Das Projekt "Erarbeitung und Bewertung von Konzepten zur Nutzung von Windstrom zur Stahlerzeugung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ArcelorMittal Hamburg GmbH durchgeführt. Im Rahmen des Projekts WiSaNo soll untersucht werden, wie Windstrom aus Offshore-Windparks zur Stahlerzeugung genutzt werden kann. Hierzu wird der Windstrom mittels Elektrolyse zu Wasserstoff umgewandelt, der zur energieintensiven Reduktion des Eisenerzes verwendet werden kann. Hierzu sollen unterschiedliche Kombinationen der Standorte von Elektrolyse, Reduktionsanlage und Stahlwerk/Walzwerk sowie die Art der Netzanbindung untersucht werden. Ziel dieser Voruntersuchung soll eine grobe Bewertungsmatrix für sinnvolle zukünftige Stahlwerksstandorte sein, die ggf. in einem Folgeprojekt detailliert untersucht werden sollen. Dies soll die ArcelorMittal Hamburg GmbH bei potentiellen Investitionsentscheidungen unterstützen. Als Referenzfall wird ein fiktives Stahlwerk mit erdgasbasierter Reduktionsanlage, Elektrolichtbogenofen sowie Warmwalzwerk mit einer Kapazität von einer Mio. Tonnen pro Jahr betrachtet. Im Vergleich dazu werden fünf Varianten mit unterschiedlichen Anlagenkombinationen in Verbindung mit der Stromerzeugung eines fiktiven Offshore-Windparks untersucht. Hierbei werden Investitions- und Betriebskosten grob abgeschätzt, um die wirtschaftlichen Auswirkungen bewerten zu können.
Das Projekt "Teilvorhaben: Entwicklung eines hochpräzisen und robusten Radarsensors für den Einsatz im Warmwalzwerk" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Angewandte Festkörperphysik durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Steigerung der Energieeffizienz im Warmwalzwerk durch revolutionäre Hochpräzisionsradar-Messtechnologie. Das Fraunhofer IAF entwickelt hierfür einen hochpräzisen und gleichzeitig robusten Radarsensor im W-Band (75 bis 110 GHz) auf Basis des FMCW-Funktionsprinzips (frequenzmodulierter Dauerstrichbetrieb) zur Robustifizierung der Mess- und Automatisierungstechnik im Anlagenverbund Wärmeöfen bis Kühlstrecke als Grundlage für eine energie- und ressourceneffiziente Prozessführung. Der Frequenzbereich des W-Bandes eignet sich in hervorragender Weise für den Einsatz in Walzwerken, da die Radarsignale sowohl eine geringe atmosphärische Dämpfung erfahren und andererseits durch die besonderen Umgebungsbedingungen im Walzwerk (Dampf, Rauch, Staub, Infrarotstrahlung) nahezu unbeeinflusst bleiben. Im Gegensatz dazu werden optische Sensoren im sichtbaren oder infraroten Spektralbereich durch diese Umgebungsbedingungen funktionsuntüchtig. Der Radarsensor basiert auf einer integrierten Millimeterwellenschaltung, die mittels der am Fraunhofer IAF etablierten Prozesstechnologie hergestellt wird. Er zeichnet sich durch eine hohe Frequenzgenauigkeit und Bandbreite aus, die Entfernungsmessungen mit einer Genauigkeit im Bereich von wenigen Mikrometern erlaubt und gleichzeitig die räumliche Trennung benachbarter Messobjekte ermöglicht. Aufbauend auf einer Spezifikations- und Konzeptionsphase wird ein auf die Anforderungen im Walzwerk angepasster Radarsensor im W-Band auf Basis des FMCW-Funktionsprinzips entwickelt. Die Sensorentwicklung umfasst das Frontend- und Antennendesign sowie die Hard- und Software zur primären Signalverarbeitung. Der entwickelte Radarsensor wird zuerst im Labor und im Anschluss daran unter realistischen Einsatzbedingungen im Walzwerk in enger Zusammenarbeit mit den Projektpartnern getestet.
