IPA - Home > Abfallsteckbrief - 1009 Eisen- und Stahlgießereien, Stand 17.03.2009

Herkunft und charakteristische Zusammensetzung

 

 

Herkunft

Allgemein

Eisen- und Stahlgießereien stellen Werkstücke für viele Anwendungsgebiete her (z. B. Fahrzeuge, Maschinen, Geräte aller Art, Bauteile für den Ingenieurbau). Neben dem eigentlichen Gießprozess sind dazu noch andere Verfahrensschritte umzusetzen. Die graphische Darstellung im vorangegangenen Kapitel stellt diese Prozesse, ihr Zusammenspiel und die jeweiligen Anfallorte der hier beschriebenen Abfälle (Gruppe 1009 Abfälle vom Gießen von Eisen und Stahl) im Überblick dar.

Dem Gießprozess vorgelagert sind das Schmelzen der metallischen Werkstoffe (Eisen, Stahl) und die Herstellung der Giessformen sowie der Kerne. Nach dem Abguss und einer Abkühlphase erfolgt die Gussstückentnahme, also die Trennung des Gussstücks von den thermisch belasteten Giessformen und Kernen. Die Form- und Kernsande werden in der Regel einer Sandregenerierung oder Sandaufbereitung, mit dem Ziel, die regenerierten Sande innerbetrieblich wieder für die Form- und/oder Kernherstellung einzusetzen, zugeführt. Die Gussstücke werden in der Regel nachbehandelt (Reinigung, mechanische Bearbeitung, thermische Behandlung) und geprüft (z. B. Rissprüfung).

100903 Ofenschlacke

Die Ofenschlacken entstehen überwiegend beim Aufschmelzen der Einsatzstoffe, wie Roheisen, Eisen- und Stahlschrott oder metallisches Kreislaufmaterial (Angüsse, Abfälle aus der mechanischen Bearbeitung, Fehlchargen, Ausschuss) im Elektro- oder Kupolofen. In geringerem Maß fallen Schlacken auch in den Warmhalteöfen an, in denen das flüssige Eisen vor dem Gießen auf Temperatur gehalten wird. Die festen, stückigen Schlacken bilden sich aus Ofenfutterabbrand, Sandanhang, Verunreinigungen und den Zuschlagstoffen.

Hauptbestandteile der Kupolofen- und der Elektroofenschlacke sind Oxide des Siliziums, Eisens, Mangans, Calciums, Magnesiums und Aluminiums. Menge und Zusammensetzung werden durch die Einsatz- und Zuschlagstoffe, den Ofentyp und die Prozessf??hrung bestimmt.


100905* gefährliche Stoffe enthaltende Gießformen und -sande vor dem Gießen
100906 Gießformen und -sande vor dem Gießen mit Ausnahme derjenigen, die unter 100905 fallen

Gießformen für den Eisenguss werden meist aus Sand hergestellt, dessen Form mit anorganischen Bindemitteln (z. B. Bentonit, Zement und Kaolinit) oder organischen Bindemitteln (z. B. Phenol- oder Furanharz) stabilisiert wird. Man unterscheidet bei Gießformen zwischen den Kernen und den Formen, die die innere bzw. äußere Oberflächengestalt des Gussteils bestimmen.

Nicht abgegossene Form- oder Kernsande sind nicht temperaturbelastet und können neben Neusand bzw. wieder eingesetztem Altsand nicht ausgehärtete Bindemittel und ggf. weitere Zusatzstoffe, z. B. Glanzkohlenstoffbildner und Schlichte, enthalten.

Als Regelvermutung gilt, dass Sande mit organischen Bindern als gefährlicher Abfall der AS 100905* zuzuordnen sind. Sande mit anorganischen Bindern stellen eher nicht gefährliche Abfälle dar (AS 100906).

100907* gefährliche Stoffe enthaltende Gießformen und -sande nach dem Gießen
100908 Gießformen und -sande nach dem Gießen mit Ausnahme derjenigen, die unter 100907 fallen

Gießformen nach dem Gießen sind temperaturbelastet und enthalten neben den Formsanden mit überwiegend anorganischen Bindemitteln (Bentonit, Zement oder Kaolinit) abgegossene Kerne mit verbrannten bzw. pyrolysierten organischen Bindemitteln, z. B. Zersetzungsprodukte der Phenolharze. Zudem sind Glanzkohlenstoffbildner, Schlichte und eventuell geringe Metallanteile enthalten. Diese Abfälle werden auch als Gießereialtsand bezeichnet.

