Titel: HERMANNS: Die Verwertung von Abfällen aus Eisen- und Stahlgießereien usw.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1920, Band 335 (S. 185–188)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj335/ar335043

Die Verwertung von Abfällen aus Eisen- und Stahlgießereien insbesondere die Rückgewinnung des Abfalleisens aus dem Schutt.

Von berat. Ingenieur Hubert Hermanns, Berlin-Pankow.

Die Rückgewinnung und Verwertung von Abfällen jeglicher Art ist unter den derzeitigen wirtschaftlichen Verhältnissen von großer Wichtigkeit geworden. Bekanntlich liegt die Verwertung der Abfälle in den Gießereien zum Teil noch sehr im argen; man pflegt mit dem wirklichen Schutt, der nicht mehr weiter verwendet werden kann, auch Eisen, Sand, feuerfeste Stoffe usw. abzufahren. Dabei muß darauf hingewiesen werden, daß die Rückgewinnung der meisten Abfallstoffe nach entsprechender Aufbereitung nach den neueren Erfahrungen verhältnismäßig leicht ist und sich mit einfachen Mitteln durchführen läßt. Insbesondere hat man in zahlreichen Anlagen in Deutschland mit Rückgewinnung des Eisens aus dem Schutt auf elektromagnetischem Wege sehr günstige wirtschaftliche Erfahrungen gemacht. Infolge der außerordentlichen Preissteigerung für Roheisen auf dem internationalen Eisenmarkte einerseits und der Schwierigkeit bei der Beschaffung der erforderlichen Roheisenmengen andererseits haben die wirtschaftlichen Grundlagen auch der Eisenrückgewinnung sich vollständig verschoben.

Textabbildung Bd. 335, S. 185
Textabbildung Bd. 335, S. 185

Nach praktischen Erfahrungswerten beträgt der Verlust an Eisen in der Schlacke und im Schutt 1 bis 3 v. H. der Gußwarenerzeugung, hierzu kommen noch 2,0 v. H. Eisenverluste im Formsand und 1 bis 1,5 v. H. Abbrand infolge chemischer Einflüsse beim Umschmelzen. Die Zahlen sind natürlich in den einzelnen Gießereien sehr verschieden, in gut geleiteten Gießereien sind sie geringer, in weniger sorgfältig geleiteten Betrieben höher, nach mittleren Erfahrungswerten kann man annehmen, daß die Eisenverluste, abgesehen von dem durch chemische Einflüsse im Ofen bedingten Abbrand in Eisen- und Stahlgießereien, 3 bis 7,5 v.H. der Gußwarenerzeugung betragen.

Die elektromagnetische Aufbereitung von Schutt zur Wiedergewinnung des Eisens beruht auf dem Grundsatze, daß das eisenhaltige Material in den Bereich von Elektromagneten gebracht und von diesen angezogen wird, während das unmagnetische Gut der Einwirkung durch die magnetischen Kraftlinien nicht unterliegt. Im praktischen Betriebe bedient man sich hierzu der Magnettrommel, die meist aus einem feststehenden Magnetsatz und einem sich um diesen drehenden Trommelmantel besteht. Die grundsätzliche Arbeitsweise zeigt Abb. 1. Im praktischen Betriebe ist man natürlich bestrebt, die mit der Aufbereitung verbundenen Arbeiten möglichst weitgehend selbsttätig zu gestalten, um an Löhnen zu sparen. In der Hauptsache handelt es sich darum, eine selbsttätige Beschickung der Trommel zu erreichen, außerdem müssen geeignete Maßnahmen getroffen werden, um die entfallenden Endprodukte der Aufbereitung in metallisches Eisen und wertloses Material getrennt mit möglichst einfachen Mitteln abfahren zu können. Abb. 2 zeigt eine einfache Anordnung für geringe Leistungen unter Verwendung eines Förderbandes zur Zuführung des Gutes und einer zwischen der Abwurftrommel und der Magnettrommel eingeschalteten einfachen Rutsche, Eisen und Schutt werden von getrennten Behältern aufgefangen und mit diesen abgefahren. Abb. 3 zeigt eine andere Anordnung mit Schüttelrutsche.

