Das Projekt "Gas-fuelled rapid heating furnace" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gaswärme-Institut e.V. durchgeführt. Objective: To demonstrate the feasibility of reducing energy consumption in the reheating of forgings and to improve forging quality by the replacement of electric and conventional gas-fired furnaces, by a new gas-fuelled rapid heating furnace incorporating and combining known technical features: these will considerably reduce energy consumption and advance the engineering design of conventional gas-fired reheating furnaces. General Information: Rapid heating furnaces are often installed in forging shops to treat small forgings. It is important to heat the forging rapidly and evenly and to minimize scale formation. The object of this research is to produce a micro-structure to eliminate the need for further heat treatment. The advantage of an inductive, over a conventional gas-fuelled furnace is the low level of scale formation due to the brief furnace dwell time. On the other hand, inductive furnaces are operated by a secondary source of energy (electricity) and are therefore expensive to operate. In addition, temperature distribution in a charge heated by a conventional furnace is unsatisfactory. The furnace to be designed, installed and operated for the project is a gas fuelled rapid heating installation using natural gas as the primary energy source. Charge heating will be in 3 zones (soaking, heating-up and preheating) to reheat the charge. As in the case of pusher type furnaces, charge and atmosphere movement will be counter current. In order to minimize scale formation, the soaking zone will be fired in the fuel-rich mode, while the heating-up zone will be fuelled by a fuel-lean gas and air mixture, burning uncombusted gases from the soaking zone. Staged combustion minimizes NO output and environmental impact. Fuel-rich soaking zone operation necessitates tests to establish combustion air preheat temperature, the acceptability of the fuel/air system with respect to sooting and safety aspects associated with CO formation. Forgings will be charged in transverse mode and a recuperator incorporated in the furnace for combustion air preheating: the furnace control system will feature high precision fuel/air ration controllers for heating-up and soaking zones. Each controller is capable of maintaining an air factor of between 0.5 and 1.5 to allow exact adjustment of the fuel/air ratio and to minimize scaling. An optical control system monitors the temperature of the charge leaving the furnace. Fuel gas flow is adjusted by temperature controller as a function of the difference between temperature as measured by the optical system and set point temperature. When fuel gas flow is adjusted, combustion air flow will also be adjusted by the fuel/air ratio control system. A shop function is also incorporated in the furnace control system: this is capable of lowering gas flow to between to 10-30 per cent of rated flow. For this purpose the control system will immediately reduce gas flow if furnace operation is switched to idle mode. Simultaneously...
Das Projekt "Schmiedeprozess 4.0 - Studie zur Vermessung heißer Schmiederohteile" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik durchgeführt.
Das Projekt "Teilvorhaben: F3-2-Schaeffler" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schäffler Technologies AG & Co. KG durchgeführt. Im Arbeitspaket 'Thermische Netze' wird das Flexibilitätspotenzial von thermisch vernetzter Systeme in Fabriken untersucht. Bei Schaeffler werden die entwickelten Methoden für die diskrete Industrie validiert. Hierfür werden erste Flexibilitätsmaßnahmen identifiziert und bewertet sowie Daten für die Simulation bereitgestellt. Im Rahmen des Arbeitspakets 'Flexibilisierung der prozessnahen Produktionsinfrastruktur in qualitätskritischen Prozessen' wird am Beispiel der Schmiede das Energieflexibilitätspotenzial in der Produktionsinfrastruktur für Prozesse mit hohen Qualitätsanforderungen erschlossen. Schaeffler erarbeitet alle Inhalte, die für die Umsetzung des energieflexiblen Betriebs von Produktionsinfrastrukturkomponenten der Herstellung notwendig sind. Für die Cluster III, IV und V stellt Schaeffler Daten bezüglich Flexibilitätspotenziale und -perspektiven und vorhandener IT-Voraussetzungen bereit.
