Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ziel des Projektes war es die Aufbereitung und Wiederverwendung von zementgebundenen Formstoffen zu untersuchen, um so eine Grundlage f\u00fcr die Umstellung von Gie\u00dfereibetrieben hin zu zementgebun-denen Formstoffen zu liefern. Denn der Ettringitzementformstoff emittiert auf Grund seiner anorgani-schen Charakteristik keinerlei leichtfl\u00fcchtige Kohlenwasserstoffe wie BTEX und auch kein Schwefeldi-oxid. Durch eine Substitution besteht die M\u00f6glichkeit die Arbeitsbedingungen der Mitarbeiter und der Umwelt rund um die Gie\u00dferei nachhaltig zu verbessern.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm ersten Arbeitsschritt wurde das Regenerat nach einmaligen Regenerierprozess untersucht. Die Ver-suche wurden an einer Anlage durchgef\u00fchrt die im Chargenbetrieb mit eingebautem Schleifstein (Gem-co-Schleifregenerator) arbeitet und an einer die im Durchlaufbetrieb (W\u00f6hr-Fliehkraftreiniger) arbeitet. Die Regenerate wurden entsprechend der VDG-Merkbl\u00e4tter hinsichtlich ihrer granulometrischen Eigen-schaften, dem auf dem Sandkorn verbliebenen Restzement sowie deren Einfluss auf die Formstoffei-genschaften \u00fcberpr\u00fcft. Zur Untersuchung des W\u00f6hr-Fliehkraftreinigers wurden zeitaufwendige Umbau-ma\u00dfnahmen durchgef\u00fchrt, um zu gew\u00e4hrleisten, dass dieser sich f\u00fcr die Regenerierung von zement-gebundenen Formstoffen eignet. Letztendlich mussten diese zur\u00fcckgebaut werden, da ein Betrieb der Anlage damit nicht m\u00f6glich war. Allerdings hat sich im Rahmen dieser Untersuchungen rausgestellt, dass die Erh\u00f6hung der Drehzahl des in der Anlage verbauten Rotors die Regenerierung der zementge-bundenen Formstoffe verbessert. Dies war notwendig, denn der W\u00f6hr-Fliehkraftreiniger musste f\u00fcr die Industrieversuche verwendet werden, da nur mit dieser Anlage die Regenerierung der anfallenden Alts-andmenge m\u00f6glich war.
\nIm Industrieversuch wurde der Formstoffkreislauf f\u00fcr zementgebundene Formstoff unter Industrie nahen Bedingungen evaluiert. Hierzu wurden f\u00fcnf Uml\u00e4ufe durchgef\u00fchrt. Die Form fasste mit Ober- und Un-terkasten ca. 3,5 t Formstoff. Als Gussteil wurde ein 1 t schwerer B-S\u00e4ulen-Probek\u00f6rper verwendet. Nach jedem Umlauf wurde der zuvor gebrochene Altsand regeneriert. Im ersten Umlauf wurden zur Formherstellung 100 % Neusand und ab dem 2. Umlauf 70 % Regeneratanteil am Formgrundstoff ver-wendet. Im Rahmen des Industrieversuches wurde ein Entsorgungskonzept aufgestellt. Auf Grund der Erkenntnisse des Industrieversuches wurde eine Konfiguration des Gemco-Schleifregenerators unter-sucht, um einen Formstoffkreislauf mit einem Regeneratanteil von 93,3 % zu analysieren. An Hand die-ses Versuches erfolgt die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung. Diese Regenerierungsanlage ist zwar eine Versuchsanlage es gibt allerdings auch Industrieanlagen die mit demselben Regenerierungsprinzip arbeiten.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Prinzipiell l\u00e4sst sich durch beide mechanische Regenerierungsanlagen der auf dem Sandkorn verblie-bende Zement entfernen, wobei der Restzement mit keiner Anlagenkonfiguration r\u00fcckstandlos entfernt werden konnte. Durch den Industrieversuch wurde nachgewiesen, dass mittels Regenerat ein Form-stoffkreislauf aufgebaut werden kann, der sich zur Gussteilerzeugung eignet.
