und mittelständischen Betrieben, die neben Informationen auch ein methodisches Handwerkszeug benötigen, um in ihrem Unternehmen einen kontinuierlichen Verbesserungsprozess zu schaffen. Sie können dabei schon bei der Planung oder der Modernisierung von Anlagen und Produktionsprozessen auf Erkenntnisse aus PIUS zurückgreifen, um die Qualität zu optimieren, die Kosten zu senken und die Umwelt zu schützen. |
DGV-Online-Datenbankabfrage: "Wer gießt was?"
Wer nach Komponenten aus Eisenguß, Gußeisen mit Kugelgraphit, Temperguß oder Stahlguß für alle Industriezweige sucht, der wird über die Online-Datenbankabfrage "Wer gießt was?" des Deutschen Gießereiverbandes (DGV) schnell fündig.
Nach verschiedenen Suchkriterien kann aus rund 300 deutschen Gießereien, die Mietglied im DGV sind, selektiert werden. |
Einen unmittelbaren Einblick in das alte Handwerk der Gießerei vermittelt das Industriemuseum Howaldtsche Metallgiesserei e.V., welches am 20. Mai 2007 durch Ministerpräsident Peter Harry Carstensen offiziell der Öffentlichkeit übergeben wurde. Der Museumsbetrieb findet nur an Sonntagen (14.00 bis 17.00 Uhr) statt.
Die deutschsprachige Fachzeitschrift "GIESSEREI" berichtet jeden Monat über technische und wirtschaftliche Entwicklungen des Eisen-, Stahl-, Temper- sowie Metall- und Druckgießereiwesens einschließlich des Modellbaus. |
Umweltschutzmaßnahmen in der Gießereitechnik
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Stahlgießerei Friedrich-Wilhelms-Hütte Mühlheim, ©BMU/Oberhäuser
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Umweltschutzmaßnahmen in der Gießereitechnik sind so vielfältig wie die Branche selbst. Möglichkeiten sind etwa integrierte Verfahrensweisen, um Luft- und Wasseremissionen zu senken, die Verminderung des Energieverbrauchs beim Schmelzprozess oder die Verbesserung der Kreislaufführung und Wiederverwendung von Einsatzstoffen.
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) förderte im Zeitraum 2001 bis 2005 die Forschung zu innovativen Umweltschutzmaßnahmen in der Gießereitechnik im Rahmen des Forschungsprogramms "Integrierter Umweltschutz in der Gießereitechnik" gefördert. Alle Projekte des BMBF-Förderprogramms stellt die Broschüre "Integrierter Umweltschutz in Gießereien. Strategie und Forschungsprogramm" in zusammengefasster Form vor.
Die Publikation "Nachhaltiges Wirtschaften. Innovationen aus der Umweltforschung" stellt in einem eigenen Abschnitt ebenfalls ausgewählte Projekte zu Umweltschutzmaßnahmen in der Gießereiindustrie vor.
Das Bayerische Landesamt für Umwelt (LfU) veröffentlicht Projektbericht und Leitfäden zur Kohlendioxid-Einsparung und effizienten Energienutzung in Gewerbe und Industrie. Interessierte finden hier die Studie "Effiziente Energieverwendung in der Industrie - Teilprojekt Metallschmelzbetriebe". |
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Deckblatt des BVT-Wegweisers ©UBA
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Beste verfügbare Techniken in der Gießereitechnik
Das Umweltbundesamt (UBA) konnte im Rahmen der Bewertung von Forschungsarbeiten zu umweltentlastenden und ressourcenschonenden Produktionsprozessen, die durch das Bundesforschungsministerium (BMBF) gefördert wurden, aus 58 prinzipiell geeigneten Projekten zwei Projekte als „Techniken in Entwicklung“ und ein Projekt als "Beste Verfügbare Technik" in das BVT-Merkblatt für Schmieden und Gießereien (BREF) einbringen. Das Umweltbundesamt hat zu diesem BREF eine Zusammenfassung in deutscher Sprache erarbeitet.