Für größere Leistungen ist es meist zweckmäßig, geeignete Fahrzeuge und Transportvorrichtungen vorzusehen, |186| die das Material an die Anlage heranbringen und durch einen Elevator auf die höher liegende Magnettrommel schaffen. In einzelnen Fällen ist es zweckmäßig, das Material vor der Aufbereitung zu zerkleinern, dies trifft z.B. bei Kupolofenschlacke zu. Der Brecher wird zwischen Elevator und Magnettrommel geschaltet und durch den Becherelevator beschickt; man kann auch die Schlacke erst zerkleinern und dann erst durch den Elevator hochfördern, Abb. 4.

Textabbildung Bd. 335, S. 186

Die Bauart und Ausrüstung einer Anlage zu elektromagnetischer Aufbereitung von Gießereiabfällen richtet sich nach:

a) der Höhe der Erzeugung,

b) der Art der erzeugten Stücke,

c) der Höhe der gezahlten Handarbeiterlöhne,

d) den Kraftverhältnissen,

e) den Preisen für Roh- und Hilfsstoffe,

f) der Art der Schuttabfuhr.

Die in einem Betriebe vorliegenden Arbeitsverhältnisse beeinflussen die Wirtschaftlichkeit der Rückgewinnung des Abfalleisens insofern, als bei niedrigen Lohnsätzen das Ergebnis günstiger ist.

Im allgemeinen sind die Bedingungen für die elektromagnetische Aufbereitung in solchen Betrieben am günstigsten, wo niedrig gespannter Gleichstrom zur Verfügung steht, da die Magnete nur mit Gleichstrom erregt werden können. Dagegen muß Drehstrom in einem besonderen Umformer in Gleichstrom umgewandelt werden. Hierdurch werden die Anlagekosten erhöht; außerdem ist mit einem Umformerverlust zu rechnen.

Textabbildung Bd. 335, S. 186

Die Preise der Roh- und Hilfstoffe sind für den Betrieb einer Aufbereitungsanlage insofern wichtig, als es hierdurch unter Umständen möglich ist, einen Teil der benötigten Stoffe: Eisen, Brennstoffe, Sand, feuerfeste Baustoffe usw. aus den Ergebnissen der Aufbereitung zu decken. Wo neuer Sand sehr teuer ist, wird es sich meist lohnen, den alten Sand in möglichst großem Umfange wieder nutzbar zu machen. Die hohen Brennstoffpreise machen die Rückgewinnung der unverbrannten Koksstücke lohnend. Die Zerkleinerung der Schlacken empfiehlt sich deswegen, weil einerseits das darin enthaltene Eisen einen hohen Wert besitzt, anderseits die Schlacken in gemahlenem Zustande zu Schlackensteinen verarbeitet werden können.

Natürlich muß die Aufbereitungsanlage den besonderen Verhältnissen eines Betriebes angepaßt werden. Für kleine Betriebe kommt nur ein magnetischer Scheider von einfacher Bauart, der leicht zu bedienen ist und von der einen Stelle des Betriebes zu einer anderen gebracht werden kann, in Betracht. Zweckmäßig ist es, die Maschine so einzurichten, daß sie durch den Kran bewegt werden kann. Der Motor ist vollständig eingekapselt und treibt durch Riemenvorgelege die Trommel und eine Schüttelrutsche zur gleichmäßigen Beschickung der Trommel an. Einfache Maschinen dieser Art werden mit der Handschaufel beschickt. Der wertlose Schutt fällt über eine Schurre unmittelbar ab, während das rückgewonnene Eisen auf ein unter der Trommel liegendes Schüttelsieb gelangt, das zur Reinigung des Eisens von Sand und Staub dient, um ein möglichst reines Eisen zu gewinnen.