\nAuf Grund des Vergleiches der Formstoffkreisl\u00e4ufe des Industrieversuches mit dem des Gemco-Schleifregenerator l\u00e4sst sich aus technischer Sicht folgendes zum Aufbau eines Ettringitzement-Formstoffkreislaufes festhalten:
\nDer aufwachsende Zement verschlechtert gleichzeitig die Regenerierung und die Festigkeit des Form-stoffsystems. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass die Regenierintensit\u00e4t ab dem 2. Umlauf erh\u00f6ht werden muss, da hier neben dem neu zugegeben Binder zus\u00e4tzlich der Restzement des Regenerats zu entfernen ist. Von da an kann die Intensit\u00e4t konstant gehalten werden und es bildet sich ein Komponen-tengleichgewicht. Das bedeutet, dass beim Einfahren des Zementformstoffsystems mit Neusand ab dem 2. Umlauf eine h\u00f6here Regenerierungsintensit\u00e4t notwendig ist. Es gibt demzufolge theoretisch ein Regenerierungsgrad1 f\u00fcr den ersten Umlauf und einen Regenerierungsgrad2\u2026\u221e f\u00fcr die restlichen Um-l\u00e4ufe Dieser Wert ist Prozess spezifisch und dementsprechend keine allgemein g\u00fcltige Aussage m\u00f6g-lich. Hierbei ist zu beachten, dass die Erh\u00f6hung der Regeneierintensit\u00e4t das Ausbringen verringert. Wodurch gegebenenfalls weniger Regenerat zur Verf\u00fcgung steht wie es der Wiedereinsatzgrad zu-l\u00e4sst. Aus wirtschaftlicher Sicht sollte der Regeneratanteil so hoch sein, wie es der Wiedereinsatzgrad erm\u00f6glicht. Das Festigkeitsniveau des Gemco-Schleifregenerator-Formstoffkreislaufes liegt trotz des h\u00f6heren Regeneratanteils bei der Formstoffherstellung (93,3 %) in derselben Gr\u00f6\u00dfenordnung wie das des Industrieversuch (70 %). Hierdurch l\u00e4sst sich erkennen, dass sich ein kontinuierlicher Energieein-trag auf das Sandkorn bei gleichzeitiger Verwendung eines Schleifk\u00f6rpers besser zur Entfernung des Restzementes eignet als der in diesem Projekt untersuchte Durchlaufbetrieb. Die Ursache ist die st\u00e4r-kere Haftung des Restzementes auf dem Sandkorn sowie der h\u00f6here Bindergehalt im Vergleich zu den kaltharzgebundenen Formstoffen, f\u00fcr den der W\u00f6hr-Fliehkraftreiniger urspr\u00fcnglich konzeptioniert ist. Eine allgemeing\u00fcltige Quantifizierung eines Formstoffkreislaufes ist nur schwer m\u00f6glich, da der not-wendige Gesamt-Regenerierungsgrad von der tats\u00e4chlichen Formstoffrezeptur und dem erzielbaren Regenerierungsgrad der in der Gie\u00dferei vorhandenen Anlagen (Knollenbrecher, Regenerierungsanlage) abh\u00e4ngt. Die Umstellung einer Gie\u00dferei kann daher als individuelle Aufgabenstellung betrachtet werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die \u00d6ffentlichkeitsarbeit erfolgt durch die Pr\u00e4sentation der Ergebnisse des Projektes auf dem Ledebur-Kolloquium am 25.10.24 und der Ver\u00f6ffentlichung einer Dissertation zu dieser Thematik.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Das Ziel wurde grunds\u00e4tzlich erf\u00fcllt. Im industriellen Ma\u00dfstab ist nachgewiesen, dass mittels Regene-rats aus zementgebundenen Formstoffen Gussteile mit konstanter Qualit\u00e4t hergestellt werden k\u00f6nnen. Allerdings ist von einer Umstellung der gesamten deutschen Mittel- und Gro\u00dfgie\u00dfereien von Furan-harzformstoff auf den Ettringitzementformstoff nach aktuellen Erkenntnissen nicht auszugehen. Unter bestimmten Rahmenbedingungen, wie Neusandzugabe \u00fcber 10 % im Furanharz-Formstoffkreislauf oder strenge Anforderungen in Hinblick auf Emissionen und Geruchsimmissionen auf Grund des Standortes, ist die Umstellung einzelner Gie\u00dfereien schon jetzt lukrativ. Auf Grund der bisherigen Erfahrungen mit dem Ettringitzement ist der Prozessablauf des Formverfahrens sehr \u00e4hnlich zum Furanharz, sodass die Umstellung f\u00fcr die Belegschaft als unproblematisch einzustufen ist. An dieser Stelle ist noch anzumer-ken, dass diese Ergebnisse zum gegenw\u00e4rtigen Zeitpunkt mit einem Formstoffbinder erzielt wurden, dem noch ein Prototypen-Status zugeordnet werden kann. In Hinblick auf die industrielle Anwendung ist von einer weiteren Optimierung durch den Hersteller auszugehen. Dies wurde bereits im Rahmen des Industrieversuches unter Beweis gestellt, in dem in kurzer Zeit die Aush\u00e4rtungcharakteristik des Ze-mentes auf die vorherrschenden Bedingungen angepasst wurde.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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