Projekt

Die beim Induktions-Ofen-Betrieb notwendigen Öffnungszeiten des Ofendeckels betragen ca. 25 % einer Schichtzeit. Die Erfassung der staubhaltigen Abgase erfolgt dann über eine an Teleskoprohren angebrachte Düsenplatte. Zusammen mit den Abgasströmen aus weiteren Teilbereichen der Gießerei (Induktions-Tiegelöfen, Behandlungsstation, Vorwärmofen, Vergießstation, Sandaufbereitung) erfolgt die Staubabscheidung durch einen dreistrangigen Gewebefilter. Mit der abwasserfreien Anlage konnte eine Verminderung der Staubemissionen um ca. 93 % erreicht werden.

Die beim Induktions-Ofen-Betrieb notwendigen Öffnungszeiten des Ofendeckels durch das Setzen, Abschlacken, Temperaturmessen, Probenehmen und Abgießen betragen ca. 25% einer Schichtzeit. Die vorhandene Tiegelrandabsaugung kann dabei nur einen Teilstrom von Stäuben und Rauchen erfassen. Über teleskopartig ausgebildete Absaugeinrichtungen, die über dem Ofen variabel den Erfordernissen anzupassen sind, werden die Abgase erfasst. Nach Zusammenführung dieser Abgasmenge mit den Abgasströmen aus weiteren Teilbereichen der Gießerei in einer Mischkammer, erfolgt die Staubabscheidung durch eine dreistrangige Gewebefilteranlage auf Reingasstaubgehalte unter 10 mg/m³. Das Gewebefilter ersetzt einen Nasswäscher, somit entfällt die Entstehung von Abwasser.

Die ausgeführte Maßnahme stellt eine wesentliche Verbesserung der Arbeitsplätze und der Immissionssituation in dem benachbarten Wohngebiet dar.

Reduktion von schwermetallhaltigen Staubemissionen in einem Gießereibetrieb

Abgeschlossenes Demonstrationsvorhaben erbringt über 90-prozentige Senkung der Staubemissionen

Aus Gießereischmelzanlagen zur Erzeugung von Gusseisen können erhebliche Mengen an schwermetallhaltigen Stäuben sowie an gasförmigen anorganischen Stoffen wie Schwefeloxiden und Stickstoffoxiden an die Umwelt abgegeben werden. Außerdem sind Emissionen an organischen Stoffen möglich. Zwar können die Emissionen an Stickstoffoxiden, Schwefeloxiden und Kohlenoxiden durch den Einsatz von Induktionsöfen auf ein vernachlässigbar geringes Maß reduziert werden, für die anderen Luftbelastungen, insbesondere für die schwermetallhaltigen Stäube, bringt der Einsatz von Induktionsöfen allein jedoch keine befriedigende Lösung.

Im Rahmen eines vom Bundesumweltministerium mit rund 1,4 Millionen DM (rund 30 % der förderfähigen Investitionskosten) aus dem "Investitionsprogramm zur Verminderung von Umweltbelastungen" geförderten Demonstrationsprojekts führte die Walter Hundhausen GmbH & Co. KG in Schwerte (NRW) während der Sanierung und Modernisierung ihres Gießereibetriebs verschiedene Maßnahmen zur Verminderung der Emissionsbelastungen durch.

Das Unternehmen betreibt in Schwerte seit 1970 eine Induktionsofen-Schmelzerei mit vier 20-Tonnen-Induktions-Tiegelöfen, in denen rund 300 Tonnen flüssiges Eisen pro Tag erschmolzen werden. Zum Einsatz kommen verunreinigter Stahlschrott aus Stahlabfällen, Karosserieblechen und Konstruktionsschrott, außerdem Roheisen und Kreislaufmaterial aus Anschnitten, Steigern und Gießtrichtern eigener Produktion. Die Gießerei produziert Formgussteile von 0,5 Kilogramm bis 150 Kilogramm Stückgewicht sowie Mittel- und Großserien, bei höheren Stückgewichten auch in kleineren Stückzahlen. Sie beschäftigt rund 700 Mitarbeiter.

Maßnahmen zur Verminderung der Emissionsbelastungen

   1. Installierung eines Abgaserfassungssystems zur nahezu vollständigen Erfassung der staubhaltigen Abgase während aller Prozessschritte und aus den Nebenbetrieben (Einsatzstoffvorwärmung,
      Sphärogussbehandlungsstation und Vergieß-Station).

