Ziel des Vorhabens ist die Steigerung der Energieeffizienz im Warmwalzwerk durch revolutionäre Hochpräzisionsradar-Messtechnologie. Das Fraunhofer IAF entwickelt hierfür einen hochpräzisen und gleichzeitig robusten Radarsensor im W-Band (75 bis 110 GHz) auf Basis des FMCW-Funktionsprinzips (frequenzmodulierter Dauerstrichbetrieb) zur Robustifizierung der Mess- und Automatisierungstechnik im Anlagenverbund Wärmeöfen bis Kühlstrecke als Grundlage für eine energie- und ressourceneffiziente Prozessführung. Der Frequenzbereich des W-Bandes eignet sich in hervorragender Weise für den Einsatz in Walzwerken, da die Radarsignale sowohl eine geringe atmosphärische Dämpfung erfahren und andererseits durch die besonderen Umgebungsbedingungen im Walzwerk (Dampf, Rauch, Staub, Infrarotstrahlung) nahezu unbeeinflusst bleiben. Im Gegensatz dazu werden optische Sensoren im sichtbaren oder infraroten Spektralbereich durch diese Umgebungsbedingungen funktionsuntüchtig. Der Radarsensor basiert auf einer integrierten Millimeterwellenschaltung, die mittels der am Fraunhofer IAF etablierten Prozesstechnologie hergestellt wird. Er zeichnet sich durch eine hohe Frequenzgenauigkeit und Bandbreite aus, die Entfernungsmessungen mit einer Genauigkeit im Bereich von wenigen Mikrometern erlaubt und gleichzeitig die räumliche Trennung benachbarter Messobjekte ermöglicht. Aufbauend auf einer Spezifikations- und Konzeptionsphase wird ein auf die Anforderungen im Walzwerk angepasster Radarsensor im W-Band auf Basis des FMCW-Funktionsprinzips entwickelt. Die Sensorentwicklung umfasst das Frontend- und Antennendesign sowie die Hard- und Software zur primären Signalverarbeitung. Der entwickelte Radarsensor wird zuerst im Labor und im Anschluss daran unter realistischen Einsatzbedingungen im Walzwerk in enger Zusammenarbeit mit den Projektpartnern getestet.
Beim Umformen metallischer Werkstoffe durch Kaltwalzen wird das Metall stark verfestigt und seine Verformbarkeit nimmt ab. Um die zur Weiterverarbeitung erforderliche Verformbarkeit wiederherzustellen, muss der Werkstoff mit Hilfe Erdgas befeuerter Öfen erwärmt und danach wieder abgekühlt werden. Die dem Werkstoff beim Abkühlvorgang entzogene Wärme ging bisher ungenutzt verloren. Das Unternehmen errichtet nun erstmalig in der metallverarbeitenden Industrie eine ORC-Anlage (Organic Rankine Cycle) mit einem Kolbenmotor, um die entweichende Wärme hocheffizient für die Stromerzeugung zu nutzen. In dem neuartigen Verfahren wird zunächst die Wärme des in der Haubenglühanlage zirkulierenden Schutzgasstromes entzogen und dann mit Hilfe des Wärmetransportmediums Thermoöl auf das im ORC-Prozess verwendete Arbeitsmedium Ethanol übertragen. Das verdampfende Ethanol treibt dann anstelle der üblichen ORC-Turbine einen ORC-Kolbenmotor an und wandelt dadurch die thermische in mechanische Energie um. Diese wiederum treibt einen an den Kolbenmotor gekoppelten Generator an und wandelt schließlich die mechanische in elektrische Energie um. Der hierdurch erzeugte Strom soll primär zur eigenen Versorgung des Unternehmens mit Elektrizität verwendet werden, kann aber auch in das öffentliche Netz eingespeist werden. Mit dem Projekt können jährlich rund 1.900 Megawattstunden elektrischer Strom und 10.000 Megawattstunden Heizwärme eingespart werden. Dadurch werden cirka 3.100 Tonnen CO2-Emissionen pro Jahr vermieden.
