Projekt

Das Kernherstellungsverfahren im Großguss wurde vom Handformverfahren auf eine automatische Kernherstellung durch Kernschiessmaschinen auf Cold-Box-Basis umgestellt. Dadurch wurde eine Verminderung der Emission, insbesondere der gasförmigen organischen Stoffe und der Reststoffe erreicht. Weitere Reduzierungen erfolgten beim spezifischen Amineinsatz auf 0,1 bis 0,06 Gewichtsprozent und der Abluftmenge des Katalysatorgases auf 40%. Bei der Trocknung der Kerne in Mikrowellenöfen wurde der Energieeinsatz um 75% gesenkt.

Die Großgussherstellung erfolgte kastengebunden auf einer automatischen Form- und Gießanlage. Dazu wurde das Kernherstellungsverfahren für Großkerne vom Handformverfahren auf Furanharzbasis auf eine automatische Kernherstellung durch Kernschiessmaschinen auf Cold-Box-Basis umgestellt.
Mit diesen Maßnahmen wurden eine gezielte Erfassung und eine deutliche Verminderung der Emission, insbesondere der gasförmigen organischen Stoffe und der Reststoffe gegenüber dem Handformverfahren erreicht. Die eingesetzten vier Kernmaschinen, auf denen 20.000 t/Kerne pro Jahr hergestellt wurden, entsprachen hinsichtlich der Emissionsverminderung dem Stand der Technik. Durch eine gute Aminausbeute wurde der spezifische Amineinsatz auf 0,1 bis 0,06 Gewichts-% reduziert. Durch direktes Absaugen des Katalysatorgases am Kernkasten wurde die Abluftmenge auf 40% verringert.

Nach Behandlung der Kerne mit Wasserschlichte erfolgte die Trocknung in Mikrowellenöfen. Hierdurch wurde der Energieeinsatz gegenüber der bisherigen Trocknung in Trockenöfen mit Gasbefeuerung um 75% gesenkt. Die an den Kernschießmaschinen und im Kernfertigungsbereich erfassten Abgase wurden an einem Füllkörperwäscher absorbiert. Die Waschflüssigkeit wurde mittels eines Aktivkohleadsorbers regeneriert.

Die Emission von Gaswäschern und Mikrowellen wurden qualitativ und quantitativ bewertet. Dabei wurde festgestellt, dass die Emission der Mikrowellen nicht nur aus dem Schlichtetrocknungsprozess stammte, sondern auch aus den Materialkomponenten der Kerne selbst.

Zusammenfassung

Ziel der Investition war der Neubau einer hochflexiblen Gießereikernfertigung für unterschiedlichste Typen von Großgussteilen in Klein- und Mittelserien nach dem hocheffizienten Coldbox-Amin-Verfahren. Die reduzierte Umweltbelastung und der reduzierte Entsorgungsaufwand sollten beispielgebend sein und Demonstrationscharakter haben.

Primäre Ziele lagen in der Reduzierung der Aminemissionen deutlich unter die Grenzwerte der TA Luft und der modellhaften Umstellung von Alkohol- auf Wasserschlichte einschließlich eines neuen hocheffektiven Schlichtetrocknungssystems. Darüber hinaus waren die Arbeitsbedingungen und körperlichen Belastungen gegenüber den Verläuferfertigungsstätten modellhaft zu verbessern.

Das Ergebnis des Vorhabens war eine hochmoderne, in seiner Größenordnung und Flexibilität in Deutschland einmaligen Großkernfertigung auf einer Produktionsfläche von nur 1.000 m² (gerechnet ohne die Flächen Kernkastenlager und Kernlager) mit vier Teile-spezifischen Großkernfertigungslinien und zwei Wasserschlichtemikrowellentrocknungs-linien. Die damalige Kapazität betrug 9.000 t/a bzw. 80.000 Kerne/a.

Bei der Umstellung bisher nur im Furanharzverfahren herstellbarer hochkomplizierter Großkerne konnten durch die Überführung in das Coldbox- Verfahren extreme Produktionssteigerungen bis über 2.500 % (25-fache Leistung) nachgewiesen werden. Diese Entwicklung war nur möglich durch Verknüpfung einer Vielzahl neu konzipierter Fertigungstechniken und der ständigen gezielten Umsetzung der Erkenntnisse aus dem schrittweisen Aufbau dieser Fertigung. Die Ausreizung dieser Technik führte bis zur Fertigung von komplizierten Großkernen mit über 600 kg Gewicht im Serienkernkasten. Die Senkung des Aminverbrauchs auf 0,048 Gewichtsprozenten (vom Kerngewicht) für spezielle Großkernsortimente stellte eine positive Leistung dar.

Jedoch ist der Aminverbrauch extrem kern- und kernkasten-spezifisch. Nur durch Begasungs- und Entlüftungsoptimierung war es derzeit möglich, weitere Großkernsortimente an dieses Niveau heranzuführen.

Das durchdachte Gesamtkonzept und der hohe gezielte Aufwand an Umweltschutztechnik führte zu einer mehrfachen Unterschreitung des MAK-Wertes in der Kernfertigung. Ebenso wurden die Vorgaben der TA Luft von den Emissionen der Gaswaschanlage und Mikrowellen deutlich unterschritten, wobei die gestellten hohen Projektziele erreicht wurden.

Quelle: Abschlussbericht

Bezugsquelle: Der Abschlussbericht zum Vorhaben kann unter der Nummer 2065 beim Umweltbundesamt, Bibliothek, Postfach 14 06, 06813 Dessau, ausgeliehen werden.