Das Projekt "Teilvorhaben: Bereitstellung flexibler Lasten in einem Stahlwerk durch Timeshift und Power to Steel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ArcelorMittal Hamburg GmbH durchgeführt. In der Aktivität TimeShift sollen mittels Berechnungen, umfassenden Versuchskampagnen und anschließenden Auswertungen optimale Arbeitspunkte für den lastflexiblen Betrieb des Elektrolichtbogenofens definiert werden. Diese Arbeitspunkte sollen dann in die Prozessautomatisierung implementiert werden, so dass am Ende der Projektlaufzeit ein Einsatz der neuen Lastflexibilität als Reaktion auf externe Signale möglich ist. Die zweite Aktivität Power2Steel dient der umfassenden Konzeptentwicklung, Analyse, Simulation und groben Projektierung einer induktiven Knüppelvorwärmung vor dem erdgasbefeuerten Wiedererwärmungsofen der AMHH. Die induktive Knüppelerwärmung ist Stand der Technik für Sonderanwendungen wie Schmieden oder Heißeinsatz. Innovativ ist der Einsatz dieser Technologie zur Vorwärmung vor einem konventionellen Ofen, was den Einsatz als flexible Last und letztlich durch Einsparung von Erdgas indirekt als Stromspeicher ermöglicht. Am Ende der Projektlaufzeit wird ein belastbares Konzept für die Realisierung der induktiven Knüppelvorwärmung inklusive detaillierter Wirtschaftlichkeitsberechnung stehen.
Das Projekt "Teilvorhaben 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gustav Grimm Edelstahlwerk GmbH & Co. KG durchgeführt. Zur Herstellung hochwertiger Produkte werden in der produzierenden und verarbeitenden Industrie Feuerungsanlagen auf technisch hohem Niveau betrieben. In Feuerungsanlagen der Eisen- und Stahlindustrie, z. B. Schmiedeöfen, werden Produkte auf eine Soll-Temperatur erwärmt, um z. B. Werkstoffeigenschaften gezielt einzustellen. Zur Wärmerückgewinnung werden überwiegend Rekuperatoren eingesetzt. Dadurch werden bis zu 35 Prozent der Abgaswärme dem Ofen wieder zugeführt, der Rest geht bei einer Temperatur von rd. 300-800 C zumeist ungenutzt verloren. Die Stromerzeugung aus Niedertemperaturabwärme, als ein vielversprechender Weg der energetischen Nutzung von Abwärme, ist z. Z. in der Eisen- u. Stahl- sowie NE-Industrie nicht umgesetzt und stellt speziell an Schmiedeöfen eine besondere Herausforderung dar, weil z. B. die Öfen diskontinuierlich betrieben werden, anlagenübergreifende Managementsysteme nicht existieren und vergleichbare Erfahrungen fehlen. Ziel des Vorhabens ist die Senkung des Fremdstrombezuges und der CO2-Emissionen durch Schaffung eines neuen Anlagenverbundes mit erweiterten Regelungsstrukturen zur Einbindung eines Verfahrens zur Stromerzeugung aus Niedertemperaturabwärme sowie die betriebliche Anwendung des Verfahrens in einer Pilotanlage am Beispiel eines Schmiedebetriebes. Hierzu gehören die Entwicklung und Integration eines anlagenübergreifenden Ofen-, Strom- und Energiemanagementsystems zur Nutzung des Verfahrens im Schmiedeprozess, ohne Produktivität und Produktqualität zu vermindern. Das modifizierte Verfahren zur Stromerzeugung aus Niedertemperaturabwärme wird als Pilotanlage im -Schmiedebetrieb zur Sammlung von Langzeiterfahrungen permanent im Einsatz verbleiben. Gemeinsam mit Herstellern von Anlagen zur Stromerzeugung aus Niedertemperaturabwärme werden Vermarktungsstrategien zur breiten Nutzanwendung erarbeitet. Zudem werden die Ergebnisse in den Fachausschüssen des VDEh und durch die Veröffentlichung in Fachzeitschriften kontinuierlich aktiv verbreitet.
