Das Projekt "Teilvorhaben 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von SKW Stahl-Metallurgie GmbH durchgeführt. In dem thematisch aufeinander aufbauenden Verbundvorhaben 'Innovatives Verfahren zur hochwertigen Verwertung von Magnesiumspänen' (HOVEMAS) besteht das Vorhabensziel dieses Teilprojektes für die SKW Stahl-Metallurgie GmbH in der Realisierung des Verwertungsziel Granalien aus magnesiumhaltigen Spänen und deren Einsatzmöglichkeit als Roheisenentschwefelungsmittel. Darüber hinaus wird das Know-How zur Konditionierung zu Briketts und deren Einsatzmöglichkeit als Legierungsrohstoff geprüft. Weiterhin wird die industrielle Anschlussfähigkeit der Verwertungsroute Legierungsmetall überprüft und die Grundlagen für die Markteinführung geschaffen. Die Arbeitsplanung der SKW Stahl-Metallurgie GmbH gestaltet sich gemäß den Arbeitspaketen im Antrag. Die SKW Stahl-Metallurgie GmbH bringt ihr einzigartiges Fachwissen zur Granalienherstellung im Rahmen der Erfassung, Verfahrensentwicklung, Verfahrenserprobung und der wirtschaftlichen Anschlussfähigkeit in das Vorhaben mit ein. Im Schwerpunkt wird die Granalienherstellung bearbeitet, deshalb ist der Antragssteller Leiter dieses Arbeitspaketes. Die SKW Stahl-Metallurgie GmbH stellt durch die Kontaktanbahnung und die Kontaktpflege, insbesondere zu den Stahlherstellern eine erfolgreiche Projektumsetzung und Versuchsdurchführung im Stahlwerk sicher.
Das Projekt "Teilvorhaben 5: Analytik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Umwelt & Energie, Technik & Analytik e.V. durchgeführt. Bei der Metallbearbeitung durch Drehen, Bohren, Fräsen oder Schleifen fallen mit Kühlschmierstoff behaftete Metallschlämme und -späne an. Im Vorhaben 'KOMPASS' wird ein Verfahren entwickelt, mit denen diese Metallschlämme und -späne, die hohe Ölgehalte und insbesondere auch höhere Anteile an wirtschaftsstrategischen Metallen (W, Ni, Nb, Mo, Cr, V, Co usw.) besitzen, umweltfreundlich von Kühlschmierstoffen (KSS) befreit und entölt werden. Basierend auf einem kontinuierlichen, im Gegenstrom betriebenen Reinigungsprozess unter Verwendung von Tensiden und Wasser erfolgt die Aufarbeitung der entölten Schlämme und Späne mit den darin enthaltenen Legierungselementen zu hochwertigen Wertstofffraktionen. Somit können diese, aufgrund ihres Ölgehaltes als gefährlich eingestufte Abfälle, dem Wertstoffkreislauf wieder zugeführt werden. Darüber hinaus soll das Bearbeitungsöl als wieder einsetzbarer Kühlschmierstoff zurückgewonnen werden. Zu Beginn des Projekts erfolgt die Charakterisierung der Ausgangsmaterialien Schleifschlämme und Späne sowohl bzgl. der Metallgehalte als auch der Kühlschmierstoffe. Mit Hilfe der existierenden Spänereinigungsanlage werden die optimalen Geometrien der Anlage sowie die Betriebsparameter, entsprechend den einzelnen Einsatzmaterialien bestimmt und darauf basierend zwei weitgehend automatisierte Demonstrationsanlagen errichtet. Eine Anlage soll als zentrale Einrichtung zur Spänereinigung dienen. Die zweite Anlage wird als mobile On-Site- Anlage konzipiert und dient zur Entölung von Schleifschlämmen direkt in den am Projekt beteiligten Unternehmen. Parallel zu den Optimierungsarbeiten wird anhand von Laboranalysen der Abreinigungsgrad und die Qualität der zurückgewonnenen Kühlschmierstoffe überprüft. Die analytischen Fragestellungen werden bevorzugt von IUTA bearbeitet. Belastbare Betrachtungen der Wertschöpfungskette und der Potentiale sowie die ökonomische und ökologische Bewertung des Verfahrens erfolgen zum Abschluss der Arbeiten.
