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Einfluss von Kalzium und Fluor auf die Eigenschaften von Gamma-Titanaluminden - Auswirkungen eines neuen Herstellungs-/Recyclingverfahrens

Das Projekt "Einfluss von Kalzium und Fluor auf die Eigenschaften von Gamma-Titanaluminden - Auswirkungen eines neuen Herstellungs-/Recyclingverfahrens" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DECHEMA Forschungsinstitut Stiftung bürgerlichen Rechts durchgeführt. Gamma titanium aluminides are high-performance materials that are produced through a complex process chain resulting in significant production costs. In an alternative winning process, titanium oxide together with oxides of other alloying elements and aluminum are reduced to a metal phase by metallothermic reduction. In subsequent deoxidation by an active CaF2 slag titanium aluminides can be obtained directly from the oxide precursors in an economic way. In addition, IME conceives a process for recovering the considerable amount of scrap that accumulates during the conventional process route. The main objectives of the proposed project are to investigate the influence of the inevitable concomitant elements calcium and fluorine on the oxidation behavior and on the mechanical properties of titanium aluminides quantitatively and to analyze the respective mode of action. The mode of action of calcium in titanium aluminides has been almost completely unexplored. In contrast, fluorine has been found to have a very favorable influence on the oxidation resistance in near-surface regions. For the first time in the project fluorine should be examined as an alloying element in titanium aluminides. Therefore a process window must be identified in which calcium and fluorine have a positive effect on the mechanical properties and the oxidation behavior. Major scientific discoveries of considerable practical relevance for this modern class of materials are expected.

Teilvorhaben 3: Bewertung der Ressourcen- und Energiepotentiale der NE-Metall-Sortierprodukte

Das Projekt "Teilvorhaben 3: Bewertung der Ressourcen- und Energiepotentiale der NE-Metall-Sortierprodukte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut und Lehrstuhl für metallurgische Prozesstechnik und Metallrecycling durchgeführt. Nichtfunktionelles Recycling ist eine Hauptursache für den Verlust von Legierungselementen wie Nickel, Chrom, Wolfram und Niob sowie von Edelmetallen wie Silber, Gold und PGM im Wirtschaftskreislauf. Gründe sind fehlende Kenntnisse über die Zusammensetzung und die Inhaltsstoffe metallreicher Abfälle und daraus resultierende nicht angepasste Aufbereitungs- und Verwertungsprozesse. Mit dem Echtzeitanalyse-System ARGOS soll ein System zur Charakterisierung von metallreichen Aufbereitungsprodukten entwickelt und überprüft wer-den. ARGOS beruht auf einer Verknüpfung sensor-basierter Partikelcharakterisierung, mathematischer Ableitungen und empirisch bekannter Stoffstromeigenschaften. Der Umfang der Charakterisierung orientiert sich an den Spezifikationen und Informations-Bedürfnissen der nachgelagerten Prozesse (Fe- und NE-Metallurgie). Mit einer Spezifizierung von Qualitäten sowie der schnellen Erkennung von Qualitätsveränderungen können Metallverluste entlang der Wertschöpfungskette deutlich minimiert werden durch: a) bessere Vorsortierung von Stoffströmen, b) technische Anpassungen in der Aufbereitungstechnik c) auf die Inputspezifikation angepasste Prozesssteuerung in der Fe- und NE-Metallurgie. Die Informationen aus der Sensorentwicklung und -anwendung werden mit Informationen aus der Stoffstromdatenbank zusammen geführt, und mit diesen über logische Algorithmen zu einer quantitativen Inhaltsbestimmung und Charakterisierung verknüpft. Gleichzeitig werden wesentliche Kenndaten und matrixabhängige Einflussfaktoren (z. B. zulässige Bandgeschwindigkeiten, notwendige Stückgröße, maximale Bandbelegungsdichte), die bei der Bestimmung der jeweiligen Parameter relevant sind, in entsprechenden Versuchen ermittelt.

