Ganzheitliche, umweltfreundliche Lösungen vom Produkt bis ... · aachen, 7. und 8. mÄrz 2018 2....

AACHEN, 7. UND 8. MÄRZ 2018 2. FORMSTOFF-FORUM, ZUSAMMEN MIT DEM 44. AACHENER GIEßEREIKOLLOQUIUM

Ganzheitliche, umweltfreundliche Lösungen vom Produkt bis zur Anlagentechnik

Dirk Kiele-Dunsche — xpuris Frank Lenzen — ASK Chemicals GmbH


AGENDA

1. Emissionsreduzierung bei COLD-BOX Systemen

Information ECOCURETM BLUE Fallbeispiel 1: Fa. VDL Castings, Heerlen (ex. Componenta/ NL) Fallbeispiel 2: Fa. Düker, Laufach Fallbeispiel 3: ECOCURE™ BLUE als PAKETLÖSUNG Tech. Highlight - Sofortfestigkeiten Tech. Highlight - Deformation Emissionsprobleme in der Gießereiindustrie

2. Abluftreinigung neu gedacht – das ASK Chemicals Start-up xpuris Die xpuris UVP Technologie Aus Theorie wird Praxis: Die konkrete Umsetzung in einer Kernfertigung Anforderungen an die neue Technologie in Kernmachereien Was ist weiter zu erwarten?


RAHMENBEDINGUNGEN IN DENEN SICH GIEßEREIEN BEWEGEN

Gießerei Umwelt-auflagen

Konkurrenz Ausland

Investitions- druck

Wirtschaftliche Produktion

Personalbedarf

Komplexerer Guss


ÜBLICHE KOMPONENTEN EINER COLD BOX REZEPTUR

Basis: Phenol-Formaldehyd/MDI Monomer (Phenol/Formaldehyd) Umweltkompatible Lösemittel Lösemittel mit geringen Arbeitsplatz-Grenzwerten (Aromaten/TEOS/…) Additive mit geringen Arbeitsplatz-Grenzwerten

Standard Cold Box:


1) Sehr reaktive CB-Systeme 2) Lösungsmittel reduzierte CB-Systeme

ECOCURETM BLUE – OHNE GEFÄHRLICHE INHALTSTOFFE GEFÄHRLICHE STOFFE MÜSSEN IM SDB ERWÄHNT WERDEN…

Systeme Piktogramme Gefahrgut (gem. Kap.3 SDB)

System auf Aromatenbasis

Phenol, Aromaten, (Formaldehyd), Additive

Biodiesel-Systeme Phenol, (Formaldehyd), Additive

TEOS-Systeme Phenol, TEOS, (Formaldehyd), Additive

High-Efficiency-Systeme1)

Phenol, Additive

Solvent-Less Systeme2) Phenol, (Formaldehyd), Additive

KEINE Piktogramme

Teil 1 – KEINE Gefahrenklasse: < 1% freier Phenolgehalt; <0.1% freier Formaldehydgehalt


EMISSIONSQUELLEN IM GIEßEREIPROZESS

AGW – ARBEITSPALTZGRENZWERTE ( geregelt in TRGS 900 [Fassung 31.01.2018] )

TA –Luft


VERDUNSTEN: FLÜCHTIGE KOMPONENTEN IM COLD BOX SYSTEM Typische Rezepturen einer jeden Produktfamilie

AGW – ARBEITSPALTZGRENZWERTE ( geregelt in TRGS 900 [Fassung 31.01.2018] )

100

35

14

12

8

4,2

3,6

3,6

3,6

1,9

0,37

0,05

0 20 40 60 80 100 120

C9 Aromaten

Kohlenmonoxid

Ammoniak

Tetraethylsilikat

Phenol

Triethylamin (TEA)

N,N-Dimethylisopropylamin (DMIPA)

N,N-Dimethylethylamin (DMEA)

Dimethylpropylamin (DMPA)

Benzol

Formaldehyd

Diphenylmethan-4,4‘-di-isocyanat (MDI)

GRENZWERTE GEMÄß AGW IN [MG/M³]