<p>Umweltinnovation toppt „Stand der Technik“</p><p>Ein Projekt des Umweltinnovationsprogrammes zeigt, welches Optimierungspotenzial noch immer in großindustriellen Prozessen steckt: Im Kaltwalzwerk des größten Aluminiumschmelz- und -walzwerks der Welt konnte der Energieverbrauch für die Wärmebehandlung von Aluminiumbändern um 20 Prozent unter den „Stand der Technik“ gesenkt werden.</p><p>Die Aluminium Norf GmbH im nordrhein-westfälischen Neuss stellt Aluminiumbänder unter anderem für Lebensmittelverpackungen her. Die neue, energieeffiziente Ofengruppe erkennt dank modernster Anlagentechnik den genauen thermischen Zustand jedes einzelnen gewalzten Aluminiumbandes. Die Bänder müssen deshalb nach dem Walzen nicht mehr erst abkühlen, sondern können walzwarm der notwendigen Wärmebehandlung unterzogen werden. Diese erfolgt erstmals individuell für jedes einzelne Band, in dem der Glühprozess online gesteuert wird. Eine weitere Energieersparnis wurde erreicht, indem die heißen Ofenabgase zum Vorwärmen des im Ofenraum genutzten Schutzgases verwendet werden und die Durchlauf- und Bearbeitungszeiten durch optimierte Logistik verkürzt wurden.</p>
Das Kerngeschäft der ESF Elbe-Stahlwerke Feralpi GmbH, die zu der europaweit tätigen Feralpi Gruppe gehören, beinhaltet die Herstellung und Vertrieb von Stahl. Am Standort Riesa werden jährlich ca. 1 Mio. Tonnen Stahlknüppel hergestellt, von denen ca. 800.000 Tonnen überwiegend zu Bewehrungsstahl und Walzdraht weiterverarbeitet werden. Beim konventionellen Verfahren kühlen die im Strangguss erzeugten Knüppel bis auf Umgebungstemperatur ab und müssen vor ihrem Einsatz im Walzwerk wieder auf 1.150 Grad Celsius erhitzt werden. Bislang war eine heiße Weiterverarbeitung der Knüppel nur zu einem kleinen Teil möglich, und auch nur bis zu einer Temperatur von 800 C. Das Unternehmen beabsichtigt nunmehr, den so genannten Heißeinsatz auszuweiten und damit die Energieeffizienz der Anlage zu verbessern. Dazu sollen die in der Stranggussanlage erzeugten, noch heißen Knüppel direkt im angeschlossenen Walzwerk weiterverarbeitet werden. Dadurch entfällt das energieintensive Wiederaufheizen des Materials. Durch Optimierungsmaßnahmen in der gesamten Prozesskette und eine innovative Kopplung der einzelnen Arbeitsschritte soll der Anteil des heiß eingesetzten Materials auf 80 Prozent gesteigert und gleichzeitig die Temperatur auf bis zu 950 C erhöht werden. Bei Umsetzung des Vorhabens können aufgrund des erheblich gesunkenen Erdgasund Stromverbrauchs die CO2-Emissionen jährlich um ca. 26.900 Tonnen verringert werden. Des Weiteren fallen aufgrund des gleichmäßigeren Einsatzes höherwertigen Schrottes und durch die Optimierung des Schredders jährlich ca. 2.774 Tonnen weniger Filterstaub, ca. 22.633 Tonnen weniger Schlacke und ca. 2.145 Tonnen weniger Zunder an.