Teilvorhaben 1: Entwicklung von Auswerte- und Anwendungsalgorithmen

Das Projekt "Teilvorhaben 1: Entwicklung von Auswerte- und Anwendungsalgorithmen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Münster, Institut für Wasser, Ressourcen, Umwelt (IWARU), Arbeitsgruppe Ressourcen durchgeführt. Nichtfunktionelles Recycling ist eine Hauptursache für den Verlust von Legierungselementen wie Nickel, Chrom, Wolfram und Niob sowie von Edelmetallen wie Silber, Gold und PGM im Wirtschaftskreislauf. Gründe sind fehlende Kenntnisse über die Zusammensetzung und die Inhaltsstoffe metallreicher Abfälle und daraus resultierende nicht angepasste Aufbereitungs- und Verwertungsprozesse. Mit dem Echtzeitanalyse-System ARGOS soll ein System zur Charakterisierung von metallreichen Aufbereitungsprodukten entwickelt und überprüft wer-den. ARGOS beruht auf einer Verknüpfung sensor-basierter Partikelcharakterisierung, mathematischer Ableitungen und empirisch bekannter Stoffstromeigenschaften. Der Umfang der Charakterisierung orientiert sich an den Spezifikationen und Informations-Bedürfnissen der nachgelagerten Prozesse (Fe- und NE-Metallurgie). Mit einer Spezifizierung von Qualitäten sowie der schnellen Erkennung von Qualitätsveränderungen können Metallverluste entlang der Wertschöpfungskette deutlich minimiert werden durch: a) bessere Vorsortierung von Stoffströmen, b) technische Anpassungen in der Aufbereitungstechnik c) auf die Inputspezifikation angepasste Prozesssteuerung in der Fe- und NE-Metallurgie. Die Informationen aus der Sensorentwicklung und -anwendung werden mit Informationen aus der Stoffstromdatenbank zusammen geführt, und mit diesen über logische Algorithmen zu einer quantitativen Inhaltsbestimmung und Charakterisierung verknüpft. Gleichzeitig werden wesentliche Kenndaten und matrixabhängige Einflussfaktoren (z. B. zulässige Bandgeschwindigkeiten, notwendige Stückgröße, maximale Bandbelegungsdichte), die bei der Bestimmung der jeweiligen Parameter relevant sind, in entsprechenden Versuchen ermittelt.

Teilvorhaben 5: Großtechnische Umsetzung Industrieschrotte

Das Projekt "Teilvorhaben 5: Großtechnische Umsetzung Industrieschrotte" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Siegfried Jacob Metallwerke GmbH & Co. KG durchgeführt. Nichtfunktionelles Recycling ist eine Hauptursache für den Verlust von Legierungselementen wie Nickel, Chrom, Wolfram und Niob sowie von Edelmetallen wie Silber, Gold und PGM im Wirtschaftskreislauf. Gründe sind fehlende Kenntnisse über die Zusammensetzung und die Inhaltsstoffe metallreicher Abfälle und daraus resultierende nicht angepasste Aufbereitungs- und Verwertungsprozesse. Mit dem Echtzeitanalyse-System ARGOS soll ein System zur Charakterisierung von metallreichen Aufbereitungsprodukten entwickelt und überprüft wer-den. ARGOS beruht auf einer Verknüpfung sensor-basierter Partikelcharakterisierung, mathematischer Ableitungen und empirisch bekannter Stoffstromeigenschaften. Der Umfang der Charakterisierung orientiert sich an den Spezifikationen und Informations-Bedürfnissen der nachgelagerten Prozesse (Fe- und NE-Metallurgie). Mit einer Spezifizierung von Qualitäten sowie der schnellen Erkennung von Qualitätsveränderungen können Metallverluste entlang der Wertschöpfungskette deutlich minimiert werden durch: a) bessere Vorsortierung von Stoffströmen, b) technische Anpassungen in der Aufbereitungstechnik c) auf die Inputspezifikation angepasste Prozesssteuerung in der Fe- und NE-Metallurgie. Die Informationen aus der Sensorentwicklung und -anwendung werden mit Informationen aus der Stoffstromdatenbank zusammen geführt, und mit diesen über logische Algorithmen zu einer quantitativen Inhaltsbestimmung und Charakterisierung verknüpft. Gleichzeitig werden wesentliche Kenndaten und matrixabhängige Einflussfaktoren (z. B. zulässige Bandgeschwindigkeiten, notwendige Stückgröße, maximale Bandbelegungsdichte), die bei der Bestimmung der jeweiligen Parameter relevant sind, in entsprechenden Versuchen ermittelt.