Das Projekt "Teilvorhaben 6" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fritz Winter Eisengießerei GmbH & Co. KG durchgeführt. In dem thematisch aufeinander aufbauenden Verbundvorhaben 'Innovatives Verfahren zur hochwertigen Verwertung von Magnesiumspänen' besteht das Ziel dieses Teilprojektes in der Überprüfung der gewonnenen Magnesiumgranalien bzw. Magnesiumlegierungen für den Einsatz in der Gießereiindustrie. Des Weiteren werden im Zusammenhang mit der Schnittstellenoptimierung der Verwertungsroute Legierungsmetall zusammen mit dem Projektpartner SKW und dem Unterauftragnehmer SIMET zur Thematik des Kugelgraphits im Gusseisen Gießversuche durchgeführt, einschließlich der begleitenden Qualitätssicherung. Ausgehend von der Reaktionskinetik der Roheisenentschwefelung in der Gießereiindustrie werden mit den durch die neue Verfahrenstechnik hergestellten Sekundärmagnesiumprodukten industrielle Versuche gefahren, um die Einsatzmöglichkeit als Roheisenentschwefelungsmittel zu überprüfen bzw. nachzuweisen.
Das Projekt "Teilprojekt: Mixed Reality Bildungsmaßnahmen und KI basierte Steuerung am Beispiel des Rezyklat-Strangpressens" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dortmund, Institut für Umformtechnik und Leichtbau durchgeführt. Verbund: Ziel des Vorhabens ist es, technologische und soziale Innovationen gleichermaßen voranzubringen. Dazu wird eine auf fünf Teiltechnologien basierende Prozesskette mit geschlossenem Stoffkreislauf entwickelt und räumlich verteilt physisch aufgebaut. Im virtuellen Bereich wird parallel ein Abbild dieser Prozesskette auf Basis Digitaler Zwillinge umgesetzt. Die Verknüpfung dieser beiden Dimensionen mit angepassten Schnittstellen und Visualisierungsmethoden eröffnet ein erweitertes Optimierungs- und Analysepotential in Bezug auf die gesamte Prozesskette, sowohl in Hinblick auf eine gesteigerte Ressourceneffizienz als auch die Entwicklung und Erprobung neuer Konzepte und Werkzeuge für die Arbeitsgestaltung sowie Mitarbeiterschulung. Teilprojekt: Entsprechend dem Verbundvorhaben befasst sich auch das IUL-Teilprojekt mit zwei Teilaspekten, bezüglich des Strangpressabschnitts aus der gesamten KORESIL-Prozesskette. Dies betrifft zum einen die Ressourcenschonung durch Einsparen des Einschmelzens durch die direkte Verwendung von Rezyklaten (je nach Wiederaufbereitungsmethode Metallspäne, -kugeln oder -chips) zur Erzeugung von Profilen. Zudem wird der sekundäre Energiebedarf durch die lokale Rückführung von Stoffströmen gesenkt. Der andere Aspekt zielt auf die Entwicklung mehrstufiger und nutzungsangepasster Schulungsinhalte, welche die verschiedenen und diversen Arbeitnehmenden mit Hilfe digitaler Technologien, wie bspw. Mixed-Reality Abbildung Digitaler Zwillinge, als integralen Bestandteil der Prozesskette. Die Inhalte werden dabei an das spezifische Vorwissen modular angepasst und durch Feedback der Teilnehmenden dynamisch erweitert, sodass die Inhalte flexibel für zukünftige Teilnehmende individualisiert werden können, vor dem Hintergrund der Arbeitssicherheit und physisch-psychischer Entlastung einer alternden Arbeiterschaft.