Aufbereitungseinrichtungen für größere Betriebe und entsprechend größere Leistungen werden zweckmäßig durch Becherwerke beschickt. Außerdem ist es bei solchen Anlagen zweckmäßig, das rückgewonnene Eisen nach seiner Größe zu trennen, da das gröbere Eisen einen höheren Verkaufswert besitzt als das feine Eisen. Manchmal ist es in solchen Fällen vorteilhaft, die Maschine fahrbar zu machen, um den Transport nach Möglichkeit zu beschränken. Fahrbare Aufbereitungsmaschinen sind besonders für Gießereibetriebe mittlerer Größe vorteilhaft. Die Entscheidung der Frage, ob man die Maschine fahrbar oder ortsfest ausgestaltet, wird auch dadurch beeinflußt, ob die Fahrgleise bereits vorhanden sind oder noch erst verlegt werden müssen.

Textabbildung Bd. 335, S. 186

Der Betrieb mit einer fahrbaren Maschine würde praktisch derart einzurichten sein, daß die Maschine nach einem festen Plan an bestimmten Tagen an bestimmte Stellen des Betriebes geschafft wird und hier das in der Zwischenzeit aufgespeicherte Material aufarbeitet. Es ist in der Hauptsache eine Frage der Betriebsorganisation und der Einstellung auf eine bestimmte Zeiteinteilung, die angedeutete Arbeitsweise durchzuführen.

Die Bewegung der fahrbaren Maschinen macht besonders dann große Schwierigkeiten, wenn sie noch mit einem Brecher zur Zerkleinerung der Schlacken ausgerüstet werden. In diesem Falle muß man entweder eine Verschiebelokomotive verwenden oder die Maschine durch Einbau eines besonderen Fahrmotors selbstfahrend machen. Damit ist jedoch einerseits eine erhebliche Steigerung der Anlagekosten verbunden, anderseits auch eine Vermehrung der Unterhaltungs- und Wartungskosten. Bei solchen Anlagen ist daher die fahrbare Ausbildung nur in Ausnahmefällen, bei Vorliegen entsprechend günstiger und geeigneter Verhältnisse, anwendbar. Sind solche Verhältnisse nicht gegeben, so erweist sich in der Regel die ortsfeste Bauart der fahrbaren in wirtschaftlicher und technischer Hinsicht überlegen und wird daher gewöhnlich vorgezogen.

Bei der in Abb. 5 dargestellten Anlage ist der Schlackenbrecher auf einem Stützgerüst oberhalb der Scheidetrommel aufgestellt. Der auf dem Schüttelsieb abgesiebte feine |187| Staub wird in Richtung des Schuttabfalles abgeführt, während das gewonnene Eisen in Richtung der Trommelachse nach der einen Seite hin abgeleitet wird.

Der Einbau eines Brechers verbietet sich für fahrbare Maschinen auch deswegen, weil die durch den Steinbrecher verursachten Stöße und Erschütterungen nur von ungewöhnlich schwer und kräftig gebauten Maschinen aufgenommen werden könnten. Damit würden aber auch die Anlagekosten sehr erheblich steigen. Dagegen halten sich bei ortsfesten Anlagen die Anlagekosten in durchaus erträglichen Grenzen.

