Gießen

Neues Konzept für nachhaltiges Gießen

| Redakteur: Dorothee Quitter

Bislang wird in Gießereien das zu verarbeitende Schmelzgut in einem abgestuften Prozess mehrfach umgefüllt und dabei permanent erhitzt.
Bislang wird in Gießereien das zu verarbeitende Schmelzgut in einem abgestuften Prozess mehrfach umgefüllt und dabei permanent erhitzt. (Bild: Leichtmetallgießerei Bad Langensalza)

In Gießereien wird extrem viel Energie verbraucht und dadurch viel CO2 erzeugt. Eine neue Technologie verspricht bis zu 60 % weniger produktionsbedingte Energiekosten.

Bislang wird in Gießereien, speziell in Nichteisengießereien, das zu verarbeitende Schmelzgut in einem abgestuften Prozess mehrfach umgefüllt und dabei permanent erhitzt. Neben offenflammigen Gasbrennern wird für das Schmelzen und Beheizen des Metalls trotz offenkundiger ökonomischer und ökologischer Nachteile überwiegend elektrischer Strom verwendet.

Diese konventionelle Art der Prozessführung und die damit verbundenen Umschöpfprozesse beeinträchtigen die Gussqualität und erfordern aufwendige Maßnahmen der Schmelzebehandlung. Zudem sind die bislang bekannten Prozesse durch einen entsprechend hohen Energie- und Ressourcenbedarf gekennzeichnet. Eine neueTechnologie wurde nun von einem Forschungskonsortium, bestehend aus dem Fraunhofer IFF, der Magdeburger Otto-von-Guericke-Universität, der Promeos GmbH sowie der Leichtmetallgießerei Bad Langensalza entwickelt.

Modulare Brennertechnologie

Im Projekt unter dem Namen ETAL setzen die Forscher auf ein unkonventionelles, aber hocheffizientes Verfahren. Ein neu entwickeltes Brennersystem nutzt den Energieträger Gas so für die Wärmeerzeugung, dass eine bisher nur aus elektrisch beheizten Aggregaten bekannte Regelgüte und Homogenität erzielt wird. Dabei kann die anfallende Abwärme erstmalig prozesssicher wiederverwertet werden. Das auf dieser Entwicklung basierende neue Konzept sieht vor, dass das Metall künftig in vollkommen mobilen Tiegelpfannen eingeschmolzen, transportiert und warmgehalten wird. Die bislang notwendigen mehrstufigen Prozessschritte lassen sich so auf lediglich einen Prozessschritt verkürzen. Die erforderliche Wärmeenergie beziehen die mobilen Tiegelgefäße an Dockingstationen, sogenannten Heat-Docks, die mit Hilfe des neuen Brenners betrieben werden. So entfallen die Nachteile bisheriger, alternativer Verfahren.

Automatisierte Prozessführung

Ein ebenfalls neuartiges Sensorsystem überwacht den Prozess kontinuierlich und vollständig und bildet so die Grundlage für eine vernetzte und zukünftig automatisierte Prozessführung in der Gießereiindustrie. Das entlastet nicht zuletzt die Arbeiter vor allem bei den besonders gefährlichen Arbeitsschritten und ermöglicht den Unternehmen den Schritt in die digitalisierte Produktion.

„In Leichtmetall-Gießereien, für die das neue Verfahren entwickelt wurde, können so bis zu 60 % der Energiekosten sowie bis zu 80 % der damit zusammenhängenden CO2-Emissionen eingespart werden. Gleichzeitig werden die Produktionsflexibilität und die Produktqualität signifikant gesteigert“, so Dr.-Ing. Stefan Scharf vom Fraunhofer IFF in Magdeburg. Prinzipiell ist das Konzept auf alle Gießereien und seine Teillösungen auch auf andere Branchen übertragbar.

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