Oelhaltiger Schleifschlamm faellt in Deutschland in einer Groessenordnung von 200000 To p.a. an. Ebensolche Menge sollten in EU-Staaten und der USA anfallen. Diese Schlaemme werden bisher in die verschiedensten Entsorgungs- oder Verwertungswege gegeben: - Deponie, Verbrennung, - Vermischung mit Spaenen und Brikettierung mit anschliessender Verbringung im Hochofen, - Energetische Nutzung im Zementwerk. In o.g. Vorhaben soll nachgewiesen werden, dass Schleifschlaemme zu 100 Prozent verwertet werden koennen, d.h. Metalle wieder in den Schmelzprozess, die Oele wieder zum Schleifen oder der Raffinerie. Ergebnis: Im thermischen Prozess unter Vakuum ist es moeglich , die Metallpulver soweit zu trocknen, dass diese wiedereinsetzbar sind. Der Wiedereinsatz der Oele ist in einigen Faellen moeglich (und damit extrem kostensparend) in anderen Einsatzfaellen ist der Einsatz der Oele nur als Zweitraffinat moeglich. Der Wiedereinsatz der Oele ist stark abhaengig von den zum Einsatz kommenden Oelqualitaeten und den zugesetzten Additiven.
Beim Schleifen fallen als Reststoffe die sogenannten Schleifschlaemme an. Aufgrund des hohen Kuehlschmierstoffgehaltes von bis zu 80 Gewichtsprozent werden diese Stoffe z.Z. als Sonderabfall entsorgt. Damit geht auch der vergleichsweise teure Kuehlschmierstoff verloren und muss ersetzt werden. In Zusammenarbeit mit der Firma Hoffmann, Lengede, wurde eine Anlage (Extraktionsanlage) konzipiert, die den Kuehlschmierstoff aus dem Schlamm zurueckgewinnen und in den Bearbeitungsprozess zurueckfuehren kann. Die Qualitaet des Kuehlschmierstoffes wird durch den Aufbereitungsprozess nicht negativ beeinflusst.
Erstellung einer Anlage zur Aufbereitung von oelhaltigen Schleifschlaemmen. Hier sollte die Forschung der geeigneten Anlagentechnik betrieben werden, um oelhaltige Schleifschlaemme in vermarktungsfaehige Produkte aufbereiten zu koennen. Es wurden geeignete Dichtungen, geeignete Vakuumpumpensysteme und Ruehrwerke in Kleinversuchen erprobt und entwickelt. Ergebnis ist ein Anlagensystem und Konzept, welches geeignet ist, oelhaltigen Schlaemme durch den Einsatz von relativ niedrigen Temperaturen und dem geeigneten Vakuum in vermarktungsfaehige Produkte zu zerlegen.
Kuehlschmierstoffbehaftete Schleifschlaemme fallen als Abfaelle in der metallverarbeitenden Industrie ueberwiegend bei der spannenden Bearbeitung mit geometrisch unbestimmter Schneide an. Entsorgungswege sind in der Regel zum einen die thermische Verwertung in Sonderabfallverbrennungsanlagen und zum anderen die Endlagerung in Deponien. Im Sinne einer umweltvertraeglichen und ressourcenschonenden Produktion (Kreislaufwirtschaftsgesetz) sollten fuer diese Abfaelle allerdings Verwertungsverfahren unterstuetzt werden. Das Ziel dieses Vorhabens ist daher, ein Verfahren zu entwickeln, welches fuer die spannende Fertigung mit Kuehlschmierstoffen (KSS)ein Schliessen des Stoffkreislaufes direkt am Ort der Entstehung und die Rueckfuehrung des an den Spaenen haftenden KSS in den Bearbeitungskreislaufermoeglicht. Entoelungsversuche mittels Loesungsmittelextraktion werden in einer Anlage der Firma Hoffmann Maschinen- und Apparatebau GmbH am Institut fuer Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik (IWF/Prof. Dr. Westkaemper) sowie in den Anlagen zweier weiterer Systemanbieterdurchgefuehrt. Die Untersuchungen konzentrieren sich auf nichtwassermischbare mineraloel- und nativbasische KSS, fuer die eine Aufarbeitung wirtschaftlich sinnvoll erscheint. Der Aufgabenbereich des Instits fuer Oekologische Chemie und Abfallanalytik umfasst zunaechst die Durchfuehrung von Entoelungsversuchen im Labormassstab. Dabei werden sowohl verschiedene Loesungsmittel, als auch verschiedene Extraktionssysteme getestet. Optimierte Extraktionsverfahren werden anschliessend am IWF im technischen Massstab