Die FSP GmbH (Foundry Sand Processing) wurde 2022 als Gemeinschaftsunternehmen der Heinrich Feeß GmbH & Co. KG und der DEANTEC GmbH gegründet und schließt als Spezialistin für Gießereisand Recycling-Stoffkreisläufe in der Gießereiindustrie. Am Standort Stuttgart entwickelt und betreibt FSP innovative Aufbereitungsanlagen für Altsande und bietet diese Technik auch im Betreibermodell als Dienstleistung an. Ausgangslage ist, dass in Leichtmetallgießereien, insbesondere der Automobilindustrie, anorganisch (Wasserglas) gebundene Kerne weit verbreitet sind, der anfallende Altsand aber häufig deponiert oder nur mit sehr energieintensiven thermo-mechanischen Verfahren aufbereitet wird. Der bisherige Stand der Technik erfordert rund 416 Kilowattstunden Energie pro Tonne Altsand und einen Neusandersatz von etwa 50 Prozent, wodurch wertvoller Quarzsand und Deponieraum in hohem Maß beansprucht werden. Ziel des Vorhabens ist es, anorganisch gebundenen Gießereialtsand großtechnisch so aufzubereiten, dass er nahezu vollständig wieder als Formsand eingesetzt werden kann. Dabei sollen Energieverbrauch, CO 2 -Emissionen, Neusandbedarf und Deponiemengen deutlich reduziert und die Kreislaufwirtschaft in der Gießereiindustrie praktisch umgesetzt werden. Kern des Lösungsansatzes ist eine neuartige Nassregenerierung mit patentierter Trocknung und integrierter Kondensationsenergie-Rückgewinnung in Kombination mit einer Vakuumdestillation zur Waschwasseraufbereitung. Der Wasserglasbasierte Binder wird im Waschprozess gelöst, das Wasser zu rund 95 Prozent im Kreislauf geführt und der Sand schonend getrocknet. So sinkt der spezifische Energiebedarf der Regeneration auf etwa 84 Kilowattstunden pro Tonne Altsand – eine Einsparung von rund 80 Prozent gegenüber dem thermomechanischen Stand der Technik. Die Regeneratqualität entspricht Neusand, der Neusandersatz kann auf etwa 5 bis 10 Prozent reduziert werden. Die großtechnische Anlage ist für einen jährlichen Durchsatz von bis zu rund 16.500 Tonnen Gießereialtsand ausgelegt und erlaubt so die Rückführung eines Großteils der regional anfallenden Altsande in den Stoffkreislauf. Insgesamt werden 1.196 Tonnen CO 2 -Äquivalente pro Jahr vermieden, resultierend aus geringerem Energiebedarf, vermiedenen Deponierungen und reduzierten Transporten. Gleichzeitig werden hochwertige Quarzsandvorkommen geschont, Deponiekapazitäten entlastet und Abfälle (Staub, Schlämme) minimiert. Das Vorhaben besitzt ausgeprägten Modellcharakter: Es demonstriert weltweit erstmalig die Nassregenerierung von anorganisch gebundenem Gießereisand im industriellen Maßstab unter realen Betriebsbedingungen und zeigt, wie Energie- und Wasserkreisläufe in der Sandaufbereitung weitgehend geschlossen werden können. Durch das Betreibermodell – Abholung des Altsandes, Regeneration im Werk Stuttgart, Rücklieferung des Regenerats – ist die Lösung ohne eigene Investitionen auch für andere Gießereien leicht übertragbar und skalierbar. Damit leistet das Projekt einen praxisnahen Beitrag zu Ressourceneffizienz, Klimaschutz und Kreislaufwirtschaft in einer energie- und materialintensiven Branche. Branche: Wasser, Abwasser- und Abfallentsorgung, Beseitigung von Umweltverschmutzungen Umweltbereich: Ressourcen Fördernehmer: FSP GmbH Bundesland: Baden-Württemberg Laufzeit: 2023 - 2025 Status: Abgeschlossen
Das Kerngeschäft der Eisenwerk Erla GmbH mit Sitz im Erzgebirge/Sachsen ist die Erzeugung von Gießereierzeugnissen für die Automobilindustrie. Im Geschäftsjahr 2013/14 wurden circa 50.000 Tonnen Flüssigmetall bzw. circa 20.000 Tonnen guter Guss produziert. Im laufenden Betrieb entstehen große Mengen an sogenannten „Gießereialtsanden“ (circa 15.000 Tonnen pro Jahr), die mit metallischen Bestandteilen aus dem Gießprozess versetzt sind und einer Entsorgung zugeführt werden müssen. Für ein internes Recycling der metallischen Reststoffe im Altsand innerhalb der Gießerei fehlten bisher entsprechende