Sand- und Energierückgewinnung in der Gießerei 7. BDG-Umwelttag, 27.09.2016
Grunewald Gruppe Familienunternehmen in der dritten Generation Gründung 1963 4 Werke in Deutschland 225 Mitarbeiter ca. 23 Mio. Euro Umsatz
Vorstellung Grunewald 1963 2016 1963 1964 1974 1987 1994 2004 2008 2013 2016
Produkte Werkzeugbau Textile Verkleidungsund Dämpfungsteile CFK-Anwendungen Sonderanwendungen Gusstechnologie Dünnwandiger Aluminiumguss Hochlegierter Eisenguss Serienfertigung Bearbeitung von CFK- Anwendungen
Gusstechnologie: Produkte Prototypen, Vorserien, Kleinserien Aluminium-Legierungen Automobil-Strukturteile Maschinenbau-Komponenten Bauteile für die Antriebstechnik Eisen-Legierungen Bauteile für die Antriebstechnik Maschinenbau-Komponenten
Gusstechnologie: Anforderungen Steigende Anforderungen an die Gussteile hinsichtlich: Steigerung der Losgrößen Mechanischer Eigenschaften Oberflächengüte Lieferzeiten Wirtschaftlichkeit Die veränderten Anforderungen des Marktes veranlassen Fa. Grunewald, in eine neue Gießerei zu investieren.
Gusstechnologie: Ziele Vergrößerung der Kapazität Effizienzsteigerung durch Optimierung des Teileflusses innerhalb der Gießerei Verbesserung der Arbeitsplätze und der Arbeitssicherheit Erhöhung der Wiederaufbereitungsquote des Formsandes Verbesserung der Gussteile hinsichtlich mechanischer Eigenschaften und Oberflächengüte Reduzierung der Nacharbeit Einhaltung aller relevanten Vorschriften im Rahmen des BImSch- Genehmigungsverfahrens
Die neue Gießerei Investitionen: Hallenerweiterung Formanlage Schlichtestation Sandmischer Formsand-Recycling Gussputz-Kabine Wärmebehandlung Absaugtechnik Wärmerückgewinnung Infrastruktur Übernahme der Anlagentechnik aus dem Bestand für Schmelzen und Strahlen von Gussteilen
Formsand-Recycling Formsand-Verfahren bis 2013: Quarzsand mit Furanharz-Bindersystem (Harz und Härter) Mechanische Formsand-Regenerierung Recycling-Quote ca. 60-70% Entsorgung des nicht wiederaufzubereitenden Formsandes Absehbare deutliche Kostensteigerung bei der Entsorgung des Formsandes Formsand-Verfahren ab 2014: Quarzsand mit PepSet-Bindersystem: Polyurethan No-Bake-System mit zwei Binderkomponenten auf Phenolharzbasis und einem Katalysator von der Firma ASK Chemicals Mechanische und thermische Formsand-Regenerierung Recycling-Quote ca. 95%
Formsand-Recycling: Übersicht Silostation Sandmischer Thermische Regenerierung Formanlage/ Sandformen Silostation Mechanische Regenerierung
Formsand-Recycling: Verfahren 1) Der Formsand wird nach Entfernen des Gussteils in der Ausleer- und Zerkleinerungsstation mechanisch regeneriert und in ein Silo transportiert. 2) Bei vollständiger Füllung des Silos wird die thermische Regenerierung gestartet. 3) Die thermische Regenerieranlage verarbeitet kontinuierlich max. 1,3 t Formsand pro Stunde bei 580 C und entfernt die Binderkomponenten von den vereinzelten Sandkörnern. 4) Der heiße Sand wird in einem Fließbett-Kühlsichter mittels einer Wasserrückkühlanlage auf ca. 25 C abgekühlt und in ein Silo transportiert. 5) Über einen Bunker wird der regenerierte Sand dem Sandmischer für die Formherstellung zugeführt und mit Neusand gemischt. 6) Entstehende Abfallprodukte: Staub: Entsorgung Überkorn: Entsorgung Verbrennungsgase: Abgabe über Filtersystem an die Außenluft
Formsand-Recycling: Effizienz Effizienz der Formsand-Regenerieranlage: Definition der optimalen Temperatur in der Fluid-Brennkammer: die eingestellte Temperatur von ca. 580 C ist 70 C geringer als beim Einfahren der Anlage. Dadurch konnte der Verbrauch von Erdgas gegenüber der ursprünglichen Annahme deutlich gesenkt werden. Der Verbrauch des Bindersystemes kann deutlich gesenkt werden Der durch die thermische Regenerierung deutlich reduzierte Staubanteil im Formsand ist im gesamten Prozess ein großer Vorteil. Der regenerierte Sand weist ein deutlich besseres Abbindungsverhalten auf als Neusand. Zukünftige Potentiale: Nutzung der Abwärme aus dem Regenerationsprozess, bspw. zu Kühlzwecken mittels Absorption oder zu Heizzwecken (Hallenheizung, Vorwärmen Materialien, Trocknung geschlichteter Sandformen, ).