realisiert. Des weiteren wird die stoffliche Zusammensetzung der Eingangs- und Endprodukte moeglichst vollstaendiganalytisch bestimmt. Prozessbegleitende Analysen liefern Informationen zur Effektivitaet der Verfahren sowie zur Qualitaet der recycelten KSS. Eine Erfassung von eventuellen Veraenderungen der zurueckgewonnenen KSS soll es ermoeglichen, durch spaetere Zugabe fehlender Bestandteile ihre urspruenglichen Eigenschaften wiederherzustellen. Im VW-Werk in Wolfsburg werden schliesslich in einer Pilotanlage Schleifschlammentoelungen im Rahmen der Serienfertigung vorgenommen und analytisch ueberwacht, um damit die technologische Anwendbarkeit und Verwendbarkeit der recycelten KSS nachzuweisen.
Bei der Bearbeitung mit nichtwassermischbaren Kuehlschmierstoffen koennen Schleifschlaemme bis zu 70-Gew Prozent Oel enthalten. Aufgrund dieses hohen Oelgehaltes muss dieser Stoff kostenintensiv als Sonderabfall entsorgt werden. Der Kuehlschmierstoff geht dabei verloren. Neben den Kosten fuer Sonderabfall muss der Kuehlschmierstoff zu Preisen von 2-5 DM/kg ersetzt werden. Im Forschungsvorhaben wird eine Schleifschlammentoelungsanlage konstruiert und entwickelt, die eine Rueckfuehrung des Kuehlschmierstoffes in den Bearbeitungsprozess ermoeglicht. Es wird dabei untersucht, ob durch den Entoelungsprozess die Qualitaet des Kuehlschmierstoffes negativ beeinflusst wird. Erste Ergebnisse waren sehr positiv, so dass eine Pilotanlage bei der Volkswagen AG in Wolfsburg in der Serienfertigung getestet wird.
Kuehlschmierstoffbehaftete Schleifschlaemme fallen als Abfaelle in der metallverarbeitenden Industrie ueberwiegend bei der spanenden Bearbeitung mit geometrisch unbestimmter Schneide an. Entsorgungswege sind in der Regel zum einen die thermische Verwertung in Sonderabfall-Verbrennungsanlagen und zum anderen die Endlagerung in Deponien. Im Sinne einer umweltvertraeglichen und ressourcenschonenden Produktion (Kreislaufwirtschaftsgesetz) sollten fuer diese Abfaelle allerdings Verwertungsverfahren unterstuetzt werden. Das Ziel dieses Vorhabens ist daher, ein Verfahren zu entwickeln, welches fuer die spanende Fertigung mit Kuehlschmierstoffen (KSS) ein Schliessen des Stoffkreislaufes direkt am Ort der Entstehung und die Rueckfuehrung des an den Spaenen haftenden KSS in den Bearbeitungskreislauf ermoeglicht. Entoelungsversuche mittels Loesungsmittelextraktion werden in einer Anlage der Firma Hoffmann Maschinen- und Apparatebau GmbH am Institut fuer Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik (IWF / Prof Dr Westkaemper) sowie in den Anlagen zweier weiterer Systemanbieter durchgefuehrt. Die Untersuchungen konzentrieren sich auf nichtwassermischbare mineraloel- und nativbasische KSS, fuer die eine Aufarbeitung wirtschaftlich sinnvoll erscheint. Der Aufgabenbereich des Instituts fuer Oekologische Chemie und Abfalldynamik umfasst zunaechst die Durchfuehrung von Entoelungsversuchen im Labormassstab. Dabei werden sowohl verschiedene Loesungsmittel, als auch verschiedene Extraktionssysteme getestet. Optimierte Extraktionsverfahren werden anschliessend am IWF im technischen Massstab realisiert. Desweiteren wird die stoffliche Zusammensetzung der Eingangs- und Endprodukte moeglichst vollstaendig analytisch bestimmt. Prozessbegleitende Analysen liefern Informationen zur Effektivitaet der Verfahren sowie zur Qualitaet der recycelten KSS. Eine Erfassung von eventuellen Veraenderungen der zurueckgewonnenen KSS soll es ermoeglichen, durch spaetere Zugabe fehlender Bestandteile ihre urspruenglichen Eigenschaften wiederherzustellen. Im VW-Werk in Wolfsburg werden schliesslich in einer Pilotanlage Schleifschlammentoelungen im Rahmen der Serienfertigung vorgenommen und analytisch ueberwacht, um damit die technologische Anwendbarkeit und Verwendbarkeit der recycelten KSS nachzuweisen.