Das Projekt "Teilprojekt: Bedarfsgerechte Kühlschmierstoff- und Späneförderung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KNOLL Maschinenbau GmbH durchgeführt. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, die Energieeffizienz von Werkzeugmaschinen und ihren Komponenten zu erhöhen. Die Firma KNOLL wird insbesondere den dynamischen Leistungsbedarf des Filtersystems sowie der Kühlschmierstoff- und Späneförderung betrachten. Dies ist nur in Verbindung mit dem Betrieb einer Werkzeugmaschine und der Definition eines oder mehrer Lastfälle möglich. Darauf aufbauend kann dann geeignete Sensorik entwickelt werden, die es erlaubt, über geregelte Pumpen bedarfsgerecht die verschiedenen Prozesse zu betreiben. Entsprechende Regelungsstrategien müssen entwickelt werden. Es ist zu erwarten, dass hier erhebliche Engerieeinsparpotentiale aufgedeckt werden. Durch die Veröffentlichung der Projektergebnisse erwartet KNOLL eine Schärfung des Anwenderbewusstseins für die Thematik der Energieeffizienz. Zusammen mit der Werkzeugmaschine werden wir zunächst den Leistungsbedarf für den Späneförderer und die Kühlmittelanlage als Standardausführung ermitteln. Ein Demonstrator aufgerüstet mit Sensorik, Regeltechnik und Meßtechnik wird es uns erlauben, Verlustleistungen zu lokalisieren und Datenmäßig zu erfassen. Es ist darauf aufbauend eine Regelungsstrategie umzusetzen, die es uns erlaubt, bedarfsgerecht zu filtern und zu pumpen. Darüber hinaus ist die Einsatzfähigkeit und Verlässlichkeit der entwickelten bedarfsgerechten Regelung zu verifizieren. Die anwendungsgerechte Funktion des Demonstrators sowie die Effizienzbewertung wird anhand von Tests verifiziert.
Das Projekt "Teilvorhaben 4: Industrielle Anwendung und Verwertung der Wertstoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Federal-Mogul Burscheid GmbH durchgeführt. In dem beantragten Vorhaben sollen zwei weitgehend automatisierte Demonstrationsanlagen entwickelt, gebaut und optimiert werden, mit denen Schlämme und -späne aus der Metallbearbeitung mit höheren Ölgehalten und mit höheren Anteilen an wirtschaftsstrategischen Metallen (W, Ni, Nb, Mo, Cr, V, Co usw.) auf eine umweltfreundliche Art und Weise von Kühlschmierstoffen befreit werden können. Der anfallende Schleifschlamm soll soweit von Öl und Feuchtigkeit befreit werden (größer als 1% Restölgehalt), sodass er Brikettiert und im Schmelzbetrieb der Gießerei als Wertstoff wieder eingesetzt werden kann. Der Arbeitsplan sieht eine umfangreiche Beteiligung des branchenübergreifend strukturierten Konsortiums vor und gliedert sich in sechs Arbeitspakete. Als wissenschaftliche und technische Basis der erforderlichen Versuche werden zunächst alle Ausgangsmaterialien detailliert charakterisiert. In den Arbeitspaketen zwei und drei wird der bestehende Anlagenprototyp hinsichtlich des Einsatzes unterschiedlicher Materialien optimiert und es werden stabile Betriebsparameter identifiziert. Nach erfolgreicher Technikumsphase werden zwei Demonstrationsanlagen gebaut und im industriellen Umfeld erprobt und weiterentwickelt. Sämtliche Versuche, sowohl im Technikums- als auch im Betriebsmaßstab, werden wissenschaftlich analytisch begleitet, um die erzielten Erfolge zu dokumentieren. Abschließend wird das Verfahren unter ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten bewertet und ein entsprechendes Geschäftsmodell für eine breite und auf die Anforderungen der Kunden zugeschnittene industrielle Umsetzung entwickelt. Die sortenreine Menge an Schleifschlamm wird bei Federal Mogul erzeugt, teilweise voraufbereitet und / oder als prozessfeuchter Schleifschlamm für die Aufbereitungsversuche bereitgestellt. Der aufbereitete Wertstoff wird als Gattierungsgut für die Herstellung der Gusseisenschmelze eingesetzt. Die qualitativen Ergebnisse werden bewertet (analytisch und metallographisch).