Die Aufnahme in ein BVT-Merkblatt ist Werbung für Entwickler und Hersteller, denn sie können auf diesem Wege technische Innovationen europaweit bekannt machen und so besser vermarkten. Es ist kontinuierlich möglich, neue Techniken in den sogenannten Sevilla-Prozess einzubringen. Wie dieser Prozess funktioniert, erläutert die UBA-Broschüre „Wie bringe ich meine Technik in ein BVT-Merkblatt ein?“ |
Verbesserung der Raumbeständigkeit von Stahlwerksschlacke
Stahlwerksschlacken aus der Eisen- und Stahlerzeugung werden überwiegend als Gesteinskörnung in verschiedenen Bereichen des Verkehrswegebaus verwertet. Diese Schlacken können freien, chemisch nicht gebundenen Kalk enthalten, der bei Zutritt von Feuchte unter Volumenzunahme zu Portlandit hydratisiert. Die dadurch beeinträchtigte Raumbeständigkeit kann zu Beschränkungen bei der Nutzung als Baustoff führen. Zur Verbesserung der Raumbeständigkeit steht ein Verfahren zur Verfügung, das auf der Nachbehandlung flüssiger Stahlwerksschlacke mit Sauerstoff und Quarzsand als Schlackenkonditionierer basiert. Im Rahmen des Projektes wurde eine Optimierung des bestehenden Verfahrens durch den Einsatz industrieller Reststoffe untersucht. |
Minderung der gas- und staubförmigen Emissionen des Schmelzbetriebes einer Leichtmetallgießerei durch Kombination primärer und sekundärer Maßnahmen
Im Bereich primärer Maßnahmen werden Prozessaggregate, vor allem Schmelz- und Gießöfen, optimiert und deren Betriebszustände mit Hilfe eines Rechners so gesteuert, dass große Schadstoff-Massenströme vermieden werden und die Abgasmenge der Gesamt-Ofenanlage über alle Prozessphasen deutlich gemindert wird. Dadurch soll an einem großtechnischen Beispiel richtungsweisend demonstriert werden, dass die Optimierung bei Primärmaßnahmen in Aluminium-Gießereien zu erheblichen Emissionsminderungen führt bei gleichzeitiger Minimierung von Energie und Aufwand für Filter, Ventilatoren und Erfassungseinrichtungen. Das aus den Öfen bzw. Hauben über den Türöffnungen abgesaugte Abgas wird zur Abscheidung gasförmiger Anteile mit Filterhilfsmitteln (Kalkhydrat) versetzt und in einem filternden Abscheider (Gewerbefilter) gereinigt. In Abhängigkeit vom Ofentyp, der zum Erschmelzen des Metalls genutzt wird, kann die im Abgas der Schmelzaggregate enthaltene Wärmeenergie mit Hilfe von Rekuperatoren zur Vorwärmung der Verbrennungsluft genutzt werden. Die Emissions-Grenzwerte der TA-Luft (1986) werden unterschritten und damit die Emissionen um bis zu 80 Prozent und der Primärenergieverbrauch um ca. 30 Prozent verringert. Durch Umstellung der Metallreinigung von Salzwäsche auf Chlor- Inertgasspülung wird zudem die Abfallmenge (Krätze) verringert. |
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Anlage zur Wiederaufbereitung von Modellwachsen, Foto: P. Hansen, Hayn/Willemeit Media GmbH
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Recycling füllstoffhaltiger Modellwachse aus Feingiessereien zur produktionsintegrierten Abfallreduktion
Projektziel war es, verfahrenstechnische Lösungen für die integrierte Rückführung von Abfallwachsen zu schaffen. Hierfür wurden Muster beim Wachsrecycler hergestellt, die technische Machbarkeit im Labor untersucht, Analytikmethoden zur Bewertung der Wachseigenschaften entwickelt, die Wachse rekonstruiert, der Prozess in den Pilotmaßstab überführt sowie Produktmuster hergestellt und bewertet. |
Weitere Forschungsvorhaben zur Gießereitechnik
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Smart Foundry: 18 Partner aus 5 EU-Ländern, ©smartfoundry.org
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EU-Projekt mit 18 Partnern aus 5 EU-Ländern: Wissensbasierte Produktionsstragien und -methoden für Gießereien (2004 - 06)
Gute Noten für das EU-Projekt Smart Foundry erteilte der zuständige EU-Kommissar Maisonny den Projektexperten und dem Projektverantwortlichen, dem BIBA in Bremen.
Das Projekt beabsichtigt, die Wettbewerbsfähigkeit der kleinen und mittelständigen Gießereien und der Werkzeugbauer in Europa durch konsequente Implementierung der Informationstechnologie in ihrer täglichen Arbeit weitreichend zu verbessern. Dies soll mit Hilfe von drei zentralen Innovationen erreicht werden:
1) Gießerei-orientierte Entscheidungshilfe für den Werkzeugbau:
Die Zielsetzung dieses Arbeitspaketes besteht darin, ein Softwarepaket zu entwickeln, das den Werkzeugbauer in der Werkzeugkonstruktion bei allen geometrischen Aspekten unterstützt.
2) Datenbank für die Urformtechnologie:
Die Zielsetzung dieses Arbeitspaketes ist es, eine Datenbank zu entwickeln, die Informationen über den HartgussKokillenguss, den SpritzgussDruckguss, vom Sandguss und dem Feinguss gezielt aufbereitet.
3) Katalog mit Methoden zum Knowledge Management für Gießereien:
Das Ziel dieses Arbeitspakets lag darin, Wissensmanagement Prinzipchen, Prozesse und Werkzeuge zu erarbeiten, welche einen effizienten Wissenstransfer, das Teilen und Übertragen von Wissenswerten in den klein- und mittelständischen Partnerfirmen fördert.