Das Projekt "Signifikante Reduzierung des Schadstoffausstoßes bei Warmbehandlungsprozessanlagen durch Verstromung der weitgehend ungenutzten Prozessabwärme 01048225" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BILSTEIN GmbH & Co. KG durchgeführt. Beim Umformen metallischer Werkstoffe durch Kaltwalzen wird das Metall stark verfestigt und seine Verformbarkeit nimmt ab. Um die zur Weiterverarbeitung erforderliche Verformbarkeit wiederherzustellen, muss der Werkstoff mit Hilfe Erdgas befeuerter Öfen erwärmt und danach wieder abgekühlt werden. Die dem Werkstoff beim Abkühlvorgang entzogene Wärme ging bisher ungenutzt verloren. Das Unternehmen errichtet nun erstmalig in der metallverarbeitenden Industrie eine ORC-Anlage (Organic Rankine Cycle) mit einem Kolbenmotor, um die entweichende Wärme hocheffizient für die Stromerzeugung zu nutzen. In dem neuartigen Verfahren wird zunächst die Wärme des in der Haubenglühanlage zirkulierenden Schutzgasstromes entzogen und dann mit Hilfe des Wärmetransportmediums Thermoöl auf das im ORC-Prozess verwendete Arbeitsmedium Ethanol übertragen. Das verdampfende Ethanol treibt dann anstelle der üblichen ORC-Turbine einen ORC-Kolbenmotor an und wandelt dadurch die thermische in mechanische Energie um. Diese wiederum treibt einen an den Kolbenmotor gekoppelten Generator an und wandelt schließlich die mechanische in elektrische Energie um. Der hierdurch erzeugte Strom soll primär zur eigenen Versorgung des Unternehmens mit Elektrizität verwendet werden, kann aber auch in das öffentliche Netz eingespeist werden. Mit dem Projekt können jährlich rund 1.900 Megawattstunden elektrischer Strom und 10.000 Megawattstunden Heizwärme eingespart werden. Dadurch werden cirka 3.100 Tonnen CO2-Emissionen pro Jahr vermieden.
Das Projekt "Innovative Verfahrenskombination zur Minderung von Umweltbelastungen in einem Hochleistungsstahlwerk mit nachgeschaltetem Walzwerk + Messprogramm" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ESF Elbe-Stahlwerke Feralpi GmbH durchgeführt. Das Kerngeschäft der ESF Elbe-Stahlwerke Feralpi GmbH, die zu der europaweit tätigen Feralpi Gruppe gehören, beinhaltet die Herstellung und Vertrieb von Stahl. Am Standort Riesa werden jährlich ca. 1 Mio. Tonnen Stahlknüppel hergestellt, von denen ca. 800.000 Tonnen überwiegend zu Bewehrungsstahl und Walzdraht weiterverarbeitet werden. Beim konventionellen Verfahren kühlen die im Strangguss erzeugten Knüppel bis auf Umgebungstemperatur ab und müssen vor ihrem Einsatz im Walzwerk wieder auf 1.150 Grad Celsius erhitzt werden. Bislang war eine heiße Weiterverarbeitung der Knüppel nur zu einem kleinen Teil möglich, und auch nur bis zu einer Temperatur von 800 C. Das Unternehmen beabsichtigt nunmehr, den so genannten Heißeinsatz auszuweiten und damit die Energieeffizienz der Anlage zu verbessern. Dazu sollen die in der Stranggussanlage erzeugten, noch heißen Knüppel direkt im angeschlossenen Walzwerk weiterverarbeitet werden. Dadurch entfällt das energieintensive Wiederaufheizen des Materials. Durch Optimierungsmaßnahmen in der gesamten Prozesskette und eine innovative Kopplung der einzelnen Arbeitsschritte soll der Anteil des heiß eingesetzten Materials auf 80 Prozent gesteigert und gleichzeitig die Temperatur auf bis zu 950 C erhöht werden. Bei Umsetzung des Vorhabens können aufgrund des erheblich gesunkenen Erdgasund Stromverbrauchs die CO2-Emissionen jährlich um ca. 26.900 Tonnen verringert werden. Des Weiteren fallen aufgrund des gleichmäßigeren Einsatzes höherwertigen Schrottes und durch die Optimierung des Schredders jährlich ca. 2.774 Tonnen weniger Filterstaub, ca. 22.633 Tonnen weniger Schlacke und ca. 2.145 Tonnen weniger Zunder an.