Textabbildung Bd. 335, S. 187

In der Gesamtwirtschaft eines Eisenhüttenwerkes bildet die günstige Verwertung der Eisenabfälle einen wesentlichen Faktor. Die im Stahlwerk als Restblöcke, im Walzwerk als Enden, Wrackstücke usw., und bei der weiteren Fertigzurichtung des Eisens in der Adjustage und den Weiterverarbeitungswerkstätten entfallenden weiteren Abschnitte bilden nur einen Teil des Gesamtabeisens. Weitere Eisenmengen lassen sich bei der Zerkleinerung der Thomasschlacke vor ihrer Vermahlung gewinnen. Ihre Wiedergewinnung gestaltet sich ebenso wie diejenige der Abschnitte im Walzwerk insofern einfach, als es sich um gröbere Stücke handelt, die dem Auge des Arbeiters nicht entgehen können. In solchen Betrieben ergeben sich aber große Mengen weiterer Eisenverluste, die nur durch besondere Einrichtungen wiedergewonnen werden können. Bei der Umladung von Roheisenmassen springen beispielsweise stets kleinere Stücke ab, die sich mit dem Schutt vermischen; beim Umschmelzen des Roheisens im Kupolofen wird ein Teil des Eisens von den Schlacken eingeschlossen; beim Gießen entstehen zahlreiche Spritzkugeln; mit dem Formsand bleiben die Formerstifte zurück; eiserne Werkzeuge und Werkzeugteile gehen tagtäglich mit dem Schutt verloren.

In den letzten Jahren vor dem Kriege sind bereits viele Hüttenwerke dazu übergegangen, den gesamten Schutt, bevor er auf der Halde abgelagert wird, magnetisch aufzubereiten. In einzelnen Werken gewinnt man auf diese Weise bis zu 10000 t Eisen im Jahr. Hieraus ergibt sich schon der außerordentliche wirtschaftliche Wert der Eisenrückgewinnung. Die hierdurch entstehenden Kosten beschränken sich auf die Lohnausgaben für die Beförderung und Verladung und die Kraftkosten für den Antrieb.

Nach den günstigen wirtschaftlichen Erfahrungen auf diesem Gebiete sind die Hüttenwerke noch einen Schritt weitergegangen. Man erkannte, daß in den alten Schutt- und Schlackenhalden ungeahnte Eisenmengen aufgespeichert sind, deren Wiedergewinnung eben so sehr im Interesse der Haldenbesitzer, wie auch der Volkswirtschaft liegt. Es gibt sowohl in Deutschland, als auch im Auslande eine Reihe von Anlagen, die lediglich der Aufbereitung von Schutt- und Schlackenhalden dienen. Betrieb und Einrichtung sind die gleichen, wie die der erwähnten und vorher beschriebenen Anlagen. Zum Abbau der Halden werden meist, um an Lohnausgaben zu sparen, Bagger benutzt. Die Magnettrommeln können zweckmäßig gleichzeitig die Tagesschuttmengen und den abgebauten Haldenschutt verarbeiten, so daß sich eine besonders günstige Wirtschaftlichkeit solcher Anlagen ergibt.

Bei der Durchbildung derartiger Anlagen ist man bestrebt, möglichst Geländestufen für die Bewegung des Materials durch die Maschine und die Trennung der einzelnen Stoffe derart auszunutzen, daß das Aufbereitungsgut auf einem hochliegenden Gleis angefahren wird, durch sein Eigengewicht durch die Maschine geht und von Abfuhreinrichtungen auf der unteren Geländestufe aufgenommen wird. Bei der in Abb. 6 dargestellten Anlage kann das Material sowohl auf einem normalspurigen Gleis in offenen Güterwagen, als auch auf einem Schmalspurgleis in Muldenkippern angefahren werden. Unmittelbar neben dem Gleis ist die Scheideanlage auf einer tieferliegenden Geländestufe aufgebaut, während die Abfuhrgleise noch tiefer liegen. Der entfallende Schutt wird in einer Schüttelrinne in feinen Sand, der für Bauzwecke Verwendung finden kann, und grobe Stücke getrennt und von verschiedenen Abfuhreinrichtungen aufgenommen. Das gewonnene Eisen wird gleichfalls gesiebt und von Staub und sonstigen feinen Unreinigkeiten befreit und nach der Seite hin abgeleitet. Sämtliche Bewegungen werden von einer gemeinsamen Vorgelegewelle aus betätigt, die durch Riemen von einem gut geschützt innerhalb des Gerüstes stehenden Motor aus angetrieben wird.