Teilvorhaben: Installation, Inbetriebnahme und Prozessentwicklung der Forschungs- und Entwicklungsanlage für das Bandgießen höchsteffizienter Elektrobleche

Das Projekt "Teilvorhaben: Installation, Inbetriebnahme und Prozessentwicklung der Forschungs- und Entwicklungsanlage für das Bandgießen höchsteffizienter Elektrobleche" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Muhr und Bender KG durchgeführt. Mit einem Anteil von ca. 60% an den Gesamtenergieverlusten im Motor sowie aufgrund ihrer die Drehzahl begrenzenden Festigkeit sind Elektrobleche ein Haupthandlungsfeld zur Verbesserung der Effizienz im Antriebsstrang, der Fahrzeugreichweite als auch der Performance. Als Hersteller von Anlagen zur Stahl- und Bandherstellung (SMS group GmbH), von Komponenten für den automobilen Antriebsstrang (Muhr und Bender KG) und als Forschungsinstitution (IBF der RWTH Aachen Universität) sehen wir in Abstimmung mit unseren Beiratspartnern aus der Automobilindustrie die Notwendigkeit, neue Legierungen und damit zwingend ein neues Herstellverfahren für höher performante Elektrobleche zu entwickeln. Das gewählte Produktionsverfahren (Bandgießen) ist in den USA für einfache Stahlsorten (z. B. Baustahl) bereits industrialisiert und eingesetzt. Hoch-Si-Legierungen und andere anspruchsvolle Stahlqualitäten können mit diesen Anlagen aufgrund der Rissempfindlichkeit dieser Werkstoffe aktuell nicht gefertigt werden. Die Qualifizierung der Bandgiesstechnologie für diese anspruchsvollen Stahlsorten muss also noch erfolgen. Ziel dieses Projektes ist daher die Validierung der folgenden Forschungshypothese: 'Eine digitale Prozessführung unter Nutzung der Methoden der künstlichen Intelligenz erlaubt erstmals die bandgießtechnische Herstellung von höchsteffizientem Elektroblech mit Siliziumgehalten von größer als 3,5% bis 7% bei drastisch reduzierten CO2 und NOx Emissionen.' Im von Mubea durchgeführten Teilvorhaben wird zunächst die Forschungs- und Entwicklungsanlage aufgebaut und in Betrieb genommen. In der dann folgenden Prozessentwicklungsphase wird das 100% stoffliche Recycling (kein Legierungselementabbrand) unter Einsatz von stahlsortenreinem Neuschrott umgesetzt. Im zweiten Teil der Prozessentwicklung werden die Prozessparameter zur Erzeugung von hochsiliziumhaltigem Elektroblech als dünnes Warmband durchgeführt.