Das Projekt "MASK: Magnet-Separation von Korngemischen zur Minimierung von Sekundärabfällen im Rückbau kerntechnischer Anlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Institut für Technologie und Management im Baubetrieb durchgeführt. Während des Rückbaus von kerntechnischen Anlagen stellt die Zerlegung und Entsorgung des Reaktordruckbehälters (RDB) mit den zugehörigen Einbauten eine große Herausforderung dar. Aufgrund der jahrelangen Aktivierung während des Reaktorbetriebs können diese nur fernhantiert zerlegt und verpackt werden. Aus Strahlenschutzgründen werden aufgrund der abschirmenden Wirkung von Wasser Zerlegetechniken bevorzugt angewendet, die unter Wasser einsetzbar sind. Hierfür kommen kalte Trennverfahren zum Einsatz, da hierbei keine Aerosole anfallen. Eine der Zerlegetechniken, die diese Vorrausetzungen erfüllt, ist das Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidverfahren (WASS). Dieses Verfahren zeichnet sich durch die hohe Flexibilität in der Anwendbarkeit und Unempfindlichkeit gegenüber mechanischer und thermischer Werkstoffspannung des zu zerschneidenden Gutes aus. Die Wasser-Abrasiv-Suspension enthält nach dem Schnitt Spanpartikel des geschnittenen Gutes. Dieses Gemisch stellt eine erhebliche Menge von Sekundärabfall dar, wodurch sich das Volumen des gesamten radioaktiven Abfalls ungefähr verdoppelt. Da die Kosten der Entsorgung sehr hoch sind, kommt diese Zerlegetechnik trotz der technischen Vorteile nicht mehr zum Einsatz. In dem vorhergehenden Forschungsprojekt NENAWAS 'Neuartige Entsorgungswege für Abrasivmittel aus der Wasserstrahl-Schneidtechnik' konnte in Kooperation zwischen dem KIT und der AREVA GmbH ein Separationsverfahren entwickelt werden, mit dem sich der Sekundärabfall aus der Wasser-Abrasiv-Schneidtechnik behandeln lässt. Dabei werden mit Hilfe von Magnetsystemen in einer Separationsanlage die Spanpartikel aus dem Gemisch abgetrennt. Mikroskopische und chemische Analysen des separierten Abrasivs zeigen jedoch noch Verunreinigungen durch Spanpartikel. Um die radioaktiven Verunreinigungen des abgetrennten Abrasivs zu minimieren, sind weitere Untersuchungen und Optimierungen des Separationsverfahrens notwendig, die in dem aktuellen Projekt verfolgt werden. Das Projekt hat demnach das Ziel, durch grundlegende Untersuchungen die Güte der Separation so zu optimieren, dass der Sekundärabfall auf konventionelle Art entsorgt werden kann und somit eine zukünftige Anwendung der Schneidtechnik für die Vielzahl der noch anstehenden Rückbauprojekte in der Bundesrepublik ermöglicht wird. Hierfür werden weitere Versuche (mit anderen zerschnittenen Stahlsorten und behandelten Gemischen) an dem bestehenden Versuchsstand durchgeführt. Zudem wird eine numerische Strömungssimulation des Magnetfilters erstellt. Bei unserem Projektpartnerinstitut (Institut für Nukleare Entsorgung) wird in deren Labor im Kontrollbereich die Separation mit einem Versuchsaufbau im Labormaßstab mit aktiviertem bzw. radioaktivem Material auf die Tauglichkeit zur Behandlung des Sekundärabfalls getestet und evaluiert.
Das Projekt "MASK: Magnet-Separation von Korngemischen zur Minimierung von Sekundärabfällen im Rückbau kerntechnischer Anlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie (KIT), Sondervermögen Großforschung, Institut für Nukleare Entsorgung (INE) durchgeführt. Während des Rückbaus von kerntechnischen Anlagen stellt die Zerlegung und Entsorgung des Reaktordruckbehälters (RDB) mit den zugehörigen Einbauten eine große Herausforderung dar. Aufgrund der jahrelangen Aktivierung während des Reaktorbetriebs können diese nur fernhantiert zerlegt und verpackt werden. Aus Strahlenschutzgründen werden aufgrund der abschirmenden Wirkung von Wasser Zerlegetechniken bevorzugt angewendet, die unter Wasser einsetzbar sind. Hierfür kommen kalte Trennverfahren zum Einsatz, da hierbei keine Aerosole anfallen. Eine der Zerlegetechniken, die diese Vorrausetzungen erfüllt, ist das Wasser-Abrasiv-Suspensions-Schneidverfahren (WASS). Dieses Verfahren zeichnet sich durch die hohe Flexibilität in der Anwendbarkeit und Unempfindlichkeit gegenüber mechanischer und thermischer Werkstoffspannung des zu zerschneidenden Gutes aus. Die Wasser-Abrasiv-Suspension enthält nach dem Schnitt Spanpartikel des geschnittenen Gutes. Dieses Gemisch stellt eine erhebliche Menge von Sekundärabfall dar, wodurch sich das Volumen des gesamten radioaktiven Abfalls ungefähr verdoppelt. Da die Kosten der Entsorgung sehr hoch sind, kommt diese Zerlegetechnik trotz der technischen Vorteile nicht mehr zum Einsatz. In dem vorhergehenden Forschungsprojekt NENAWAS 'Neuartige Entsorgungswege für Abrasivmittel aus der Wasserstrahl-Schneidtechnik' konnte in Kooperation zwischen dem KIT und der AREVA GmbH ein Separationsverfahren entwickelt werden, mit dem sich der Sekundärabfall aus der Wasser-Abrasiv-Schneidtechnik behandeln lässt. Dabei werden mit Hilfe von Magnetsystemen in einer Separationsanlage die Spanpartikel aus dem Gemisch abgetrennt. Mikroskopische und chemische Analysen des separierten Abrasivs zeigen jedoch noch Verunreinigungen durch Spanpartikel. Um die radioaktiven Verunreinigungen des abgetrennten Abrasivs zu minimieren, sind weitere Untersuchungen und Optimierungen des Separationsverfahrens notwendig, die in dem aktuellen Projekt verfolgt werden. Das Projekt hat das Ziel, die Separationsgüte so zu verbessern, dass die Voraussetzungen für eine Freigabe gemäß StrSchV §29 erreicht werden können. Hierfür werden begleitende analytische Untersuchungen durchgeführt, die in das Konzept, den Aufbau und den Betrieb einer Separationsprototypanlage im Labormaßstab für Versuche mit inaktivem und später mit aktviertem bzw. radioaktivem Material, einfließen.
Das Projekt "EXIST-Forschungstransfer: ATNA" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ATNA Industrial Solutions GmbH durchgeführt. Die nachhaltige Verarbeitung von Roh-, Rest- und Abfallstoffen, wie beispielsweise Holz- und Metallspäne, Klärschlamm, Dolomit und Erntereste, nimmt in der heutigen Zeit einen immer wichtigeren Stellenwert ein. Gerade in Hinblick auf eine effiziente Kreislaufwirtschaft ist die Brikettierung eine sinnvolle Erweiterung der Möglichkeiten für Kunden, Kosten einzusparen oder Gewinne zu erzielen.
Das Projekt "Teilvorhaben: Angepasste Werkzeuggeometrien zur Erzeugung recyclingfähiger Titanspäne" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von WALTER AG durchgeführt. Hauptziel des Forschungsvorhabens ist es, geschlossene Werkstoffkreisläufe für Titan zu schaffen, die das Recycling von mindestens 70 Prozent der bisher nur schwer oder gar nicht wiederverwertbaren Titanspäne ermöglichen. Hierbei soll insbesondere die Qualität des während der Zerspanung anfallenden Recyclingmaterials (Titanspäne) erhöht werden, um aus diesem wieder Titanlegierungen idealerweise in Luftfahrtqualität herstellen zu können. Ziel ist es, durch das Recycling die Material- und Energieeffizienz im gesamten Werkstoffkreislauf von Titan nachhaltig zu steigern. Grundlage hierfür ist es, während der gesamten Prozesskette zur Herstellung von Titan-Strukturbauteilen, insbesondere der spanenden Halbzeugbearbeitung, den Grad der eingebrachten Verunreinigungen (z.B. durch Kühlschmierstoff, Werkzeugabrieb, Sauerstoffeinträge) während der Zerspanung zu reduzieren. Durch die Reduzierung der Verunreinigung der Späne und der hierdurch entstehenden Qualitätserhöhung soll es erstmalig möglich werden, Titanspäne in großen Mengen zu recyceln (in Premiumqualität für den Wiedereinsatz in der Luftfahrt) und dadurch den Wiederverkaufswert des Recyclingmaterials zu verdoppeln. In Anlehnung an die Zielstellung umfasst das geplante Projekt insgesamt fünf Arbeitspakete (AP): AP1: Ganzheitliche Gestaltung des Werkstoffkreislaufs, AP2: Kühl- und Maschinenkonzepte, AP3: Angepasste Werkzeuggeometrie, AP4: Bewertung der Spanqualität und Vorbehandlung, AP5: Recycling und Rückführung.
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