Grenzen des technisch Machbaren – Cronimet recycelt Superlegierungen

Wir schreiben das Jahr 1939: Flugkapitän Erich Warsitz entscheidet, dass nun der Zeitpunkt gekommen sei, um den Jungfernflug zu wagen. Der Treibstoff reicht nur für wenige Minuten. Dennoch fliegt er mit 800 km/h deutlich schneller als aktuelle Flieger, die zu dieser Zeit auf ungefähr 600 km/h kommen. Es ist die Geburtsstunde der Superlegierungen.

Längst treiben zahlreiche zivile Industrien, allen voran die Luftfahrt, die Entwicklung von Superlegierungen voran. Die Anforderungen dieser Branche an Werkstoffe sind enorm: Geringes Gewicht, hohe Festigkeit und Steifigkeit, gleiche thermische Ausdehnung bei sehr niedrigen und sehr hohen Temperaturen. Flugzeuge müssen Starts in der Wüste und schnelle Anstiege in hohe Flughöhen genauso „wegstecken“ wie heftige Böen. Titan etwa wird in seinen unterschiedlichen Legierungen im Triebwerk, im Fahrwerk, aber auch im „Gerippe“ eingesetzt. Moderne Flugzeuge wie die Boeing 787-8 kommen so auf einen Titan-Anteil von circa 15 Prozent.

Auf Betriebsseite ist Kerosin der mit Abstand größte Kostenblock von Fluggesellschaften. In den letzten 15 Jahren konnte die benötigte Menge Kerosin pro Passagier & Flug um über 30 Prozent reduziert werden. Gleichzeitig sanken natürlich auch die CO2-Emissionen pro Passagier & Flug. Das wurde dadurch erreicht, dass in den Triebwerken inzwischen Temperaturen von bis zu 1300 °C wirken können. Hier werden in den „mittelwarmen“ Bereichen bis circa 500 °C Titan-Legierungen, darüber Nickel- (und Kobalt-) Basislegierungen eingesetzt, häufig auch mit einer keramischen Beschichtung. Neu entwickelte Superlegierungen hielten schnell auch Einzug in andere Industrien, und die Werkstoffe wurden nicht nur hinsichtlich der Hochwarmfestigkeit, sondern auch hinsichtlich Korrosionsbeständigkeit oder Biokompatibilität optimiert. Heute sind sie vor allem in folgenden Branchen etabliert: Luftfahrt, Petrochemie, Energie, Medizintechnik, Automotive und Chemie. Um die hier gebundenen Wertstoffe zu recyceln, hat Cronimet in Kooperation mit der Fraunhofer Gesellschaft eine Potenzialanalyse zur Verfügbarkeit von Luftfahrtschrotten erstellt. Darauf basierend hat Cronimet ein Verfahren entwickelt, bei dem nicht nur die Ressourcen geschont, sondern auch Teile mit hoher Sicherheitsrelevanz kon­trolliert unbrauchbar gemacht und recycelt werden können. Denn jedes Kilogramm, welches wir nicht aus dem Boden fördern müssen, schont unsere Umwelt.

Da Industriemetalle nicht in Reinform vorkommen, folgen der Minenaktivität komplexe Prozesse: Titan wird zum Beispiel aus Ilmenit und Rutil gewonnen. Daraus wird Titandioxid mit Chlor zu Titantetrachlorid in der Hitze umgesetzt. Das Fraunhofer-Institut hat 2016 in einer Studie festgestellt, dass für eine Tonne Edelstahl, die aus dem Recycling gewonnen wird, circa 33 Tonnen Abraum in den Förderländern vermieden wird. Um diese Zahl plastisch zu machen: Die Firma Cronimet hat allein in Europa im Jahr 2015 so viel Edelstahl recycelt, dass der damit vermiedene Abraum ungefähr fünfmal so schwer wäre wie das Gewicht aller Einwohner Deutschlands. In dem auf nachhaltiges Recycling von Superlegierungen und Titan spezialisierten Geschäftsbereich von Cronimet recyceln die Firmen Metalloy in Hamburg und United Alloys in den USA jährlich etwa 25.000 Tonnen Nickel-, Titan- und Kobaltlegierungen.

„Recycling hört sich inzwischen nicht mehr nur pathetisch an – man kann auch Geld damit verdienen. Und das ist neben dem guten Gewissen ein recht zuverlässiger Motivator“, so Cronimet.

www.cronimet.de

Foto: Cronimet Holding GmbH

(EU-Recycling 01/2018, Seite 41-Advertorial)

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