Die in Abb. 7 dargestellte Anlage befand sich vor dem Kriege in einem belgischen Hüttenwerk in Betrieb und diente zur Aufbereitung einer Schutthalde. Von den bereits besprochenen Bauarten unterscheidet sich die vorliegende hauptsächlich dadurch, daß der entfallende Schutt durch einen zweiten Becherelevator entsprechender Höhe in einen Hochbehälter gehoben wird. Dadurch ist es möglich, einen größeren Schrottvorrat aufzuspeichern und nach Bedarf in untergestellte Eisenbahnwagen abzuziehen. Auf diese Weise ergibt sich eine günstigere Unabhängigkeit von der Gestellung der Abfuhrgefäße.

Ist auch das Eisen in jedem Falle bei einem Aufbereitungsbetriebe das Haupterzeugnis, auf dem in erster Linie die Wirtschaftlichkeit beruht, so müssen in die Wirtschaftlichkeitsrechnung noch weitere Posten eingesetzt werden, die unter Umständen das Ergebnis recht erheblich beeinflussen können. Durch entsprechende Siebeinrichtungen kann der Absand wiedergewonnen und als Formsand weiter verwendet werden. Aus den Ergebnissen zahlreicher Betriebsanlagen ergibt sich, daß der Sand frei von Beimengungen, die seine Verwendung beeinträchtigen, gewonnen werden kann.

Es wurde bereits erwähnt, daß die Schlacke gebrochen und gemahlen sich zu verschiedenen Zwecken |188| verwerten läßt. Neuerdings sind mehrere Verfahren bekannt geworden, die Schlacke mit einem Bindemittel zu mischen und zu Mauerziegeln zu pressen. Zwar scheint es, daß die hierauf zielenden Versuche noch nicht vollständig zum Abschluß gekommen sind. In jedem Falle können aber auch die Gießereibetriebe dazu beitragen, die Not auf dem Baustoffmarkte zu lindern und besonders die für ihren eigenen Bedarf erforderlichen Mauerziegel selbst zu erzeugen. In einzelnen Betrieben hat man auch versucht, die Schlacken in flüssigem Zustande in Formen zu gießen und als Ziegel zu verwenden. Anscheinend hat man jedoch hiermit keine besonders günstigen Erfahrungen gemacht. Für gewöhnliche Bauzwecke ist ein solcher Ziegel wegen seiner Undurchlässigkeit nicht verwendbar. Er kommt nur für Fundamentarbeiten in Betracht. Der Hauptnachteil dieses Verfahrens liegt aber darin, daß das in den Schlacken enthaltene Eisen verloren geht.

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Eine weitere Verwertungsmöglichkeit bieten die entfallenden alten feuerfesten Steine und Abfälle davon. An sich ist ja ihre Rückgewinnung nicht an die elektromagnetische Anlage gebunden; man kann sie vielmehr auch ohne eine solche mit der Hand aus den Gießereiabgängen auslesen. Dies geschieht jedoch bekanntlich nur in geringem Umfange. Bei der Abfallwirtschaft darf aber ein erzieherisches Moment nicht aus dem Auge gelassen werden. Wird der ganze Betrieb auf Verwertung sämtlicher Abfälle eingestellt, so gewöhnen sich die Arbeiter in viel höherem Maße daran, verwertbare Stoffe nicht mit abzufahren, als wenn nur gelegentlich etwas ausgesondert wird. Man könnte auch den Arbeitern auf die rückgewonnenen Materialmengen Prämien gewähren und sie auf diesem Wege dazu bringen, Abfallstoffe als ebenso wertvoll anzusehen, wie neu in den Betrieb eingebrachte Stoffe.