Teilvorhaben 5: Systemintegration

Das Projekt "Teilvorhaben 5: Systemintegration" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von STEINERT GmbH durchgeführt. Nichtfunktionelles Recycling ist eine Hauptursache für den Verlust von Legierungselementen wie Nickel, Chrom, Wolfram und Niob sowie von Edelmetallen wie Silber, Gold und PGM im Wirtschaftskreislauf. Gründe sind fehlende Kenntnisse über die Zusammensetzung und die Inhaltsstoffe metallreicher Abfälle und daraus resultierende nicht angepasste Aufbereitungs- und Verwertungsprozesse. Mit dem Echtzeitanalyse-System ARGOS soll ein System zur Charakterisierung von metallreichen Aufbereitungsprodukten entwickelt und überprüft wer-den. ARGOS beruht auf einer Verknüpfung sensor-basierter Partikelcharakterisierung, mathematischer Ableitungen und empirisch bekannter Stoffstromeigenschaften. Der Umfang der Charakterisierung orientiert sich an den Spezifikationen und Informations-Bedürfnissen der nachgelagerten Prozesse (Fe- und NE-Metallurgie). Mit einer Spezifizierung von Qualitäten sowie der schnellen Erkennung von Qualitätsveränderungen können Metallverluste entlang der Wertschöpfungskette deutlich minimiert werden durch: a) bessere Vorsortierung von Stoffströmen, b) technische Anpassungen in der Aufbereitungstechnik c) auf die Inputspezifikation angepasste Prozesssteuerung in der Fe- und NE-Metallurgie. Die Informationen aus der Sensorentwicklung und -anwendung werden mit Informationen aus der Stoffstromdatenbank zusammen geführt, und mit diesen über logische Algorithmen zu einer quantitativen Inhaltsbestimmung und Charakterisierung verknüpft. Gleichzeitig werden wesentliche Kenndaten und matrixabhängige Einflussfaktoren (z. B. zulässige Bandgeschwindigkeiten, notwendige Stückgröße, maximale Bandbelegungsdichte), die bei der Bestimmung der jeweiligen Parameter relevant sind, in entsprechenden Versuchen ermittelt.

Teilvorhaben 2: Stoffstromcharakterisierung

Das Projekt "Teilvorhaben 2: Stoffstromcharakterisierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Technischen Umweltschutz, Fachgebiet Abfallwirtschaft durchgeführt. Nichtfunktionelles Recycling ist eine Hauptursache für den Verlust von Legierungselementen wie Nickel, Chrom, Wolfram und Niob sowie von Edelmetallen wie Silber, Gold und PGM im Wirtschaftskreislauf. Gründe sind fehlende Kenntnisse über die Zusammensetzung und die Inhaltsstoffe metallreicher Abfälle und daraus resultierende nicht angepasste Aufbereitungs- und Verwertungsprozesse. Mit dem Echtzeitanalyse-System ARGOS soll ein System zur Charakterisierung von metallreichen Aufbereitungsprodukten entwickelt und überprüft wer-den. ARGOS beruht auf einer Verknüpfung sensor-basierter Partikelcharakterisierung, mathematischer Ableitungen und empirisch bekannter Stoffstromeigenschaften. Der Umfang der Charakterisierung orientiert sich an den Spezifikationen und Informations-Bedürfnissen der nachgelagerten Prozesse (Fe- und NE-Metallurgie). Mit einer Spezifizierung von Qualitäten sowie der schnellen Erkennung von Qualitätsveränderungen können Metallverluste entlang der Wertschöpfungskette deutlich minimiert werden durch: a) bessere Vorsortierung von Stoffströmen, b) technische Anpassungen in der Aufbereitungstechnik c) auf die Inputspezifikation angepasste Prozesssteuerung in der Fe- und NE-Metallurgie. Die Informationen aus der Sensorentwicklung und -anwendung werden mit Informationen aus der Stoffstromdatenbank zusammen geführt, und mit diesen über logische Algorithmen zu einer quantitativen Inhaltsbestimmung und Charakterisierung verknüpft. Gleichzeitig werden wesentliche Kenndaten und matrixabhängige Einflussfaktoren (z. B. zulässige Bandgeschwindigkeiten, notwendige Stückgröße, maximale Bandbelegungsdichte), die bei der Bestimmung der jeweiligen Parameter relevant sind, in entsprechenden Versuchen ermittelt.

Eco-Friendly Ceramic Membrane Bioreactor (Mbr) Based on Recycled Agricultural and Industrial Wastes for Waste Water Reuse (REMEB)

Das Projekt "Eco-Friendly Ceramic Membrane Bioreactor (Mbr) Based on Recycled Agricultural and Industrial Wastes for Waste Water Reuse (REMEB)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Sociedad de Fomento Agricola Castellonense, S.A. durchgeführt.

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