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Wasserdurchlässige Deckschichten sind heute Stand der Technik. Ihre Anwendung ist in Merkblättern und Vorschriften geregelt. In der KI Keramik-Institut GmbH wurde in den letzen Jahren ein wasserdurchlässiger Pflasterziegel entwickelt, der den Regelungen entspricht und in seiner Optik und Haptik wasserundurchlässigen Pflasterklinkern ähnelt. Alle technologischen Schritte und Eigenschaften der Zwischenprodukte entsprechen den Forderungen der Ziegelindustrie. Die einzige Ausnahme ist die Formgebung mittels hydraulischer Presse. Das Trockenpressen wird in der Ziegelindustrie faktisch nicht angewandt und stellt somit das Haupthindernis zur Überführung der Technologie in die industrielle Produktion dar. Es soll eine Technologie zur Herstellung eines wasserdurchlässigen Pflasterziegels mittels Strangpressen entwickelt (TP1) und in einer Pilotproduktion (TP 2) getestet werden. Damit wird Nutzern, die heute aus ästhetischen oder historischen Gründen keramische Deckschichten benutzen die Möglichkeit gegeben werden, versickerungsfähige Verkehrsflächen zu errichten, die den bisher verwendeten wasserundurchlässigen Deckschichten aus Keramik im Material, in der Optik und in der Haptik gleichen. Fazit - Es ist gelungen einen wasserdurchlässigen Pflasterziegel durch das Formgebungsverfahren Extrusion herzustellen. - Der stranggezogene wasserdurchlässige Pflasterziegel erfüllt die kritischen Parameter Biegebruchlast und Wasserdurchlässigkeit der jeweiligen Normen. Die Wasserdurchlässigkeit liegt beim 10 bis 20fachen der geforderten Durchlässigkeit, so dass große Reserven gegen Verschmutzung bestehen. - Die Parameter Frost-Tauwechsel und Rohdichte der Normen wurden ebenfalls erfüllt. - Der stranggezogene wasserdurchlässige Pflasterziegel ist deutlich rauer als sein trockengepresstes Pendant. Auf eine Bestimmung des Gleitwiederstandes wurde deshalb verzichtet. - Die Aufbereitung der Rohstoffe konnte an die Aufbereitungsmethoden der Ziegelindustrie angepasst werden. Kleinere Modifikationen sind notwendig (Bypass Walzwerke!). - Die Ziegel konnten im Stapel mit bis zu 6 Ziegeln gebrannt werden (Ausbrandtemperatur 1130°C). - Die notwendigen Rohstoffe sind aus ökonomisch vertretbaren Entfernungen verfügbar. - Die Ziegel flossen direkt nach der Strangpresse, so dass eine leicht trapezförmige Fläche entstand. Dieses Fließen geht vermutlich auf eine zu geringe Verdichtung der Masse zurück. - Die Ziegel zeigten direkt nach der Strangpresse ein leichtes Aufwölben an der Oberseite. Dieser Effekt tritt als Rückdehnung und bei nicht exakt geschwindigkeitskonformen Transportbändern auf. - Die Biegebruchlast wurde an 75 mm dicken Ziegeln bestimmt, bei dünneren Ziegeln wird die geforderte Biegebruchlast von 80 N/mm (T4 nach (4)) vermutlich nicht erreicht. - Im Stapelbrand kam es wegen der nicht exakt ebenen Standflächen der Ziegel und einer vermutlich geringen Erweichung zu kleinen Verschiebungen der jeweils obersten Ziegelreihe.
