Neue Technologie für Gießereien senkt Energiekosten und CO2-Emissionen erheblich

Mit einer neuen Brennertechnik können Gießereien bis zu 60 Prozent der produktionsbedingten Energiekosten und 80 Prozent der CO2-Emissionen einsparen

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Eine neue Technologie, die am Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF gemeinsam mit weiteren Partnern entwickelt wurde, macht dies möglich. Die Weltneuheit wird auf der diesjährigen Hannover Messe erstmals vorgestellt.

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.

Mit ihrem neuen Ansatz setzen die Forscher stattdessen 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.

„In Leichtmetall-Gießereien, für die das neue Verfahren entwickelt wurde, können so bis zu 60 Prozent der Energiekosten sowie bis zu 80 Prozent 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.“