Das Projekt "Entwicklung und Produktionsversuch eines stranggezogenen wasserdurchlässigen keramischen Pflasterziegels" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KI Keramik-Institut GmbH durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Wasserdurchlässige Deckschichten sind heute Stand der Technik. Ihre Anwendung ist in Merkblättern und Vorschriften geregelt. In der KI Keramik-Institut GmbH wurde in den letzen Jahren ein wasserdurchlässiger Pflasterziegel entwickelt, der den Regelungen entspricht und in seiner Optik und Haptik wasserundurchlässigen Pflasterklinkern ähnelt. Alle technologischen Schritte und Eigenschaften der Zwischenprodukte entsprechen den Forderungen der Ziegelindustrie. Die einzige Ausnahme ist die Formgebung mittels hydraulischer Presse. Das Trockenpressen wird in der Ziegelindustrie faktisch nicht angewandt und stellt somit das Haupthindernis zur Überführung der Technologie in die industrielle Produktion dar. Es soll eine Technologie zur Herstellung eines wasserdurchlässigen Pflasterziegels mittels Strangpressen entwickelt (TP1) und in einer Pilotproduktion (TP 2) getestet werden. Damit wird Nutzern, die heute aus ästhetischen oder historischen Gründen keramische Deckschichten benutzen die Möglichkeit gegeben werden, versickerungsfähige Verkehrsflächen zu errichten, die den bisher verwendeten wasserundurchlässigen Deckschichten aus Keramik im Material, in der Optik und in der Haptik gleichen. Fazit - Es ist gelungen einen wasserdurchlässigen Pflasterziegel durch das Formgebungsverfahren Extrusion herzustellen. - Der stranggezogene wasserdurchlässige Pflasterziegel erfüllt die kritischen Parameter Biegebruchlast und Wasserdurchlässigkeit der jeweiligen Normen. Die Wasserdurchlässigkeit liegt beim 10 bis 20fachen der geforderten Durchlässigkeit, so dass große Reserven gegen Verschmutzung bestehen. - Die Parameter Frost-Tauwechsel und Rohdichte der Normen wurden ebenfalls erfüllt. - Der stranggezogene wasserdurchlässige Pflasterziegel ist deutlich rauer als sein trockengepresstes Pendant. Auf eine Bestimmung des Gleitwiederstandes wurde deshalb verzichtet. - Die Aufbereitung der Rohstoffe konnte an die Aufbereitungsmethoden der Ziegelindustrie angepasst werden. Kleinere Modifikationen sind notwendig (Bypass Walzwerke!). - Die Ziegel konnten im Stapel mit bis zu 6 Ziegeln gebrannt werden (Ausbrandtemperatur 1130°C). - Die notwendigen Rohstoffe sind aus ökonomisch vertretbaren Entfernungen verfügbar. - Die Ziegel flossen direkt nach der Strangpresse, so dass eine leicht trapezförmige Fläche entstand. Dieses Fließen geht vermutlich auf eine zu geringe Verdichtung der Masse zurück. - Die Ziegel zeigten direkt nach der Strangpresse ein leichtes Aufwölben an der Oberseite. Dieser Effekt tritt als Rückdehnung und bei nicht exakt geschwindigkeitskonformen Transportbändern auf. - Die Biegebruchlast wurde an 75 mm dicken Ziegeln bestimmt, bei dünneren Ziegeln wird die geforderte Biegebruchlast von 80 N/mm (T4 nach (4)) vermutlich nicht erreicht. - Im Stapelbrand kam es wegen der nicht exakt ebenen Standflächen der Ziegel und einer vermutlich geringen Erweichung zu kleinen Verschiebungen der jeweils obersten Ziegelreihe.