AGW 12 mg/m³

AGW 100 mg/m³


ZERSETZEN: EMISSIONEN WÄHREND DES ABGUSSES UNTER LABORBEDINGUNGEN BTX-und Phenolmessungen in der Luft (Hoodstack-Methode)

0

50

100

150

200

250

300

350

Aromatische System

e/0,55% pro

Teil

Biodiesel-Systeme/0,55%

pro Teil

TEOS-System

e/0,55% pro Teil

High-Efficiency-Systeme/0,5%

proTeil

Solvent-Less-System

e/0,55%/0,45%

ECOCU

RE™ BLU

E/0,5% pro Teil

BTX mg/kg SandPhenol mg/kg Sand

Mit weniger freiem Phenol ermöglicht ECOCURE™ BLUE eine drastische Reduzierung der Phenol-Emissionen beim Abguss

TA –Luft


Fallbeispiel 1: Einsatz von ECOCURETM BLUE bei VDL Castings Heerlen


ZUSAMMENFASSUNG

Gussart 97 % S.G.Iron (incl. Simo, ADI); 3% Grey Iron

Gussteile • 8-200 kg, • (complex) cored • small and medium

size series • brackets, hubs, • housings, axles, • vessels, • hydraulic blocks, • turbo housings

Gussmenge max capacity. 35000 t /year; actual 1800 t / year

Gießtemperatur 1400 -1420 °C

Kernsand/ Formsand/Guss Verhältnis

250 kg Kernsand / 1t Guss Fe : Formsand / 1 : 5

Sandauffrischung Kernsand geht zu 100% in Formsandkreislauf ; Auffrischung 25 t/d bei 400 t Umlauf Sand

Speiser intensiv 80 % Wasserglas / 20% Cold-Box Speiser

Brackets for a Truck EN-JS 500 , 8 kg

Axle housing for a truck EN-GJS 500, 55 kg

Swing frame mini excavator EN-GJS 500, 16 kg

Housing hydraulic motor EN-GJS 400, 74 kg


TYPISCHE SANDREZEPTUREN BEI VDL CASTINGS HEERLEN

Formstoff 100 GT S55 70 GT S55 100 GT S55

Part 1 0.35 GT 0.40 GT 0.45 GT

Part 2 0.35 GT 0.40 GT 0.45 GT

Additiv - - 0.7 GT Basis

Holzmehl

Sondersand - 30 GT Sondersand -


WIE WURDEN DIE MESSUNGEN DURCHGEFÜHRT?

1. Die Fa. VDL hat die Fa. ALcontrol Laboratories beauftragt. Die Fa. ALcontrol Laboratories

hat regelmäßig über einen Zeitraum von 14 Monaten unabhängige Altsandanalysen durchgeführt.

2. Die Fa. Alcontrol Laboratories ALcontrol Laboratories zählt zu den größten unabhängigen europäischen

Labororganisationen mit verschiedenen Niederlassungen in ganz Europa. Labore: • Rotterdam, Niederlande • Langley, Großbritannien • Hawarden, Großbritannien • Linköping, Schweden Servicezentrum: • Clichy (Paris), Frankreich


MESSDDATEN BEWERTUNG – VERGLEICH VOR UND NACH EINFÜHRUNG ECOCURETM BLUE

●

Auszug Messprotokoll Substanz Per 01.2016 Per 03.2016 Reduzierung

Phenol 3,30 mg / kg 1,30 mg / kg - 60 %

�𝑲𝑲𝑲𝑲𝑲𝑲𝑲 2,50 mg / kg 0,29 mg / kg - 88 %

m-Kresol 0,08 mg / kg < 0,05 mg / kg o-Kresol 1,90 mg / kg 0,22 mg / kg - 88 % p-Kresol 0,49 mg / kg 0,07 mg / kg - 86 %

2,6 Dimethylphenol 0,16 mg / kg < 0,05 mg / kg > - 69% 2,4 Dimethylphenol 0,28 mg / kg < 0,05 mg / kg > - 83% ……….