Sortiertechnologien. Über die gängige Technologie aus Polygonsieb und Magnetabscheider lassen sich hoch nickelhaltige Werkstoffe aufgrund der schwachen magnetischen Eigenschaften kaum bzw. nur manuell trennen. Die nickelhaltigen Reststoffe wurden bisher zum Teil in einer 520 Kilometer entfernten Spezialfirma weiterverwendet. Mittels verbesserter Sortiertechnologie könnte ein erhebliches Ressourcenschonungspotenzial gehoben werden, indem metallische Reststoffe im Altsand betriebsintern eingeschmolzen und wiederverwendet werden. Ziel des Vorhabens war die Errichtung einer neuartigen Sortieranlage, um metallische Reststoffe in Gießereialtsanden nahezu vollständig auszusortieren, die bisher gemeinsam mit dem Altsand entsorgt werden mussten. Die zurückgewonnenen Metalle sollten anschließend in den Produktionsprozess (Schmelzen) zurückgeführt werden, wodurch sich die Materialeffizienz erhöhen sollte. So sollten erhebliche Mengen an metallischen Einsatzstoffen wie Nickel eingespart und ein Beitrag zur Ressourcenschonung geleistet werden. Die neu installierte Sortieranlage besteht aus den Einzelkomponenten Aufgabebunker, Zuführband, Transportrinne und der eigentlichen Sortiereinheit, in der die Sensortechnik „EMCAM“ der Fa. INCODECS GmbH verbaut ist. Bei der EMCAM handelt es sich um eine „Elektromagnetische Kamera“, die mit der Magnetinduktionstomographie (PMIT) ein neuartiges Funktionsprinzip in der sensorbasierten Sortierung verwendet. Die EMCAM in der Lage, unabhängig von Oberflächenkorrosion und Feuchtigkeit des Schüttgutes Buntmetalle, Edelstähle und magnetisierbare Materialien zu finden und fehlerfrei zu unterscheiden. Bei der Rückgewinnung der nickelhaltigen Rückstände aus den Metall-Sand-Gemischen konnte der Sortiergrad im Vergleich zur Ausgangssituation um durchschnittlich 14 Prozent erhöht werden. So können ca. 80 Tonnen pro Jahr mehr nickelhaltige Metallrückstände aus dem Altsand zurückgewonnen und teilweise wieder direkt in der Gießerei eingesetzt werden. Dies schont Material- und Energie und vermeidet CO 2 -Emissionen entlang der Wertschöpfungskette. Die neue Anlage kann in bestehende Altsandaufbereitungsanlagen integriert werden. Dabei ist sie nicht nur für Eisenwerkstoffe sondern auch für Nichteisenmetalle einsetzbar. Somit kann sie in zahlreichen anderen Sandgießereien eingesetzt werden, von denen es in Deutschland rund 160 im Eisen- und Stahlgussbereich sowie ca. 100 im Nichteisenmetallbereich gibt. Perspektivisch könnte die neue Technik auch zur Metallsortierung von Schrotten im Bereich des Kokillen- und Druckgusses verwendet werden, wodurch sich die potenzielle Anwenderzahl um weitere ca. 250 Gießereien hauptsächlich im Nichteisenmetallgussbereich erweitert. Branche: Metallverarbeitung Umweltbereich: Ressourcen Fördernehmer: Eisenwerk Erla GmbH Bundesland: Sachsen Laufzeit: 2015 - 2015 Status: Abgeschlossen
Die OHM & HÄNER Metallwerk GmbH & Co. KG produziert Gussteile für den Maschinen- und Gerätebau sowie zunehmend auch für die Automobilindustrie. Beim Sandguss werden große Mengen Sand und Bindemittel verbraucht. Dabei kommen zwei verschiedene Sandarten (chemisch gebundener Kernsand und mit Bentonit, einem tonhaltigen Bindemittel, gebundener Formsand) zum Einsatz, die sich beim Entformen der Gussstücke zumindest teilweise vermischen. Dieses Gemisch zu trennen ist sehr schwierig und mit dem bisher üblichen Verfahren nur unzureichend möglich. Daher muss ein Teil des Sandes regelmäßig aus dem Formsandkreislauf entnommen und durch Neusand ersetzt werden. Das kann zwischen zwei und 30 Prozent der Umlaufmenge sein. Der Altsand muss deponiert werden. Das Unternehmen plant daher im Rahmen eines Gießereineubaus künftig den regenerierbaren Formsand von dem zu entsorgenden Kernsand effektiver zu trennen. So soll der Mischsand mit Hilfe eines für Sandgießereien neuen optisch/elektronischen Verfahrens aufbereitet und so die Altsandmenge um mindestens 75 Prozent