Auch hier gilt, dass Altsande aus Sandsystemen mit anorganischen Bindern in der Regel nicht gefährliche Abfälle darstellen (AS 100908) und dass Altsande, die ganz oder teilweise aus organisch gebundenen Form- und Kernsanden entstehen, ggf. als gefährliche Abfälle klassifiziert werden müssen (AS 100907*).

100909* Filterstaub, der gefährliche Stoffe enthält
100910 Filterstaub mit Ausnahme desjenigen, der unter 100909 fällt

Filterstäube entstehen überwiegend bei der Reinigung der Ofenabgase, der Prozessabluft aus der Altsandaufbereitung, der Gussstückentnahme sowie -nachbearbeitung und in geringem Maße der Abluft aus dem Gießprozess sowie dem Formenbau. Sie werden im Allgemeinen mit Gewebefiltern aus der Abluft abgeschieden.

Stäube aus der Reinigung der Ofenabgase enthalten überwiegend Eisenoxid, Oxide der anderen eingesetzten Metalle, Aschen des Brennstoffs, dem Einsatzmaterial anhaftende Verunreinigungen und unverbrannte Zuschlagstoffe. Filterstäube der Ofenabgase können, je nach Einsatzstoff, mit Dioxinen/Furanen (PCDD/PCDF) belastet sein.

Filterstäube aus der Reinigung der Abluft aus der Formen- und Kernherstellung, Sandregenerierung, Schleiferei und Entgraterei enthalten vorwiegend die Feinanteile der Sande, Eisenpartikel (bis zu 50 %) und ausgehärtete, thermisch belastete Reste des Bindemittels. Filterstäube aus dem Gießprozess oder Sandregenerierung können Dioxine und Furane (PCDD/PCDF) enthalten, sofern organische Schlichte verwendet wird.


100913* Abfälle von Bindemitteln, die gefährliche Stoffe enthalten
100914 Abfälle von Bindemitteln mit Ausnahme derjenigen, die unter 100913 fallen

Bindemittel werden zur Verfestigung der Form- und Kernsande benötigt. Bindemittelreste sind unverbrauchte oder überlagerte Rückstände aus Bindemitteln. Je nach Sandsystem handelt es sich hierbei um anorganische Bindemittel, z. B. Bentonit, Zement und Wasserglas, oder organische Bindemittel, z. B. Phenolharze.


100915* Abfälle aus rissanzeigenden Substanzen, die gefährliche Stoffe enthalten
100916 Abfälle aus rissanzeigenden Substanzen mit Ausnahme derjenigen, die unter 100915 fallen

Nach der Herstellung werden die Werkstücke elektronisch oder mittels Farbeindringverfahren auf mögliche Risse geprüft. Dabei werden, je nach Verfahren, Prüfmittel mit fluoreszierenden oder nicht fluoreszierenden Farbpigmenten trocken, als Suspension oder Spray, eingesetzt. Abfälle entstehen durch überlagerte Substanzen (Konzentrate) und durch das Abwaschen des Farbeindringmittels von der Metalloberfläche mit Reinigungsmitteln wie z. B. 2-Propanon oder 2-Butanon.

 