A) Problemstellung: Für zahlreiche europäische und internationale Rechtsbereiche sind Berichte und Prognosen zu anlagenbezogenen Emissionen zu erstellen, die der Überprüfung der Umsetzung und Erfolgskontrolle internationaler Maßnahmen dienen. Um diese Berichtspflichten erfüllen und zukünftige prioritäre Handlungsfelder (Schadstoffe und Quellen) identifizieren zu können, werden aktuelle Basisdaten zu Produktionsverfahren, Produkten, Verbräuchen, Emissionen, Einleitungen sowie zu Abfallaufkommen und -verwertung benötigt. Diese Daten sind schwierig über die Industrie zu erhalten, wesentliche vorhandene Daten sind veraltet. Nur mit aktuellen Daten ist es möglich, Beiträge zur Harmonisierung des Standes der Technik in Europa und weltweit zu leisten und damit die Grundlage für langfristige Klimaschutzstrategien (z.B. Kyoto, CAFE, NEC-Richtlinie, Genfer Luftreinhaltekonvention) zur Verfügung zu stellen. Die aktuelle Diskussion um die europäische Luftreinhaltestrategie hat den dringenden Bedarf an verlässlichen und verursacherbezogenen Daten über Emissionen von Feinstaub und den Stoffen der NEC-Richtlinie verdeutlicht. B) Handlungsbedarf (BMU; ggf. auch BfS, BfN oder UBA): Handlungsbedarf leitet sich aus der Verpflichtung zur Berichterstattung zu o.g. Richtlinien und Verträgen ab. Mit dem Vorhaben sollen aktuelle, Emissionsdaten aus Anlagen für die Branchen Eisen/Stahl-Erzeugung, Zement/Kalk-Industrie, Gießereien und Bergbau erhoben werden. In den branchenorientierten Studien sind Basisdaten zu erheben zu Produktionsverfahren, Produkten, Verbräuchen, Emissionen, Einleitungen sowie zu Abfallaufkommen und -verwertung. Die Emissionsdaten müssen die neuen, anspruchsvollen Qualitätskriterien für die Emissionsberichterstattung (Umfang, Validität der Daten) erfüllen. C) Ziel des Vorhabens: ist, dass eine Aufbereitung und Haltung der Daten rechtsbereichsübergreifend erfolgt. Dies führt zu einer erheblich höheren Effizienz und Verminderung von Doppelarbeit bei der Erfüllung von Berichtspflichten. Belastbare Emissionsdaten werden insbesondere für die Identifizierung von Handlungsschwerpunkte als Grundlage für neue umweltpolitische Konzepte und für eventuell erforderliche weitergehende emissionsbegrenzende Maßnahmen benötig. Spezielles Ziel dieses Teilvorhabens ist die Überprüfung der Berechnungsmethoden sowie Beschaffung qualitätsgesicherter Emissionsfaktoren für die Emissionen an Massenschadstoffen, Feinstaub und Dioxin aus der Eisen- und Stahlindustrie, einschließlich der Prozessschritte Kokerei, Sintererzeugung, Hochofen, Oxygenstahlerzeugung, Elektrostahlerzeugung sowie Warm- und Kaltsalzwerk.
Ziel dieses Vorhabens ist es, Magnesiumblechwerkstoffe zu entwickeln, die ohne bzw. lediglich mit einem marginalen Zusatz von Selten-Erden-Elementen vergleichbare oder sogar bessere Eigenschaften aufweisen als heutige Hochleistungslegierungen mit Selten-Erden-Elementen. Die spezifische Aufgabe des Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbH (HZG) innerhalb des Verbundvorhabens besteht in der Entwicklung geeigneter Legierungszusammensetzungen sowie in der Ermittlung optimaler Prozessparameter für den Gießwalz- und Walzprozess zur Erzeugung von Magnesium-Blechwerkstoffen mit guten Umform- und Korrosionseigenschaften. Das HZG arbeitet dabei eng verzahnt mit der MgF Magnesium Flachprodukte GmbH (MgF) sowie mit dem Institut für Metallformung der TU Bergakademie Freiberg (TU BAF) zusammen. Ein weiterer Arbeitspunkt des HZG ist die Optimierung der Gießdüse hinsichtlich der zu verwendenden Keramik. Des Weiteren ist das HZG zusammen mit Carl Bechem GmbH und TU BAF an den Arbeiten zur Auswahl eines geeigneten Schmierstoffs für den Gießwalzprozess sowie für den Walzprozess beteiligt. Weiterhin führt das HZG in enger Kooperation mit den Projektpartner Prevent TWB GmbH & Co. KG, Audi und Volkswagen die Mikrostrukturanalyse der tiefgezogenen Bauteile durch.
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 46 |
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|---|---|
| Förderprogramm | 44 |
| Text | 2 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 2 |
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| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 41 |
| Englisch | 5 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Keine | 18 |
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