reduziert werden (von 8.400 Tonnen auf 2.200 Tonnen zu entsorgender Altsand pro Jahr). Dabei werden die Sandkörner durch ihre Farben identifiziert und pneumatisch sortiert. Darüber hinaus soll ein neuartiger Vakuum-Sandmischer eingesetzt werden, der den gereinigten Formsand so aufbereitet, dass er problemlos wieder in den Produktionskreislauf zurückgeführt werden kann. Die deutlich geringeren Altsandmengen führen zu weniger Abfall und sparen somit Deponieraum. Zugleich werden weniger Neusand, Bindemittel und Wasser verbraucht. Insgesamt sinkt die Anzahl der notwendigen Transporte, da jährlich über 100.000 LKW-Kilometer entfallen. Das Vorhaben ist ein Beispiel dafür, dass Ressourceneffizienz nicht nur die Kosten reduziert, sondern zugleich eine Reihe positiver Umwelteffekte mit sich bringt. Im Rahmen der Gesamtinvestition am Standort Drolshagen (Nordrhein-Westfalen) sollen rund 150 neue Arbeitsplätze geschaffen werden. Branche: Metallverarbeitung Umweltbereich: Ressourcen Fördernehmer: Ohm&Häner Metallwerk GmbH & Co KG Bundesland: Nordrhein-Westfalen Laufzeit: 2007 - 2008 Status: Abgeschlossen
Die Eisenwerk Erla GmbH gehört seit 2011 zur indischen Dynamatic Technologies Limited, einem börsennotierten Konzern mit Hauptsitz in Bangalore. Das Kerngeschäft des Unternehmens ist die Erzeugung von Gießereierzeugnissen für die Premiumhersteller der Automobilindustrie, speziell Turboladergehäuse für benzin- und dieselgetriebene Motoren. Turboladergehäuse sind im Betrieb besonders hohen Massendurchsätzen und Temperaturbelastungen ausgesetzt und werden daher aus hochlegierten Eisenwerkstoffen im Sandguss hergestellt. Legierungsbestandteile sind neben Eisen hauptsächlich Nickel, Silicium und Chrom. Bei der Herstellung der Gussteile werden große Mengen Sande als Formstoff und auch als Kernmaterial eingesetzt. Diese Sande werden im Kreislauf gefahren und mehrfach im Formprozess wiederaufbereitet. Darüber hinaus fallen im Produktionsprozess auch sehr heterogen zusammengesetzte Schrottgemische - sogenannte Splitterschrotte - an. Die in den Altsanden enthaltenen metallischen Reststoffe sowie die Splitterschrotte lassen sich auf Grund der schwachen magnetischen Eigenschaften mit der bisher gängigen Technologie aus Polygonsieb und Magnetabscheider beziehungsweise durch manuelle Sortierung nur schwer trennen. Um metallische Reststoffe besser zurückgewinnen und wieder im Produktionsprozess einsetzen zu können, wird das Unternehmen eine neuartige Separationsanlage errichten, mit der metallische Reststoffe nahezu vollständig (Zielwirkungsgrad 95 Prozent) aussortiert werden können. Die zurückgewonnenen Metalle sollen anschließend in den Produktionsprozess zurückgeführt werden. Das innovative Element der neuen Anlage ist der Einsatz einer neuen Sensortechnologie, einer sogenannten EMCAM. Dabei handelt es sich um eine elektromagnetische Kamera, die zur Messung und Bildgebung eine Magnetfeld-Gradiometer-Matrix, damit ein neuartiges Funktionsprinzip in der sensorbasierten Sortierung verwendet. Jeder Partikel des Materials wird entsprechend seiner magnetischen und elektrischen Leitfähigkeit mit integrierter, hochspezialisierter Rechentechnik identifiziert. Noch während der laufenden Identifikation ermittelt dieselbe Software bereits die exakte Position und Geschwindigkeit aller relevanten (das heißt werthaltigen) Partikel und steuert in Millisekunden genau hunderte Druckluftventile, die die präzise Ausschleusung der Splitterschrott-Teile erledigen. Primär sollen durch die Anlage mindestens 45 Tonnen mehr nickelhaltige Metalle pro Jahr zurückgewonnen werden, wodurch der Einsatz von Legierungsmaterial erheblich reduziert werden kann. Mit der neuen Sortieranlage sollen im nächsten Optimierungsschritt weiterhin 230 Tonnen Splitterschrotte pro Jahr sortenrein getrennt, wieder eingeschmolzen und intern weiterverwendet werden. Hierdurch entfallen die externe Entsorgung und der Transport des Schrotts.