Das Projekt "Integral Material and Energy Flow MANagement in MANufacturing Metal Mechanic Sector (MEMAN)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Mondragon Corporacion Cooperative Scoop durchgeführt.
Das Projekt "Substitution von Selten-Erden-Elementen in hochfesten und duktilen Magnesium-Blechwerkstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbH, Institut für Werkstoffforschung, Magnesiumknetlegierungen durchgeführt. Ziel dieses Vorhabens ist es, Magnesiumblechwerkstoffe zu entwickeln, die ohne bzw. lediglich mit einem marginalen Zusatz von Selten-Erden-Elementen vergleichbare oder sogar bessere Eigenschaften aufweisen als heutige Hochleistungslegierungen mit Selten-Erden-Elementen. Die spezifische Aufgabe des Helmholtz-Zentrum Geesthacht Zentrum für Material- und Küstenforschung GmbH (HZG) innerhalb des Verbundvorhabens besteht in der Entwicklung geeigneter Legierungszusammensetzungen sowie in der Ermittlung optimaler Prozessparameter für den Gießwalz- und Walzprozess zur Erzeugung von Magnesium-Blechwerkstoffen mit guten Umform- und Korrosionseigenschaften. Das HZG arbeitet dabei eng verzahnt mit der MgF Magnesium Flachprodukte GmbH (MgF) sowie mit dem Institut für Metallformung der TU Bergakademie Freiberg (TU BAF) zusammen. Ein weiterer Arbeitspunkt des HZG ist die Optimierung der Gießdüse hinsichtlich der zu verwendenden Keramik. Des Weiteren ist das HZG zusammen mit Carl Bechem GmbH und TU BAF an den Arbeiten zur Auswahl eines geeigneten Schmierstoffs für den Gießwalzprozess sowie für den Walzprozess beteiligt. Weiterhin führt das HZG in enger Kooperation mit den Projektpartner Prevent TWB GmbH & Co. KG, Audi und Volkswagen die Mikrostrukturanalyse der tiefgezogenen Bauteile durch.
Das Projekt "Substitution von Selten-Erden-Elementen in hochfesten und duktilen Magnesium-Blechwerkstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Carl Bechem GmbH durchgeführt. 1. Vorhabenziel: Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung geeigneter Schmierstoffe und Umformhilfsmittel sowohl für das Walzen als auch Blechumformung der innerhalb des Verbundvorhabens SubSEEMag neu entwickelten hochfesten Magnesiumwerkstoffe. Besondere Anforderungen stellen dabei die erforderlichen Einsatztemperaturen von bis zu 400 °C sowie die chemische Reaktivität des Magnesiums. So muss vermieden werden, dass sich Schmiermittelrückstände bzw. Reaktionsprodukte in die Werkstoffoberfläche einarbeiten und eine spätere Beschichtung beeinträchtigen. Darüber hinaus ist vor dem Hintergrund einer nachhaltigen Ressourcennutzung darauf abzustellen, dass von dem verwendeten Schmiermittel keine umwelt- und gesundheitsschädlichen Gefahren ausgehen. 2. Arbeitsplanung: Aufgaben des Teilvorhabens sind zunächst die aus den Prozessbedingungen und den Werkstoffcharakteristika abzuleitenden Anforderungen an das Schmiermittel zu definieren. Darauf aufbauend ist eine Vorauswahl geeigneter Schmierstoffe festzulegen, die dann auf-bauend auf durchzuführenden Walzversuchen und entsprechenden tribologischen Untersuchungen weiter anzupassen und zu optimieren sind. Daneben ist auch ein geeignetes Ver-fahren für das Aufbringen des Schmiermittels auf die Band- bzw. Walzenoberfläche zu entwickeln bzw. der Schmierstoff hinsichtlich der Eignung für bestehende Schmiermittelauftragssysteme anzupassen. Weitere Anpassungen sind abschließend vorzunehmen, um eine optimale Weiterverarbeitbarkeit und Beschichtbarkeit des Materials zu gewährleisten.