ERGEBNISSE LANZEITMESSUNG: PHENOLGEHALT IM ALTSAND

2,2

1,9

1,4

1,8

2,5

3,4

1,7

1,1 1,3

0,5

1,7

0,34 0,1 0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

04.2015

07.2015

08.2015

09.2015

10.2015

01.2016

02.2016

02.2016

03.2016

04.2016

05.2016

06.2016

07.2016

Phen

olge

halt

(ml/k

g)

Typ. Rezeptur mit bei VDL : 0,35 GT Part 1 / Part 2 , im EISENGUSS !!


ZUSAMMENFASSUNG – VDL CASTINGS HEERLEN

Anforderungen Ergebnis Wunsch nach guten Gussergebnissen

- hohe thermische Beständigkeit - hohe Gussqualität

Reduzierung der Emissionen –kritische Anwohner

- Bindergehalt typischerweise 0,35/0,35 GT Part 1 / Part 2

- geringe Geruchsbelastung inner-und außerhalb der Gießerei

Reduzierung der Konzentration der Gefahrstoffe im Altsand– Kostensituation

- Phenolgehalt um bis zu 60 % abgesenkt - Phenole um bis zu 80 % abgesenkt - weitest gehender Verzicht auf

Sondersande


Fallbeispiel 2: Einsatz von ECOCURETM BLUE bei der Firma Düker


FALLBEISPIEL 2: FIRMA DÜKER, LAUFACH Höchste Effizienz möglichst emissionsfrei: Führender Gussteilhersteller setzt auf neue Cold-Box-Technologie. Der Verzicht auf kennzeichnungspflichtige Stoffe in Teil 1 ermöglicht es der Düker GmbH aus Laufach, Emissionen eindrucksvoll zu reduzieren.


Je weniger Organik…..

Reduktion der Cold-Box Bindermengen

Entwicklung der BTX - Emission

-66 % in Abluft

-34 % im Formsand


ENTWICKLUNG DER BENZOLEMISSIONEN Benzolemissionen in der Luft um 66% gesenkt Michael Poetzsch ist sehr zufrieden mit der Emissionsreduktion, die Düker mit dem Wechsel des Cold-Box-Binder-Systems erzielen konnte. „Der neue Binder erfüllt voll unsere Erwartungen an die Festigkeitseigenschaften des Kernsandsystems und die letztendlich daraus resultierende Gussteilqualität. Wir sind mit dem Ergebnis sehr zufrieden. Die Einführung des neuen Binders ist somit auf ganzer Linie als nachhaltig zu bezeichnen, da wir so hochwertige Gussteile sicher und wirtschaftlich herstellen können“, zeigt sich Poetzsch zufrieden.


ZUSAMMENFASSUNG: FIRMA DÜKER

Binderreduzierung um 22%

Reduzierung des Aminbedarfs um bis zu 40%

gute Festigkeiten

hochwertige Gussteile lassen sich sicher und wirtschaftlich herstellen drastische BTX Reduktion in der Abluft, insbesondere Benzol um 66% gesenkt Reduzierung des BTX im Grünsand um 34% Erwartungen vom Kunden voll erfüllt


Fallbeispiel 3: Einsatz von ECOCURETM BLUE als PAKETLÖSUNG bei einem Seriengießer


PRIMÄRE ZIELSETZUNG DES KUNDEN

1. Erhöhung der Wirtschaftlichkeit (Kostensenkung pro Kern) primär durch

• geeignete Wahl des Binders bzw. der Bindermenge

• geeignete Wahl des Additives bzw. der Additvmenge

• geeignete Wahl der Schlichte bzw. der aufgetragenen Schlichtemenge

2. Erhöhung der Produktivität

• kürzere Taktzeiten

• weniger Putzaufwand

• weitere Reduzierung der Ausschussquote


VERSUCHSÜBERSICHT Typ

0,36 Euro / Kern 1 Binder Teil 1 ISOCURE FOCUS 30 HE 1 LF 0,60 %

Teil 2 ISOCURE FOCUS 60 HE 1 LF 0,75 % Additiv VEINO 955/1 0,80 %

Schlichte MIRATEC MB 409 130 g / Kern @ 11,6''