Das Projekt "Teilvorhaben 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von VDEh-Betriebsforschungsinstitut GmbH durchgeführt. Zur Herstellung hochwertiger Produkte werden in der produzierenden und verarbeitenden Industrie Feuerungsanlagen auf technisch hohem Niveau betrieben. In Feuerungsanlagen der Eisen- und Stahlindustrie, z. B. Schmiedeöfen, werden Produkte auf eine Soll-Temperatur erwärmt, um z. B. Werkstoffeigenschaften gezielt einzustellen. Zur Wärmerückgewinnung werden überwiegend Rekuperatoren eingesetzt. Dadurch werden bis zu 35 Prozent der Abgaswärme dem Ofen wieder zugeführt, der Rest geht bei einer Temperatur von rd. 300-800 C zumeist ungenutzt verloren. Die Stromerzeugung aus Niedertemperaturabwärme, als ein vielversprechender Weg der energetischen Nutzung von Abwärme, ist z. Z. in der Eisen- u. Stahl- sowie NE-Industrie nicht umgesetzt und stellt speziell an Schmiedeöfen eine besondere Herausforderung dar, weil z. B. die Öfen diskontinuierlich betrieben werden, anlagenübergreifende Managementsysteme nicht existieren und vergleichbare Erfahrungen fehlen. Ziel des Vorhabens ist die Senkung des Fremdstrombezuges und der CO2-Emissionen durch Schaffung eines neuen Anlagenverbundes mit erweiterten Regelungsstrukturen zur Einbindung eines Verfahrens zur Stromerzeugung aus Niedertemperaturabwärme sowie die betriebliche Anwendung des Verfahrens in einer Pilotanlage am Beispiel eines Schmiedebetriebes. Hierzu gehören die Entwicklung und Integration eines anlagenübergreifenden Ofen-, Strom- und Energiemanagementsystems zur Nutzung des Verfahrens im Schmiedeprozess, ohne Produktivität und Produktqualität zu vermindern. Das modifizierte Verfahren zur Stromerzeugung aus Niedertemperaturabwärme wird als Pilotanlage im -Schmiedebetrieb zur Sammlung von Langzeiterfahrungen permanent im Einsatz verbleiben. Gemeinsam mit Herstellern von Anlagen zur Stromerzeugung aus Niedertemperaturabwärme werden Vermarktungsstrategien zur breiten Nutzanwendung erarbeitet. Zudem werden die Ergebnisse in den Fachausschüssen des VDEh und durch die Veröffentlichung in Fachzeitschriften kontinuierlich aktiv verbreitet
Das Projekt "Ermittlungen zum Stand der Technik und der Laermminderung bei genehmigungsbeduerftigen Anlagen nach 4. BImSchV - Hammerwerke und Schmieden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BFI Betriebsforschungsinstitut, VDEh-Institut für Angewandte Forschung GmbH durchgeführt. Hammerwerke und Schmieden sind Betriebe, die - insbesondere auch wegen ihrer verfahrensbedingten impulshaltigen Emissionen - in der Nachbarschaft haeufig zu hohen Belastungen und zu nicht unerheblichen Belaestigungen fuehren. Im Vorhaben soll die Geraeuschemission dieser Anlage und die Immission in der Nachbarschaft als Funktion charakteristischer Merkmale - installierte Leistung, Arbeitsverfahren, maschinelle und geraetetechnische Ausstattung - beschrieben werden. Darauf aufbauend sollen Minderungsmassnahmen vorgeschlagen, deren Effektivitaet beschrieben und die zusaetzlichen Kosten abgeschaetzt werden. Die Ergebnisse sollen es ermoeglichen, schon in der Planungsphase Massnahmen festzulegen, damit die zu erwartende Immission die Richtwerte nicht ueberschreitet bzw. den Stand der Technik entsprechend unterschreitet.
Das Projekt "Teilprojekt DE 5: Erschmelzung, Verschmiedung und Prüfung einer Schmiedewelle für hoch beanspruchte Bauteile von Dampfturbinen mit einer Eintrittstemperatur von ca. 650 Grad Celsius" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Schmiedewerke Gröditz GmbH durchgeführt. Die technischen Arbeitsziele dieses Teilprojektes DE 5 im Rahmen des Verbundprojektes COST536 bestehen in der Herstellung von Prototypbauteilen auf Basis der Entwicklung neuer Legierungsvarianten von Schmiedestücken mit verbesserter Prüfbarkeit und Eigenschaften sowie deren Untersuchung und zerstörungsfreien Prüfung zur Ermittlung des Zusammenhanges der Fertigungsbedingungen mit den Ergebnissen der zf-Prüfung. Die Legierungen sollen durch die Herstellung großer Bauteile (Welle) und deren Untersuchung für die Anwendung in Kraftwerken qualifiziert werden. Auf der Grundlage einer optimierten Legierungszusammensetzung wird ein Prototypbauteil hergestellt (Schmieden, WB, Bearbeitung), das zerstörend und zerstörungsfrei geprüft wird. Die Korrelation von Fertigungsparametern und Prüfergebnissen wird ermittelt. Zeitplanung: siehe Anlage Durch die fortschrittliche Anlagenentwicklung (hoher Wirkungsgrad, niedriger CO2-Ausstoß) wird die Konkurrenzfähigkeit auf dem Weltmarkt gesichert. Mit der Lieferung von Bauteilen in höherwertigen Werkstoffen wird die Wettbewerbsfähigkeit der Stahlindustrie sowie Arbeitsplätze in Deutschland gesichert.