Das Projekt "Substitution und Materialeffizienz - Entwicklung von neuen Materialien durch Substitution sowie Korrosionsschutz" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Metallformung durchgeführt. 1. Vorhabenziel: Innerhalb des Verbundvorhabens SubSEEMag wird das Ziel verfolgt, den Einsatz von Selten-Erden-Elementen als Legierungsbestandteil von Magnesiumwerkstoffen zu substituieren. Spezifische Ziele des von der TU Bergakademie Freiberg bearbeiteten Teilvorhabens sind: (1) Die Entwicklung und Erprobung von speziell an den technologischen Anforderungen des Gießwalzens und der Blecherzeugung angepassten Legierungen; (2) Eine gezielte Technologie- und Prozessentwicklung des Gießwalzens, Bandwalzens und der Wärmebehandlung zur bestmöglichen Ausschöpfung der werkstoffseitigen Eigenschaftspotenziale; Sowie (3) Die Gewährleistung eines homogenen hochwertigen Eigenschaftsprofils durch Maßnahmen zur Verbesserung der Prozessstabilität und Erweiterung der nutzbaren Prozessfenster (z.B. Unterdrückung von Störungen und Verunreinigungen im Werkstoff, Entwicklung geeigneter Schmier- und Trennmittel, etc.). 2. Arbeitsplanung: Das Teilvorhaben umfasst die folgenden Teilaufgaben: (1) Entwicklung angepasster Magnesiumlegierungen mit spezieller Eignung für den Gießwalzprozess, Durchführung von Versuchen zum Gießwalzen und Walzen sowie zur Wärmebehandlung, Ableitung geeigneter Prozessparameter; (2) Entwicklung technologischer Konzepte zur Aufbereitung der Magnesiumschmelze im Gießwalzprozess und deren partielle Erprobung; (3) Prozessentwicklung für das eigenschaftsoptimierende Gießwalzen und Bandwalzen der neu entwickelten Magnesiumlegierung; (4) Entwicklung geeigneter Schmiermittel; (5) Prozess- und Werkstoffbewertung.
Das Projekt "Substitution von Selten-Erden-Elementen in hochfesten und duktilen Magnesium-Blechwerkstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von MgF Magnesium Flachprodukte GmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, Magnesium-Leichtbauwerkstoffe zu entwickeln, die ohne bzw. mit einem lediglich marginalen Zusatz von Selten-Erden-Elementen vergleichbare oder sogar bessere Eigenschaften aufweisen als heutige Hochleistungslegierungen mit Selten-Erden-Elementen. Damit soll der Einsatz Seltener Erden für den Leichtbau mit Magnesium vermieden und der entsprechende Bedarf an diesen kritischen Stoffen begrenzt werden. Innerhalb des Verbundvorhabens besteht die Aufgabe der MgF in der Entwicklung und Erprobung eines prinzipiell industrietauglichen Verfahrens zur Herstellung von Blech- und Bandhalbzeugen aus den neu zu entwickelnden hochfesten und duktilen Magnesiumlegierungen. Zunächst werden die Anforderungen an die zur SEE-Substitution zu wählenden Legierung und deren Verarbeitbarkeit in der GWA definiert. Mit der gewählten Legierung werden Gießwalzversuche im Pilotmaßstab durchgeführt. Im Rahmen der Prozessoptimierung wird die Verunreinigung der Legierung durch den Gießwalzprozess untersucht. Es wird eine für die Eigenschaftsoptimierte des Bleches geeignete Gießdüse hergestellt. Es werden 15t Material mit optimierter Textur und Eigenschaften gießgewalzt. Die umgesetzten Prozess- und Anlagenkonzepte werden dokumentiert.
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