Absaug- und Filtertechnik Drehzahlgeregelte Absaug- und Filteranlage der Fa. TeKa (Vreden, Kreis Borken) Einsatz von fünf Filtermodulen für die Absaugung der staubenthaltenden Rohgase (Ausleer- und Zerkleinerungsstation, Silos, ) mit einer Absaugleistung von ca. 30.000 m³/h Einsatz von drei Filtermodulen für die Absaugung von Rohgasen, die gesundheitsgefährdende Stoffe enthalten und eine hohe Temperatur besitzen (thermische Regenerierung, Eisenschmelzanlage, Sandmischer ) mit einer Absaugleistung von ca. 15.000 m³/h; die Rohgas-Temperatur wird mittels Falschluft herabgesetzt, um die Filtermodule nicht zu beschädigen. Um die abgesaugte Hallenluft zu ersetzen, ist eine kontrollierte Luftrückführung in die Anlage integriert. Ein Kreuzwärmetauscher sorgt für die Rückgewinnung von Wärmeenergie.
Absaug- und Filtertechnik Funktionsweise der Luftrückführung: Die staubenthaltenden Rohgase werden in der Filteranlage gereinigt und wieder in die Halle zurückgeführt; eine entsprechend ausgelegte Verteilung stellt dabei sicher, dass die gesamte Halle zugfrei mit der rückgeführten Luft versorgt wird. Der Rohgasstrom, der gesundheitsgefährdende Rohgase enthält, wird in den Wintermonaten zur Erwärmung der Frischluft genutzt, die in die Halle geleitet wird. Dabei wird eine Lufttemperatur der zugeführten Frischluft von durchschnittlich 55 C erzielt. In den Sommermonaten wird der Kreuzwärmetauscher abgeschaltet.
Fazit (1) Durch den Einsatz des PepSet- Bindersystems wird die Qualität der Gussteile nachhaltig gesteigert: + Schnellere Formaushärtung + Bessere Oberflächenqualität + Weniger Nacharbeit + Bessere Wirtschaftlichkeit des gesamten Prozesses Arbeitssicherheit: + Deutliche Verbesserung der Luftqualität in der Halle durch modernste Absaug- und Filtertechnik + Verbesserung der Arbeitsplatzqualität durch gesteuerte Luftrückführung
Fazit (2) Verbesserte Umweltleistung: + Ressourcenschonung durch Reduzierung des Formsandverbrauches Verbesserte energiebezogene Leistung: + Wärmerückgewinnung in der Absaug- und Filteranlage + Drehzahlregelung der Absaugund Filteranlage + Reduzierung der elektrischen Energie durch Verringerung der Nacharbeit an den einzelnen Gussteilen Verbrauch von Erdgas zum Erhitzen und Strom zum Abkühlen des Formsandes; Potential für energieeffiziente Optimierung
Vielen Dank! www.grunewald.de