Research Directory of the Brandenburg University of Applied Sciences

Innerbetriebliches Metallrecycling aus Ofenkrätzen der
Verarbeitung von Zinkdruckgusslegierungen
Dipl.-Ing. Andreas Niemann
Einleitung
Die Verarbeitung von Zinkdruckgusslegierungen (Legierungsbestandteile:
Zink, Aluminium, Magnesium und
Kupfer) führt zum Anfall spezifisch großer Mengen an
Angussmaterial, das im Kreislauf geführt wird. Das
Rückschmelzen dieses Materials sowie die durch das
Warmkammergießverfahren bedingte Schmelzeumwälzung
in den Öfen der Gießmaschinen sind Prozesse, die
zum Anfall von Ofenkrätze führen. Der durch die Produktion
vorgegebene Schmelz- und Beschickungszyklus
lässt keinen Spielraum für genügend lange Ruhezeiten.
Abgezogene Ofenkrätze ist in der Realität immer
ein Schlacke-Schmelze-Gemisch mit erfahrungsgemäß
erheblichem Schmelzeanteil. Die Fachhochschule Brandenburg
hat zwischen Juni 2008 und Dezember 2009
im Rahmen eines Forschungsprojektes Untersuchungen
zum Recycling verwendbaren Metalls aus Ofenkrätzen
der Verarbeitung von ZAMAK-Legierungen durchgeführt.
Ziel des Projektes war es, praktikable Lösungen
zur Reduzierung des Schmelzeverlustes und zur Rückgewinnung
für den Produktionseinsatz zu entwickeln.
Voruntersuchungen des Zinkdruckgussprozesses beim
Projektpartner zeigten, dass eine Verminderung der
Krätzebildung, insbesondere schaumartiger Krätzen infolge
von Förderprozessen, nur durch konstruktive Veränderungen
an der Ausrüstung möglich ist. Da der betrachtete
Maschinenpark den aktuellen Stand der Zinkgießereitechnik
repräsentiert, sind zurzeit nur nachsorgende
Maßnahmen zur Steigerung der Ressourceneffizienz
möglich.
Versuchsstand
Auf Basis der Vorbetrachtung wurde ein Versuchsstand
konzipiert, der über den Labormaßstab hinausgeht und
sich an den Industrieschmelzöfen orientiert. Er besteht
aus vier Baugruppen:
� Vertikalmuffelofen der Fa. Rohde mit hoher spezifischer
Heizleistung,
� Speziell gefertigter Schmelztiegel für max. 120 kg
Schmelze aus dem Material, das in den Produktions-
öfen eingesetzt ist (Vermeidung stofflicher Beeinflussung
der Schmelze),
� Anordnung beider auf einer Plattenwaageder Fa.
Sartorius mit einem Messbereich von 600 kg und einer
Auflösung von 20 g zur Bilanzierung behandelter
Mengen,
� Energieversorgung mit der Möglichkeit zur Verbrauchsmessung.
Ein Foto des Versuchsstandes zeigt Abb. 3.5.
Wissenschaftliche Beiträge – Fachbereich Technik
Scientific Articles – Department of Engineering
Abb. 3.5: Versuchsstand für Rückschmelzversuche, bestehend
aus Vertikalmuffelofen mit eingehängtem Tiegel, Plattenwaage
sowie Peripheriegeräten.
Forschungsbericht Research Report 2007 – 2010 75