Das Projekt "Innovative Schneidtechnologie für hochfeste Werkstoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kalenborn Kalprotect GmbH & Co. KG durchgeführt. Die Kalenborn Kalprotect GmbH & Co. KG ist ein weltweit führender Unternehmensverbund im Bereich des universellen Verschleißschutzes. Das Unternehmen bietet maßgeschneiderte Verschleißschutzlösungen an. Die Basis bildet ein breites Spektrum an mineralischen, keramischen und metallischen Werkstoffen. Bislang erfolgten die Zuschnitte dieser Werkstoffe mit einer Diamant-Handkreissäge, durch einen Formenbau mit nachgelagerter Gießerei oder durch Plasmaschneiden. Die Zuschnitte per Handkreissäge und über den Formenbau sind sehr zeitaufwändig. Das bei metallischen Werkstoffen bevorzugt angewendete Plasmaschneideverfahren ist sehr energieaufwändig und mit problematischen Emissionen durch verdampfendes Metall sowie höheren Schneidabfällen verbunden. Insbesondere beim Schneiden von Edelstahl entstehen hochgiftige Chrom(VI)- und Nickeloxidverbindungen. Das Unternehmen wird eine neuartige Schneidtechnologie einführen, die mit Wasserstrahl in Kombination mit einem neu entwickelten Schneidmittel eine bis zu fünffache Schnittleistung gegenüber herkömmlichen Wasserstrahlschneidanlagen erzielt. Das Schneidmittel besteht aus einer Mischung aus neuwertigem Korund, recyceltem Korund und Granat. Im Vergleich zum Plasmaschneiden kann die Wasserschneidetechnik die schädlichen Luftemissionen vermeiden. Unter der Voraussetzung, dass rund 10 bis 20 Prozent des bislang per Plasmaschneiden bearbeiteten Metalls per Wasserschneidetechnik geschnitten werden, können etwa 1.200 bis 2.400 Kilogramm schwermetallhaltiger Staub pro Jahr vermieden werden. Außerdem fällt 1.400 bis 2.800 Kilogramm weniger Schneidabfall pro Jahr an. Da der Schneidabfall keine toxischen Stoffe enthält, kann er zudem recycelt und muss nicht deponiert werden. Der zum Schneiden verwendete Korund sowie der Materialabrieb werden aus dem im Kreislauf geführten Wasser abgeschieden und selbst als Rohstoff für Verschleißschutzwerkstoffe verwertet. Das Wasser wird nach Filterung in den Produktionsprozess zurückgeführt. Ein weiterer Vorteil der maschinellen Schneidtechnologie sind neben der immer wiederkehrenden Präzision und Qualität der Schnittergebnisse die verbesserten Arbeits- und Sicherheitsbedingungen gegenüber dem Handschneiden.
Das Projekt "Entwicklung eines neuartigen korrosionsfesten Schutzschichtsystems für einen Prozess zur thermochemischen Aufarbeitung von Klärschlammasche zu Düngemitteln" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DECHEMA Forschungsinstitut Stiftung bürgerlichen Rechts durchgeführt. Zur Erschließung anthropogener Phosphorquellen wurde ein innovativer Prozess entwickelt, in dem Klärschlammasche zu Phosphordünger umgewandelt wird. Die erforderliche Entfernung der Schwermetalle erfolgt in hoch Chlor- oder Chlorwasserstoffhaltigen Atmosphären bei 1000 C. Zur wirtschaftlichen Umsetzung dieses Verfahrens muss ein Ofenwerkstoff verwendet werden, der unter den extrem korrosiven Bedingungen beständig ist. Solche Werkstoffe sind derzeit nicht verfügbar. Im IGF-Vorgängerprojekt 224 ZN wurde die Eignung korrosionsfester Speziallegierungen und keramischer Werkstoffe auf Siliciumcarbid- und Korundbasis für den Prozess untersucht. Einzig Korund wies die erforderliche Beständigkeit auf. Aufgrund seiner Bruchanfälligkeit und der daraus resultierenden sicherheitsrelevanten Bedenken ist reiner Korund jedoch für den großtechnischen Prozess ungeeignet, so dass die Materialfrage noch immer als ungelöst gilt. Im Rahmen dieses Projektes soll die nachgewiesene Beständigkeit des Korunds mit den hervorragenden Materialeigenschaften metallischer Werkstoffe kombiniert werden. Dazu wird eine geeignete Basislegierung mittels thermischer Spritzverfahren mit Korund beschichtet. Zur Verbesserung der Haftung der keramischen Schicht wird eine korrosionsbeständige Haftvermittlerschicht aus einer neuartigen Ni-Al-Mo-Legierung eingesetzt. Die beschichteten Werkstoffe werden in Langzeitkorrosionsversuchen bei 1000 C unter Luft mit 10Prozent Cl2 bzw. 20Prozent HCl sowohl statisch als auch unter abrasiver Belastung ausgelagert und metallkundlich untersucht. Anhand der Ergebnisse wird das Schutzschichtsystem optimiert und damit eine zentrale Voraussetzung für eine groß-technische und wirtschaftlich erfolgreiche Umsetzung des Prozesses erfüllt, mit dem zukünftig neue Märkte erschlossen werden können. Die apparatetechnische Anwendung der entwickelten Werkstofflösung bedeutet für deutsche Firmen einen entscheidenden Wettbewerbsvorteil auf dem internationalen Markt.