Das Projekt "Bau einer neuartigen Schmiedepresse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gustav Grimm Edelstahlwerk GmbH & Co. KG durchgeführt. Heute werden große Mengen an Einzelteilen und Kleinserien aus metallischen Rohstoffen Im Freiformschmieden bearbeitet. Europaweit bearbeiten ca. 100 Betriebe ein Volumen von 1.000.000 t. Der Stand der Technik hierbei Ist der Dampfschmiedehammer. Diese Technologie weist ein hohes Emissionspotential auf (C02, Abwasser, Lärm). Im vorliegenden Projekt wurden die Schmiedehämmer durch einen Schmiedeprozess mit neuartiger Schmiedepresse incl. neuartigen 4-Backen-Werkzeugs substituiert. Die Emissionsminderungsziele wurden ausnahmslos erreicht: C02 18 Prozent, Wasser/Abwasser 100 Prozent, Sondermüll 100 Prozent, Erschütterungen 100 Prozent, Lärm 30-35 Prozent. Trotz eines erheblichen Investitionsaufwandes ist ein betriebswirtschaftlicher Nutzen erkennbar: deutlich verbesserte Maßhaltigkeit der Schmiedestücke und damit geringere Materialkosten pro fertigem Teil. Es ergibt sich ein Betriebskostenvorteil um bis zu 40 Prozent.
Das Projekt "Entwicklung eines Verfahrens zur Gesenkschmierung beim Schmieden mit dem Ziel, entstehende Sonderabfälle und die damit verbundenen Entsorgungskosten zu reduzieren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Fachbereich Maschinenbau, Institut für Umformtechnik und Umformmaschinen durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Das Verfahren der elektrostatischen Beschichtung findet ein breites Anwendungsspektrum in der Farbauftragstechnik. Für Antihaftaufgaben im Bereich der Massivumformung wird diese Technik bislang noch nicht im industriellen Maßstab eingesetzt. Nach wie vor findet eine Schmierung der Gesenke über das Versprühen von Schmierstoffen mit flüssigen Trägermedien statt. Ein umformtechnischer Bereich, der heute schon das elektrostatische Auftragen von Festschmierstoffen nutzt, ist der des Strangpressens von Aluminium. Ziel des Projektes ist es, das Verfahren der elektrostatischen Pulverschmierung für das Gesenkschmieden nutzbar zu machen und mit dessen Vorteilen im Schmiedeprozess entstehende Sonderabfälle zu minimieren. Aufgrund der unterschiedlichen Anforderungen an den Schmierungsprozess beim Gesenkschmieden kann das Verfahren der elektrostatischen Beschichtung jedoch nicht ohne weiteres vom Strangpressen übernommen werden. Fazit: Ziel dieses Forschungsvorhaben war es, den Schmierstoffeinsatz dahingehend zu optimieren, dass der Schmierstoffverbrauch gesenkt, die Verschmutzung des Arbeitsbereiches reduziert und die Belastung des bedienenden Personals und der Umwelt deutlich verringert wird. Der hier verwendete Ansatz, die elektrostatische Pulversprühtechnik, ist in der Lage, die Werkzeuge zielgerichtet mit Schmierstoff zu beschichten. Dadurch wird die Kontamination des Pressenraumes deutlich reduziert. Da die Verlustrate verringert wird, können somit die Schmierstoffkosten reduziert werden. Da Pulver als Schmierstoff zum Einsatz kommt, entfallen die Problematiken, die durch den Einsatz von Schmierstoffen auf der Basis von Öl/Feststoff-Gemischen entstehen. Zum einen wird die Entsorgung der Rückstände einfacher, zum anderen ist das kontaminierte Kühlwasser mit weniger Aufwand zu reinigen. Das Projekt wird als sehr erfolgreich eingeschätzt. Die Entwicklungen des Graphitschmierpulvers und des Applikationsverfahrens wurden nicht nur für verschiedene technische Anwendungsbereiche erprobt, sondern bereits in einen konkreten Anwendungsfall übertragen. Dabei bestätigten sich zunächst qualitativ erhebliche Schmierstoffeinsparpotentiale und Abfallverminderungen.
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| Bund | 65 |
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