Projekt 16299/01

Aufbau einer Demonstrationsanlage-/Pilotanlage zur umweltverbessernden und energiesparenden Zwischenstufenvergütungs-Härteanlage

Projektdurchführung

Josten & Bock GmbH
Röntgenstr. 28
57439 Attendorn

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Mit der Demonstrationsanlage (Gesamtinvestition ca. 2,5 Mio. DM) sollen neue, innovative Verfahrenstechniken in der Härtetechnologie erstmalig miteinander kombiniert werden. Dabei geht es um die Reduzierung von Prozessenergie, Härtesalz-Verbrauch und Härtesalz-Sondermüllaufkommen. Die Schutzgaserzeugung soll statt mit Stickstoff und Methanol mit Erdgas und Luft realisiert werden. Ein Ökoauditsystem soll das Projekt begleiten und ggf. Ansätze für weitere Verbesserungen aufzeigen.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenEin energiesparender, mit Rekuparationsbrennern ausgestatteter Durchlaufhärteofen mit SiC-Muffel, der die Schutzgaserzeugung aus Erdgas und Luft realisiert und dabei die Gaszusammensetzung mit einer Lambda-Sonde sensorisch kontrolliert, soll aufgebaut und zur deutlichen Energiekostensenkung und der Vermeidung teuerer Rohstoffe führen. Eine im quasi geschlossenen Betrieb arbeitende Salzzentrifuge soll den Wirkungsgrad der Salzentfernung von den Härtegutteilen durch Zentrifugation im warmen Zustand verbessern. Ein optimiertes Teile-Spülsystem mit einer Salzrückgewinnung in einem speziellen Verdampfer soll aufgebaut und durch ständige Messung der Leitfähigkeit der Regenerationszustand der Spülbäder konstant gehalten werden. Ein projektbegleitendes Ökoaudit soll durchgeführt werden und nach Möglichkeit weitere Ansätze für Energie und umweltverbessernde Maßnahmen liefen.


Ergebnisse und Diskussion

Mit der im Rahmen des Vorhabens errichteten Demonstrations- und Pilotanlage für die Härtung von Teilen nach dem Verfahren der Zwischenstufenvergütung (Bainithärtung) ist es gelungen, innovative Verfahrenstechniken des Härtens ohne Anlassen erstmals miteinander zu kombinieren.

Die angestrebten Verfahrensparameter wurden nach Optimierungen in der Phase der Inbetriebnahme mit Abschluss des Vorhabens erreicht.

Bei der Erzeugung des Schutzgases für den Härteprozess konnte auf die üblichen Medien Stickstoff und Methanol verzichtet werden. Alternativ dazu wird das Schutzgas nunmehr aus Erdgas und Umgebungsluft gewonnen. Die Teilereinigung (Entfettung) vor dem Härteprozess hat zu Verbesserung der Härteergebnisse geführt. Die Forderung nach einer weitgehenden Rückführung des Härteguttransportbandes innerhalb des Ofens wurde umgesetzt und die Abkühlung des Bandes auf eine optimale Temperatur realisiert (Berücksichtigung der Temperaturen am Arbeitsplatz zum Auflegen bzw. Bestücken des Bandes - Verbrennungsgefahr!).

Die ökologischen und ökonomischen Kennzahlen des Härteverfahrens haben sich gegenüber dem bisherigen Stand der Technik deutlich verbessert.
- Erdgasverbrauch sank trotz der Erzeugung von Schutzgas aus Erdgas auf 59%.
- Verbrauch an Härtesalz konnte um ca. 87 % auf 0,5 kg/1.000 kg Härtegut reduziert werden.
- Entsorgungspflichtiger Salzabfall reduzierte sich um ca. 87% auf 0,1 kg / 1.000 kg Härtegut.
- Durch die weitgehend abgeschlossene Bauweise der salzführenden Aggregate sind die Verluste durch Verdunstungen oder Ausgasungen des Härtesalzes deutlich gesunken.
- Arbeitsbedingungen haben sich für die Mitarbeiter spürbar verbessert.
- Durchlaufzeit in der Härterei konnte durch die Teilautomatisierung bzw. Automatisierung des gesamten Härteprozesses reduziert werden.
- Innerbetrieblichen Anwendungen für Transport und Beschickung zwischen den einzelnen Stationen sanken deutlich.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Vor dem Hintergrund des erfolgreichen Projektverlaufes haben die beteiligten Unternehmen im Rahmen der allgemeinen vertrieblichen Aktivitäten das Projekt präsentiert. Dazu wurden und werden Fachbeiträge veröffentlicht und Informationen über Anlagenkonfiguration in der Branche verbreitet. Diese Maßnahmen sollen durch turnusmäßige Hausmessen, Symposien und Workshops der Hersteller unterstützt werden.
Die JOB Josten & Bock GmbH konnte im Frühjahr 2000 durch die Teilnahmen an der Hannover-Messe und der TUBE in Düsseldorf Kunden bzw. potentiellen Interessenten das Verfahrenskonzept vorstellen. Diese Präsentation trug dazu bei, die Marktstellung des Unternehmens zu verbessern.
Kontaktadressen:
Josten & Bock GmbH
Röntgenstraße 28, 57439 Attendorn, Tel.: 02722 /9381-3, Fax: 02722 /9381-40


Fazit

Der erreichte Entwicklungsstand und die bisherigen Betriebserfahrungen mit diesem innovativen und energiesparenden Anlagenkonzept lassen die Aussage zu, dass das Verfahren eine deutliche Verbesserung gegenüber herkömmlichen Anlagen der Zwischenstufenvergütung (Härtetechnologie) darstellt. Dies trifft sowohl auf die verringerten Umweltbelastungen als auch reproduzierbarere Qualitätsverbesserungen bei den Härteergebnissen in Verbindung mit einer höhere Produktivität zu. Es ist möglich, die Ergebnisse aus dieser Technologie auf andere Härteverfahren (mit und ohne nachfolgendes Anlassverfahren) zu übertragen.
Mit der begonnenen Einführung des Umweltmanagementsystems gemäß DIN EN ISO 14001 wurde ein kontinuierlicher Verbesserungsprozess zur Reduzierung der noch vorhandenen Wärmequellen eingeleitet. Die Josten & Bock GmbH plant, bisher noch nicht genutzte Abwärme für andere Prozesse einzusetzen.
Es handelt sich um ein sehr gutes Projekt, welches in der Härtetechnologie eine besondere Wirkung entfaltet. Die Zielsetzungen einschließlich der zeitnahen Umsetzungsperspektiven sind in jeder Hinsicht erreicht.