   2. Minimierung des Abgasvolumenstroms durch Anpassung der notwendigen Absaugemengen an die bei den unterschiedlichen Prozessschritten anfallenden Emissionsmengen in Verbindung mit einer Optimierung der Betriebsabläufe.

   3. Reinigung der Abgase durch Gewebefilter.


Zu erfassen, abzusaugen und zu reinigen sind die Gase und Rauche, die an den vier Induktions-Tiegelöfen, der Behandlungsstation, dem Vorwärmofen, der Vergießstation und dem Kellerbereich der Sandaufbereitung entstehen.


Vorgesehene Absaugmengen

Behandlungsstation     25.000 m3/h mit     40 °C     =     21.800 Nm3/h
4 Induktionsöfen     160.000 m3/h mit     40 °C     =     139.550 Nm3/h
Vorwärmofen     17.000 m3/h mit     100 °C     =     12.440 Nm3/h
Vergießstation     40.000 m3/h mit     40 °C     =     34.890 Nm3/h
Kellerbereich     40.000 m3/h mit     30 °C     =     36.04. Nm3/h
Abgasmenge gesamt     281.500 m3/h mit     41 °C     =     244.720 Nm3/h


Die von den einzelnen Emittenten abgesaugten Gasströme werden gemeinsam einer Filterstation zur Staubabscheidung zugeführt.

Die Absaugleitungen der Kellerabsaugung und Behandlungsstation münden in eine gemeinsame Sammelleitung, die im weiteren Verlauf auch die Gasmengen aus der Vorwärmung und der Vergießeinrichtung aufnimmt. Die Sammelleitung mündet in eine Mischkammer, in die auch die Abgasmenge von den Induktionsöfen eingebracht wird. Ein Rechnersystem und eine speicherprogrammierbare Steuerung ermitteln über die Klappenstellungen sämtlicher im System angeordneter Drosselklappen die notwendigen Absaugmengen.

Die Erfassung an den Induktionsöfen erfolgt je über eine an Teleskoprohren angebrachte Düsenplatte und - bei geschlossenem Ofendeckel - über eine Randabsaugung.

Der in den Zyklonen und Filtern abgeschiedene und in Auffangbehältern aufgefangene Staub wird in einem Pelletiermischer befeuchtet und danach in der werkseigenen Abfallbeseitigungsanlage entsorgt.

Maßnahmen für Randbereiche des eigentlichen Schmelzvorgangs runden das Umweltschutzprojekt ab:

    * Die Ziehfette, mit denen die zu Würfeln gepressten Karosserieblechabschnitte verunreinigt sind, sind nach Herstellerangaben frei von Chlor und Chlorverbindungen.

    * Beim Befüllen der Vorwärmkübel in der Gattierungsanlage werden Stäube frei. Um diese zu erfassen, wird ein Teilstrom der für die Absaugung der Induktions-Tiegelöfen vorgesehenen Absaugmenge abgezweigt. Die in diesem Leitungsstrang eingebaute elektromotorisch betriebene Klappe ist steuerungsmäßig so verriegelt, dass sie nur zum Zeitpunkt und für die Dauer des emissionsverursachenden Vorgangs der Entleerung des Wiegekübels in den Vorwärmkübel öffnet.


Das vorrangige Ziel des Projekts war die maximale Erfassung aller Schadstoffe unmittelbar an der Entstehungsstelle. Es wurde eine wesentliche Verbesserung der früheren Verhältnisse in der Schmelzerei erreicht. Mit der neuen, trocken arbeitenden Abgasreinigung konnte der bestehende Wäscher stillgelegt und damit auch ein Abwasserproblem beseitigt werden.

Nach Durchführung der Maßnahmen konnte eine deutliche Verminderung der Staubemissionen um ca. 35 Tonnen pro Jahr entsprechend ca. 93 % erreicht werden. Der Reststaubgehalt liegt deutlich unter zehn mg/m3. Damit konnten die Schwermetallemissionen z.B. für Blei, Cadmium, Nickel und Chrom jeweils auf Werte < 0,001 mg/m3 gesenkt werden. Die Emissionswerte für Dioxine und Furane liegen weit unter 0,1 ng TE/m3.

Die bei diesem Projekt eingesetzten Technologien und Verfahren sind auf andere Induktions- und Tiegelofenanlagen des NE-Metallbereichs übertragbar.

Bezugsquelle: Der Abschlussbericht zum Vorhaben kann unter der Nummer 1107 beim Umweltbundesamt, Bibliothek, Postfach 14 06, 06813 Dessau, ausgeliehen werden.