Vielfach werden gegen die Betriebssicherheit von elektromagnetischen Einrichtungen zur Schuttaufbereitung von den Gießereipraktikern Einwendungen erhoben. Wie jede maschinelle Einrichtung ist natürlich auch eine Aufbereitungsanlage gewissen Betriebsstörungen ausgesetzt, die sich aus dem Versagen der Stromzuführung, Störungen in den elektrischen Einrichtungen, Brüchen und Abnutzung von Maschinenteilen ergeben können. Es ist daher erstes Erfordernis einer Aufbereitungsanlage, daß der ganze Aufbau kräftig und widerstandsfähig ist, um auch den Anforderungen des rauhen Gießereibetriebes gewachsen zu sein. Empfindliche Teile müssen vermieden werden. Bei richtig und sorgfältig durchgearbeiteten Scheideeinrichtungen gibt es keinen Teil, der Störungen mehr unterworfen ist, als andere Gießereieinrichtungen.

In der Regel sind Betriebsstörungen auf Unachtsamkeit und Nachlässigkeit der Arbeiter zurückzuführen und können durch entsprechende Erziehung und Beaufsichtigung der Leute vermieden werden. Die elektrischen Einrichtungen werden vollständig eingekapselt und so den schädlichen Einwirkungen von Staub und Schmutz entzogen. Bei Beachtung dieser Gesichtspunkte kommen Betriebsstörungen nicht mehr vor als bei anderen im Gießereibetriebe gebräuchlichen Maschinen.

Die Bedienung einer Scheideanlage ist sehr einfach. Nach der Einschaltung des Motors braucht nur noch das Aufbereitungsgut aufgegeben zu werden. Die Beschickung der Trommel kann man auch zweckmäßig bei kleinen Anlagen durch Anwendung geeigneter Fördereinrichtungen vereinfachen und verbilligen. Ein geschickter Betriebsleiter wird auch leicht schon vorhandene Förder- und Hebeeinrichtungen für die Beschickung der Magnettrommel benutzen können. Größere Anlagen werden in der Regel, wenn nicht besondere Geländegestaltungen ausgenutzt werden können, besonderer Beschickvorrichtungen in der Form von Becherhebewerken nicht entbehren können. Auch die Abfuhr der entfallenden brauchbaren Stoffe muß möglichst einfach und unter Aufwendung möglichst geringer Löhne durchgeführt werden.

Notwendige Ausbesserungen können gewöhnlich von den Arbeitern des Betriebes ausgeführt werden, da ja auch kleine Betriebe über einen oder mehrere Schlosser zu verfügen pflegen. Betriebsstörungen werden aber am besten dadurch vermieden, daß die Einrichtungen durch den Reparaturschlosser regelmäßig nachgesehen werden und die Maschine immer sauber und unter Oel gehalten wird. Dies bezieht sich sowohl auf die mechanischen wie auch die elektrischen Einrichtungen.

Die Betriebskosten für die Anlage setzen sich außer den Aufwendungen für den Kapitaldienst, also Verzinsung und Abschreibung, zusammen aus den Löhnen für Bedienung und Wartung der Anlage, dem Kraftverbrauch für den Antrieb und für die Erregung der Magnete, sowie den Ausgaben für Instandhaltung und Schmierung. Für die Bedienung genügen bei größeren Anlagen zwei Mann zur Beschickung des Becherwerks. Kosten für Anfuhr des Materials und für Abfuhr brauchen gewöhnlich nicht berücksichtigt zu werden, da sie auch dann entstehen, wenn die Abgänge nicht aufbereitet werden. Von den beiden Bedienungsleuten kann außerdem der eine zur Hilfeleistung beim Abfahren des ausgeschiedenen Eisens herangezogen werden.

Eine Wirtschaftlichkeitsrechnung für den Betrieb einer Separationsanlage kann immer nur von Fall zu Fall unter Berücksichtigung aller Einzelumstände aufgestellt werden. Aus einer Rechnung dieser Art wird sich ergeben, daß die Aufbereitung von Schutt auch in kleinen Gießereien, wo man es nicht erwarten würde, Vorteile bietet. Aber selbst da, wo keine Vorteile herausgerechnet, sondern nur die Selbstkosten des Betriebes gedeckt werden können, liegt es im Interesse der Volkswirtschaft eines jeden Landes, dahin zu wirken, daß bei dem großen Rohstoffmangel das Abfalleisen nicht verloren geht.

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