Typ

0,38 Euro / Kern 2 Binder Teil 1 ECOCURE BLUE 30 HE 1 0,60 %

Teil 2 ECOCURE BLUE 60 HE 1 0,75 % Additiv VEINO 955/1 0,80 %


Typ

0,30 Euro / Kern 3 Binder Teil 1 ECOCURE BLUE 30 HE 1 0,55 %



Typ

0,29 Euro / KERN 4 Binder Teil 1 ECOCURE BLUE 30 HE 1 0,55 %



Typ

0,27 Euro / KERN 5 Binder Teil 1 ECOCURE BLUE 30 HE 1 0,55 %



Serie ALT

Serie NEU

Kosten - 25%


ERGEBNIS

Einführung von ECOCURE BLUE damit verbunden

• Binderreduzierung um 19 % und • Additivreduzierung um 50 %

Einführung der MIRATEC MB 417 Reduzierung der Schlichtemenge pro Kern um 30%

geringe Klebneigung – hohe Maschinen- und

Werkzeugverfügbarkeit Keine Blattrippen

Deformation in der Toleranz


WEITERE SYNERGIEN DURCH EINSATZ DER PAKETLÖSUNG MIT ECOCURE BLUE Binderreduktion Aminabsenkung Taktzeitreduktion ( von 16“ auf 9“)

Geringere Inanspruchnahme Aminwäscher Einsparung Säure/Entsorgung

Binderreduktion Klebeneigung Kernkastenverschmutzung höhere

Verfügbarkeit

Geringere Sandanbackungen

Weniger Trennmittel

Roboterhandling aktuell 16 Sekunden neue MIRATEC-Serie ermöglicht schnelleres stehen Handlingsverkürzung Taktzeitverkürzung

Deponiekosten geringe Phenol- und BTX-Belastung im Sand

Emissionsreduzierung Einhaltung von Grenzwerten


BESSERE UMWELTVERTRÄGLICHKEIT BEDEUTET KEINE SCHLECHTERE PERFORMANCE BEISPIEL: ANFANGSFESTIGKEITEN

SOFORTFESTIGKEITEN SIND CA. 10-25% HÖHER Typische marktübliche Systeme @ 0,7 GT Binder = ca. 150 N/cm² ECOCURE BLUE ® @ 0,57 GT Binder = ca. 150 N/cm²

A: Bindergehalt je Teil


BESSERE UMWELTVERTRÄGLICHKEIT BEDEUTET KEINE SCHLECHTERE PERFORMANCE BEISPIEL: DEFORMATION

DEFORMATION IST MIT NEUEN SYSTEMEN DEUTLICH REDUZIERT. Typische marktübliche Systeme @ 0,7 GT Binder Defo. niveau 1,5 mm ECOCURE BLUE ® @ 0,6 GT Binder Defo. Niveau nur bei 0,5 mm

A: Bindergehalt je Teil


ZUSAMMENFASSUNG WAS KANN EIN MODERNES BINDERSYSTEM LEISTEN ? 1. Signifikant höhere Anfangsfestigkeiten 2. Generelle Binderreduktion zwischen 10-25 % möglich 3. Maßhaltigkeit ist erhöht 4. Deutlich reduzierte Deformationsneignung 5. In Kombination mit speziellen Sandadditiven, Verzicht auf Sondersande teilweise

möglich 6. Trotz umweltfreundlichem Verhalten wirtschaftlich im Gesamtprozess Darüber hinaus ….. stark reduzierte Phenol , Formaldehyd und BTX Emissionen reduzierte Emission im Altsand deutlich reduzierter Geruch in der Kernmacherei deutlich reduzierter Aminverbrauch

TROTZ DEUTLICHER REDUZIERUNG DER EMISSIONEN, BLEIBT ES EIN

ORGANISCHES BINDERSYSTEM, WELCHES IMMER EMISSIONEN ERZEUGEN WIRD.

29

9. BDG-Umwelttag – 20.09.2018

xpuris Abluftreinigung neu gedacht

30

xpuris: Ein Unternehmen der ASK Chemicals

100%

Wer wir sind xpuris ist ein weltweit tätiges Unternehmen mit der Mission die Emissionen in Gießereien zu senken. Wir sind nicht an bestimmte Produkte, Systeme oder Lösungen gebunden, sondern frei für das Beste. Wir entwickeln die für Sie optimale Lösung, was Sie wirklich brauchen und weiter bringt.