Heutige Bindersysteme für Gießereisande bestehen aus organischen Bestandteilen, die bereits ab 300 °C zerfallen. Durch das Verbrennen der organischen Bestandteile werden starke Emissionen freigesetzt, die eine Belastung für die Umwelt und die Mitarbeiter von Gießereien darstellen und eine zusätzliche, kostenintensive Absaugung und Abluftreinigung erforderlich machen. Das Ziel dieses Projektes ist die Einführung und Bewertung eines Regenerationsverfahrens für anorganische Altsande im eichtmetallguss, um den Materialkreislauf der anorganischen Kernfertigung zu schließen und damit die Voraussetzung für einen breiten Einsatz dieser umweltfreundlichen Bindersysteme zu schaffen. Auf Basis der Projektergebnisse kann eine Umstellung der Kernfertigung von Gießereien auf anorganische Bindersysteme mit geschlossenem Materialkreislauf technologisch umgesetzt werden. Die Projektergebnisse tragen zu einer Erweiterung des Wissenstandes über das Verhalten anorganischer Regeneratsande bei und unterstützen eine schnelle und nachhaltige Einführung dieser Bindersysteme, verbunden mit einer deutlichen Umweltentlastung. Die Ergebnisse zeigen, dass für einen wirtschaftlichen Erfolg ein kontinuierlicher, vollautomatisierter Betrieb mit einem geringen Personal- und Logistikaufwand entscheidend ist. Diese Betriebsart ist in mittelständischen Unternehmen nicht gegeben, wodurch mit den bestehenden Randbedingungen ein wirtschaftlicher Betrieb dieser anorganischen Regeneration nicht möglich ist. Dahingegen kann das Verfahren in großen Unternehmen mit einem jährlichen Sandbedarf von 7-50 Tsd. Tonnen wirtschaftlich eingesetzt werden. Die BMW Group wird das erarbeitet Regenerationsverfahren in den Serienbetrieb integrieren
Die OHM & HÄNER Metallwerk GmbH & Co. KG produziert Gussteile für den Maschinen- und Gerätebau sowie zunehmend auch für die Automobilindustrie. Beim Sandguss werden große Mengen Sand und Bindemittel verbraucht. Dabei kommen zwei verschiedene Sandarten (chemisch gebundener Kernsand und mit Bentonit, einem tonhaltigen Bindemittel, gebundener Formsand) zum Einsatz, die sich beim Entformen der Gussstücke zumindest teilweise vermischen. Dieses Gemisch zu trennen ist sehr schwierig und mit dem bisher üblichen Verfahren nur unzureichend möglich. Daher muss ein Teil des Sandes regelmäßig aus dem Formsandkreislauf entnommen und durch Neusand ersetzt werden. Das kann zwischen zwei und 30 Prozent der Umlaufmenge sein. Der Altsand muss deponiert werden. Das Unternehmen plant daher im Rahmen eines Gießereineubaus künftig den regenerierbaren Formsand von dem zu entsorgenden Kernsand effektiver zu trennen. So soll der Mischsand mit Hilfe eines für Sandgießereien neuen optisch/elektronischen Verfahrens aufbereitet und so die Altsandmenge um mindestens 75 Prozent reduziert werden (von 8400 Tonnen auf 2200 Tonnen zu entsorgender Altsand pro Jahr). Dabei werden die Sandkörner durch ihre Farben identifiziert und pneumatisch sortiert. Darüber hinaus soll ein neuartiger Vakuum-Sandmischer eingesetzt werden, der den gereinigten Formsand so aufbereitet, dass er problemlos wieder in den Produktionskreislauf zurückgeführt werden kann. Die deutlich geringeren Altsandmengen führen zu weniger Abfall und sparen somit Deponieraum. Zugleich werden weniger Neusand, Bindemittel und Wasser verbraucht. Insgesamt sinkt die Anzahl der notwendigen Transporte, da jährlich über 100 000 LKW-Kilometer entfallen. Das Vorhaben ist ein Beispiel dafür, dass Ressourceneffizienz nicht nur die Kosten reduziert, sondern zugleich eine Reihe positiver Umwelteffekte mit sich bringt. Im Rahmen der Gesamtinvestition am Standort Drolshagen (Nordrhein-Westfalen) sollen rund 150 neue Arbeitsplätze geschaffen werden.
| Organisation | Count |
|---|---|
| Bund | 22 |
| Land | 2 |
| Weitere | 3 |
| Wissenschaft | 5 |
| Zivilgesellschaft | 4 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 25 |
| unbekannt | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| Geschlossen | 4 |
| Offen | 22 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 26 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Dokument | 4 |
| Keine | 15 |
| Webseite | 7 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 22 |
| Lebewesen und Lebensräume | 24 |
| Luft | 19 |
| Mensch und Umwelt | 26 |
| Wasser | 14 |
| Weitere | 26 |