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DBU-Verwaltungsgebäude in Osnabrück, ©DBU
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Förderprojekte der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU)
Behandlung von Schlacke-Abfall: Drehteller-Granulation von Gießereischlacken (1997 -2000)
In Eisengießereien fallen jährlich ca. 200 000 t Schlacken als Abfallprodukt an. Die Schlacke wird bisher auf Halden entsorgt und dort eventuell energie-, kosten-, staub- sowie lärmintensiv mechanisch zerkleinert, um als Beimengungen für natürliche Minerale oder in der Baustoffindustrie Verwendung zu finden. Innerhalb dieses Projektes ist eine Anlage für ein diskontinuierliches Verfahren, das direkt in den einzelnen Gießereien angewendet werden kann, zum ökonomischen Zerkleinern der flüssigen Schlacke unter Vermeidung aufwendiger Prozeßstufen zu entwickeln. FAZIT: Die vorgestellten Ergebnisse zeigen, dass es möglich ist, Kupolofenschlacken aus Eisengießereien auf einer innerhalb dieses Projektes konstruierten und gebauten Anlage mittels rotierenden metallischen Drehtellers zu kugeligen Teilchen zu verdüsen.
Minderung von Schadstoff-Emissionen aus einer Gießerei (2004 - 05)
In Eisengießereien entweichen Schadstoffe nach dem Abgießen der Metallschmelzen in Sandformen infolge der hohen Gießtemperaturen aufgrund von Pyrolyse der organischen Zusatzstoffe, die in Formsand und Kernsanden enthalten sind. Die bisherigen Versuche, diese Situation durch Modifizierung der Formstoffbindersysteme zu verbessern waren nur von geringem Erfolg. Ziel der vorliegenden Arbeit war deshalb, durch Zugabe von Additiven den Brennwert der entstehenden Gießgase zu steigern und eine lang anhaltende Flamme zu erreichen. Hierdurch können die Gießgase "in statu nascendi" unschädlich gemacht werden. FAZIT: Das untersuchte Verfahren konnte als ein wirksames Instrument zu Verringerung von Emissionen eingesetzt werden. Ziel weiterer Forschung muss nun die Implementierung des Verfahrens in bestehende Großanlagen sein. Hierzu müssen die notwendigen Dosiervorrichtungen entwickelt werden.
Energie sparende u. emissionsarme Gießerei - Tongebundene Formstoffe (2003 - 05)
Die in der Sandgusstechnik verwendeten Form- und Kernsande werden heute in hohem Maße mit Bindern auf organischer Basis hergestellt, um die im hohen Anforderungen an Maßhaltigkeit und Oberflächengüte zu erfüllen. Problematisch an diesen Systemen sind bei der Verarbeitung, nach dem Abguss und bei der Ausformung auftretende Umwelt belastende und gesundheitsschädliche Emissionen. FAZIT: Die Projektergebnisse zeigen am Beispiel der Fertigung eines Aluminiumguss-Motorblocks, dass das bisher eingesetzte Kernblockverfahren unter alleiniger Verwendung von Cold-Box-Formsanden mit organischen Binderkomponenten durch eine Kombination von Cold-Box-Kernen für Feinstrukturen und bentonitgebundenem Formstoff für die Außenkontur abgelöst werden kann. Der Anteil organischen Formstoffs konnte in diesem Einsatzfall um ca. 30 - 35% verringert werden. Die thermische Regenerierung der anfallenden Mischaltsande war erfolgreich, die Regeneratqualität erreicht annähernd die Qualität von Neusand, so dass mit einer Ausbringung von ca. 95% ein vollständiger Wiedereinsatz zur Kernfertigung möglich ist. Die Ergebnisse der praxisnahen Erprobung des Verfahrens zur Altsandaufbereitung beim gemischten Einsatz anorganischer und organischer Binder sind in der Gießereibranche nutzbar, um mit verstärktem Einsatz tongebundener Formsande Umweltentlastungen und Kosteneinsparungen zu erzielen.
Energiebilanz beim Druckgießprozess (2004 - 06)
Until today, the energy balance of the die-cast process was neither systematically nor extensively considered. First examinations show energy losses of more than 80 percent with the temperature-controlling appliance used in conventional production. Goal of the joint research project of the G.A. Röders GmbH & Co. KG and the Institut für Füge- und Schweißtechnik of the TU Brunswick therefore was a reduction of the energy needs in the manufacturing of aluminium die-cast components through an optimization of the energy balance of the individual parts. In order to work out an energy balance of the entire process, the energy consumption of five plants was examined.The system-specific energy losses were determined by convection, conduction or heat radiation parallel to the examination of the energy consumption at the die-cast plant of the institute. The results provided a number of starting points for optimization measures. In laboratory tests, different examples regarding the influence of the heat transfer in temperature-controlled borings were developed and tested. Through a change of the size of bore, the heat transfer coefficient was optimized and also the heat transfer of upgrade borings could be influenced. These results are important for the construction of new forms. In the concluding practice test, the most important facts for a reduction of the energy need in the form were verified. The project results are fast marketable in many points as especially the use of isolation plates and an optimized use of cutting materials. |
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