Was wir machen Als Emissionär für eine Welt mit weniger Emissionen wollen wir Abluftreinigung neu denken, neu lösen und dabei neue Standards aufstellen. Dabei fokussieren wir uns konsequent an den Zielen unserer Kunden. Wir vereinen deshalb, was innovative Berater, erstklassige Umsetzer und richtig gute General-unternehmer auszeichnet.

31

360° Beratung – 100% Umsetzung – 24/7 Service

Lösungs-konzepte

Beratung Umsetzung After Sales

• Stauts-quo • Aufgabenstellung • Zieledefinition

• Anlagenkonzept • Automatisierung • Sicherheitskonzept

• Projektmanagemen

t • Gesamtkoordination • Inbetriebnahme

• Wartungs- und

Servicekonzept • Ersatzteilversorgun

g • 24h-Service

32

Das xpuris System und die Technologie

Abluft Reinluft

ACP (Advanced Catalytic Purifier)

UVP (Ultraviolet Purifier)

Photo-Oxidation

Wärme-tauscher

Heizer Katalysatoren Wärme-tauscher

ESP

Auf-

heizung der Luft

max. 300°C

Oxydatio

n der Schad-stoffe

Wärme-tauscher

zur Energie-

optimierung

Vor-

heizung der Luft

Partikel Filtration

Produktion der OH- Radikale,

Oxydation der Schadstoffe

33

Das xpuris ACP Modul – Advanced Catalytic Purifier

Abluftreinigung durch katalytische Oxidation:

Hocheffiziente Katalysatoren eliminieren mit einem niedrigen Energieaufwand die Schadstoffe, wie VOCs

Amine aus dem Abluftstrom.

34

Das xpuris UVP Modul – Ultraviolet Purifier

Abluftreinigung durch UV-Photooxidation:

Das UVP-Modul bildet den natürlichen Selbstreinigungsmechanismus der Erdatmosphäre ab und

verstärkt diesen um mehr als den Faktor 1000, um Schadstoffe wie VOCs, Amine und Benzol zu

entfernen.

35

Das xpuris ESP Modul – Electrostatic Purifier

Partikelabscheidung:

Das ESP-Modul sammelt die in der Luft enthaltene Partikel mittels einem elektrostatischem Filter.

Es wird als vor oder nachgelagertes System eingesetzt und reinigt sich automatisch.

36

UVP: Ultraviolet Purifier ACP: Advanced Catalytic Purifier

Aus Theorie wird Praxis – Umsetzung in einer Kernfertigung

ACP

UVP

WCP

ACP

Reinluft

37

Umsetzung in einer Kernfertigung - Reduktion bis zu 96%

Kern-

montage

Kern-lager

Ker

nsc

hie

ß-

mas

chie

ne

Trocken-

ofen

Werk-zeug

Phase 1: Vorreinigung

Phase 2: Hauptreinigung

Raum

UVP

Abluft

Abluft

-96% Abluft

ACP

Abluft

ACP

Abluft

Reinluft

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Ihre Vorteile mit xpuris

Best mögliche Reinigungsleistung durch innovative und ganzheitliche Gesamtlösungen Einhaltung von heutigen und zukünftigen gesetzlichen Grenzwerten Reduzierung der Betriebskosten durch energieeffiziente Systeme mit bedarfsgesteuerter

Automatisierung und maximaler Systemverfügbarkeit Erhöhung der Betriebssicherheit durch permanente Überwachung und Regelung der

Reinigungsanlage möglich Zukunftssicherheit durch modularen und erweiterbaren Aufbau

39

Besuchen Sie unsere Demo-Anlage bei der ASK Coretech in Fuldabrück

40

Zukunft schaffen. Und Zukunft sichern

www.xpuris.com www.ask-chemicals.com

Wir nehmen Emissionen persönlich – sprechen Sie uns an!

xpuris GmbH Zollhof 2a (Grand Bateau)

40221 Düsseldorf Telefon: +49 211 30 212 300

E-Mail: [email protected] Website: www.xpuris.com

Vielen Dank für Ihr Interesse


Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit ! Glück Auf !

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