Projekt 26736/01

Demonstration und Optimierung einer umweltfreundlichen, salpetersäurefreien Anlage mit Vakuumdestillation für das Beizen von Edelstahlteilen

Projektträger

Stahlrohr & Filter GmbH
Hemmersweg 76
33397 Rietberg
Telefon: 05244-939407-0

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Im Rahmen der Sitzverlegung des Unternehmens von Hilchenbach nach Rietberg und dem damit verbundenen Neubau der Produktionshalle wurde entschieden, den Beizprozess zukünftig eigenständig und umweltfreundlich zu gestalten.
Im Fokus der Umweltbilanz standen dabei einerseits eine hohe Belastung durch Transportfahrten zwischen Unternehmen und Beize, andererseits die Belastung durch entstehenden Sonderabfall im Falle des konventionellen Beizens mittels Salpetersäurebädern.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenEs sollten Rohre und Filter aus Edelstahl nach dem Produktionsvorgang gebeizt werden, um eine hohe Oberflächengüte zu erreichen. Die Rohre und Filter finden in der Wasserversorgung, speziell im Brunnenausbau Verwendung. Die fertig gestellten Rohre werden im Tauchverfahren in die Beize eingebracht und verbleiben dort, bis die gewünschte Oberflächengüte erreicht worden ist. Danach werden die Rohre entnommen und klargespült. Die Beizanlage arbeitet dabei mit TOP-Acid Tauchbeize, die salpetersäurefrei ist. Auf einen Abluftwäscher wurde in Folge dessen verzichtet. Beim TOP-Acid Beizverfahren wird ein sonderstabilisiertes Wasserstoffperoxid (Handelsbezeichnung TOP-Oxidator) eingesetzt, um das Redoxpotenzial in der Beizsäure zu halten.
Die Zudosierung des TOP-Oxidators erfolgt durch eine automatische Redox-Mess- und Dosieranlage.
Die Beizanlage arbeitet mit einer Vakuumdestillationsanlage. Anfallendes Spül- und Schmutzwasser wird auf einen PH Wert von 10,5 angehoben und anschließend verdampft. Es verbleibt dann 50 °C warmes destilliertes Wasser, welches wieder in dem Prozess zum Abspülen von Beizteilen eingesetzt werden kann.
Somit handelt es sich um ein geschlossenes System und es fallen die sonst mit einer Beizanlage verbundenen hohen Abwasserentsorgungsmengen (4 m³/Mg Edelstahl) nicht an. Durch den geschlossenen Wasserkreislauf werden belastetes Abwasser und belastete Abluft vermieden.


Ergebnisse und Diskussion

Am 10.11.2008 fand die Abnahme der Edelstahlbeize der Firma S & F statt. Die Absicht des Unternehmens bestand darin, den zur Fertigung von Edelstahl notwendigen Beizvorgang umweltfreundlich zu gestalten. Dafür wurde eine Verfahrenskombination aus wieder verwertbarer Beize ohne Salpetersäure und Vakuumdestillation zur Rückgewinnung des Spülwassers in Betrieb genommen.
Die erzielten Ergebnisse sind ökologisch und technologisch zufriedenstellend:
- Einwandfreies Beizergebnis
- Nach Eingewöhnungsphase nur selten Störungsmeldung
- Geringer Beizmediumverbrauch (1,8 m³ Flusssäure in fast einem Jahr, 0,17 l/m² Edelstahl)
- 98 %-ige Rückgewinnung des Spülwassers
- Minimaler Frischwasserverbrauch
- Keine Abwasserproduktion
- Keine betriebliche Abwasserreinigung notwendig
- Keine Freisetzung von Stickoxiden
- Keine Abluftreinigung notwendig
- Geringe Abfallmengen durch hohe Aufkonzentration in Destillation (2 % Konzentrat, 0,011 Mg Abfall/ Mg Edelstahl)
- Hohe Energieersparnis durch geringen Energiebedarf Vakudest®-Anlage sowie durch Wegfallen der Abwasser- und Abluftreinigung
- Stark verminderter CO2-Ausstoß durch eingesparte Transportfahrten
- Kostenersparnis von ca. 8 %

Bisher sind die Beizzeiten ausreichend. In Zukunft ist eventuell eine Verkürzung der Aufenthaltszeiten des Edelstahls in der Beize, durch Einstellungsoptimierungen (erhöhte Beizbadtemperaturen und/oder Erhöhung der Säurekonzentration) notwendig.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die Anlage ist im Rahmen der 125-Jahr-Feier der Unternehmensgruppe Konrad Stückerjürgen am 17./18.10.2009 der breiten Öffentlichkeit vorgestellt worden. An den beiden Tagen haben sich 250 geladene Gäste und rund 600 interessierte Besucher, darunter sowohl Fachpublikum als auch Laien, über das Verfahren informieren lassen. Die Funktionsweise der Anlage wurde durch sachkundige Mitarbeiter erläutert und auf die Bezuschussung durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt hingewiesen.
Mit Bezug auf das 125-jährige Jubiläum wird auch im Internetauftritt des Unternehmens auf die umweltfreundliche Edelstahlbeize und die Auszeichnung durch die DBU hingewiesen.


Fazit

Die Umstellung von der externen, konventionellen Beizung auf die betriebsinterne, umweltfreundliche Beizung ist geglückt. Das Beize arbeitet absolut zufriedenstellend und in vieler Hinsicht umweltschonend.