Im Rahmen dieses Projektes sind Filterkörper mit ausreichender mechanischer Festigkeit und guter Durchströmbarkeit unter Verwendung von Reststoffen aus der metallverarbeitenden Industrie entwickelt worden. Hierzu wurden verschiedene Sorten Gußmetallspäne und ein feinkörniger, ölhaltiger Metallschleifschlamm ausgewählt. Erste Sinterversuche verliefen erfolgversprechend.
Schleifschlaemme entstehen waehrend des Schleifens metallischer Bauteile durch die Verbindung des Kuehlschmierstoffes mit den Schleifspaenen und dem Schleifwerkzeugabrieb. Wesentliche Bestandteile solcher Schlaemme sind Metalle, keramische Stoffe, Oele und Oel-Wasser-Gemische sowie teilweise giftige Additive. Mit diesem Verbundprojekt wird angestrebt, die Schleifschlaemme in ihre Bestandteile zu zerlegen und diese Bestandteile so aufzubereiten, dass sie als Wertstoffe in die Produktionsprozesse zurueckgefuehrt werden koennen. Somit entstehen geschlossene Stoffkreislaeufe. Wesentliche Arbeitsschwerpunkte des Lehrstuhls Informatik im Maschinenbau der RWTH Aachen sind die Entwicklung von Standortkonzepten fuer Produktionsanlagen und Anlagenkonfigurationen sowie die standortspezifische Planung und Projektierung von Stofffluessen.
Konventionelle Kuehlschmierstoffe enthalten in der Regel Mineraloel und eine sehr grosse Anzahl an Additiven. Gerade diese Additive sind es, die bezueglich der Arbeitsphysiologie als kritisch einzustufen sind. In Zusammenarbeit mit dem Institut fuer Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik, dem Institut fuer Technische Chemie, dem Institut fuer Siedlungswasserwirtschaft sowie dem Institut fuer Oekologische Chemie und Abfallanalytik der Technischen Universitaet Braunschweig wurden nativbasierte Kuehlschmierstoffe auf Basis von Fettsaeureesten entwickelt, bei denen die Anzahl der Additive drastisch reduziert werden koennen. Diese Produkte wurden in der Serienfertigung in der Automobilindustrie erfolgreich getestet. Im Vergleich zu den Standardprodukten auf Mineraloelbasis wurden mit den nativbasierten Kuehlschmierstoffen bessere Schleifscheibenstandzeiten bei sonst gleichen technologischen Ergebnissen erzielt. Da nativbasierte Kuehlschmierstoffe aufgrund ihrer Polaritaet ein besseres Schmierverhalten als Mineraloel aufweisen, konnten diese Produkte mit einer geringeren Viskositaet eingesetzt werden. Dies fuehrte zu einer geringeren Nebelbildung und zu einer verringerten Ausschleppung ueber den Schleifschlamm.
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