Charakteristische Zusammensetzung

Inhaltsstoffe Gehalte / Konzentrationen Erläuterungen
10 09 03 Ofenschlacke (Beispiel: Kupolofenschlacke)
Feststoff
Silizium SiO2 25 - 60 %TS
Eisen FeO 1 - 20 %TS steigt mit zunehmendem Verbrennungsverhältnis (CO2/(CO2+CO))
Mangan MnO 2 - 4 %TS
Calcium CaO 20 - 40 %TS aus Kalksteinzusatz und Futterabbrand
Magnesium MgO 1 - 3 %TS
Aluminium Al2O3 4 - 15 % TS
Andere NE-Metalle, z. B. Blei, Kupfer, Nickel, Chrom, Zink (als Oxide) < 0,05 %TS entsteht aus Fremdmetallbeimischungen
Eluat
pH-Wert 7,5 - 10
Leitfähigkeit 35 - 350 µS/cm
TOC ca. 5 mg/l
Summe NE-Metalle < 1 mg/l NE-Metalle einzeln: je nach Herkunft, allgemein < 0,1 mg/l
100907* gefährliche Stoffe enthaltende Gießformen und -sande nach dem Gießen; 100908 Gießformen und -sande nach dem Gießen mit Ausnahme derjenigen, die unter 100907 fallen (Beispiel: Altsande aus Kaltharzsand-Kreislauf )
Feststoff
Kohlenstoff 1,5 - 3,8% TS
Schwefel 0,01 - 1,7% TS
Eisen ges. 0,2 - 0,5 %TS Abrieb von Gussteilen
Glühverlust ges. 2,2 - 5,5 %TS organ. Reste von Schlichten und Glanzkohlenstoff
Eluat
pH-Wert 6 - 8,5
Leitfähigkeit 400 - 900 µS/cm
DOC 8 - 120 mg/l gelöster, organisch gebundener Kohlenstoff
Summe NE-Metalle < 1 mg/l NE-Metalle einzeln: je nach Herkunft, allgemein < 0,1 mg/l
100909* Filterstaub, der gefährliche Stoffe enthält; 100910 Filterstaub mit Ausnahme desjenigen, der unter 100909 fällt(Beispiel: Filterstaub aus der Aufbereitung von anorganisch gebundenem Altsand )
Feststoff
Quarzsand 85 - 98 %TS davon Feinkornanteil (< 63 µm) ca. 15 %TS
Kohlenstoff 0,2 - 9 %TS
Schwefel 0,2 - 1 %TS
Eisen ges. 0,5 - 5 %TS Abrieb von Gussteilen
Eluat
pH-Wert 7-10
Leitfähigkeit 2.500 - 12.000 µS/cm
Abdampfrückstand 600 - 5.000 mg/l erhöhte Chlorid-, Sulfat- und Ammoniumgehalte
TOC 20 - 50 mg/l
Summe NE-Metalle < 1 mg/l NE-Metalle einzeln: je nach Herkunft, allgemein < 0,1 mg/l

 

Glossar
  KupolofenSchachtofen, ähnlich dem Hochofen, in dem Metalle geschmolzen werden können und der häufig in Gießereien eingesetzt wird
  BentonitGestein, das eine Mischung aus verschiedenen Tonmineralien enthält und eine starke Wasseraufnahme- und Quellfähigkeit aufweist
  KaolinitSchichtsilikat und typischer Vertreter der Tonminerale, das u. a. zur Herstellung von Porzellan verwendet wird
  PhenolharzePhenol-Formaldehyd-Harze (PF), Kunststoffe aus der Gruppe der Duroplaste, oberflächenhart, temperatur- und chemikalienbeständig, Verwendung als Harzformteile (gepresst oder gegossen), auch für Holzverbundstoffe
  FuranharzKunstharz, das aus Furfurylalkohol, meist in Gegenwart von Harnstoff und Formaldehyd, entsteht und als Bindemittel in Leimen und Formsanden dient
  PCDD/PCDFpolychlorierte Dibenzodioxine und Dibenzofurane, Sammelbezeichnung für ähnlich aufgebaute, chlorierte organische Verbindungen, die hauptsächlich bei thermischen Prozessen von organischen Materialien anfallen, giftig (u. a. krebserzeugend), fettlöslich, bioakkumulierbar, persistent, unterfallen der POP-Verordnung (im Anhang IV aufgeführt)
  GlanzkohlenstoffbildnerZusatzstoffe für Gussformen aus Kohlenwasserstoffen (wie Steinkohlenstaub, Bitumenpulver, Harzpulver oder Ölen), die sich bei Erhitzung während des Gießprozesses verflüchtigen, thermisch zersetzen, eine reduzierende Atmosphäre um den Gusskörper bilden und sich als Glanzkohlenstoff auf der Oberfläche der Form ablagern, wodurch die Benetzung durch den flüssigen Gusswerkstoff und dessen Eindringen in die Poren des Formsandes verhindert wird
  Schlichtein der Gießerei: Überzug aus fein gemahlenen feuerfesten Stoffen für Formen und Kerne, um die poröse Formteiloberfläche zu glätten und vor thermischer Belastung durch die Metallschmelze zu schützen
  AcetonTrivialname für 2-Propanon, ein organisches Lösemittel und Ausgangsstoff für zahlreiche Synthesen, Flüssigkeit und Dampf leicht entzündbar
  2-ButanonLösungsmittel, nicht zur Reinigung von Kunststoffgegenständen geeignet, da sogar Kunststoffe gelöst werden, schnell verdunstende, brennbare Flüssigkeit, mit sehr leicht entzündlichen Dämpfen, mit Luft entstehen explosive Gemische, die schwerer als Luft sind, Entzündung schon durch heiße Gegenstände möglich.

 

Quellenverzeichnis
(Quellen, wenn nicht anders angegeben, in der aktuellen Fassung)
  EU - Europäische Union
  DE - Bundesrepublik Deutschland
  BW - Baden-Württemberg
  NI - Niedersachsen
  SN - Sachsen