- Lebenszyklus
Fachinformationen
GusseisenProduktgruppeninformation |
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BegriffsdefinitionGusseisen ist eine Eisen-Kohlenstoff-Verbindung mit einem C-Gehalt > 2,06% (i. d. R. > 2,5 %). Diese höheren Kohlenstoffgehalte verleihen Gusseisen andere Eigenschaften als Stahl, weshalb sich die Anwendungsgebiete unterscheiden. Im Allgemeinen liegen auch die Silizium und Phosphorgehalte deutlich über denen herkömmlicher Stähle. Man unterscheidet1:
Gusseisen ist nicht zu verwechseln mit anderen Eisengusswerkstoffen, wie beispielsweise Stahlguss. In der nachfolgenden Tabelle sind die unterschiedlichen Eisengusswerkstoffe aufgeführt.2
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Wesentliche BestandteileHauptbestandteil
Legierungselement
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CharakteristikEntscheidend für die Eigenschaften, die Art und Benennung des Gusseisens ist die Form des Kohlenstoffs im erstarrten Guss. Man unterscheidet graues Gusseisen, bei dem der Kohlenstoff ungebunden als Graphit vorliegt, und weißes Gusseisen, bei dem der Kohlenstoff als Carbid in Form von Zementit gebunden ist. Gusseisen kann aufgrund des hohen Kohlenstoffgehalts nicht mehr geschmiedet werden, es ist im Vergleich zu Stahl sehr spröde, weist aber bei unverletzter Gusshaut eine gute Korrosionsbeständigkeit auf. | ||||||||||||||
Besonders wichtige Eigenschaft hinsichtlich Umwelt- und GesundheitsrelevanzDie Herstellung von Gusseisen ist sehr energieintensiv, was auch zu hohen CO2-Emissionen führt. Bauteile aus Gusseisen selbst besitzen aber keine gesundheits- oder umweltgefährdenden Eigenschaften. | ||||||||||||||
Lieferzustand
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Anwendungsbereiche (Besonderheiten)
Typische Einsatzgebiete für Gusseisen mit Lamellengraphit sind:
Typische Einsatzgebiete für Gusseisen mit Kugelgraphit sind:
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1Giessereilexikon, Online-Quelle (abgerufen 04/2014) |
Gehen Sie, wie gewohnt über das große Ausklappmenü. Wenn Sie in dem linken Feld die Auswahl ändern möchten so entriegeln Sie einfach das Schloss durch anklicken.GusseisenRisikobetrachtung Lebenszyklusphasen |
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GusseisenPlanungs- und Ausschreibungshilfen |
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GusseisenUmweltdeklarationen |
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GusseisenBewertungssystem |
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GusseisenTechnisches |
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Technische DatenGusseisen lässt sich wegen des hohen Kohlenstoffgehalts nicht schmieden. Bei unverletzter Gusshaut weisen Bauteile aus Gusseisen eine gute Korrosionsbeständigkeit auf, die durch Zulegieren von Silizium, Chrom und Nickel noch erhöht werden kann. Gusseisen ist im Vergleich zu Stahl durch den Kohlenstoff relativ spröde. Dieser verleiht dem Werkstoffandererseits eine gute Wärmeleitfähigkeit, gute Dämpfungseigenschaften und wegen der Versprödung eine gute Formsteifigkeit. Unterschiedlichen Sorten von Gusseisen mit Lamellengraphit, ihren Eigenschaften und Kennzahlen.1,2
Sorten von Gusseisen mit Kugelgraphit und ihre wichtigsten Kennwerte.1,2
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Baustoffklasse nach DIN 4102-1A Färbunggrau BeständigkeitBei unverletzter Gusshaut gute Beständigkeit gegen Wasser, alkalische Medien und säuren | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Technische Regeln (DIN, EN)
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BauregellisteDas Deutsche Institut für Bautechnik stellt in den Bauregellisten A, B und C die technischen Regeln für Bauprodukte und Bauarten sowie bauaufsichtlich geregelte und nicht geregelte Bauprodukte und Bauarten auf. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Quellen1Ulrich Fischer, Tabellenbuch Metall, Europa-Lehrmittel Verlag; 45. Auflage, Juni 2011 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
GusseisenLiteraturtipps |
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Neumann Franz: Gusseisen, Schmelztechnik, Metallurgie, Schmelzbehandlung, Expert-Verlag; Auflage: 2 (1999) Grote, Karl-Heinrich, Feldhusen, Jörg (Hgg.): Dubbel, Taschenbuch für den Maschinenbau, Springer-Verlag, Auflage: 22., neu bearb. u. erw. Aufl. (August 2007) Hasse, Stephan: Giesserei-Lexikon 2008, Verlag : Schiele & Schön, 19., vollst. überarb., aktualis. u. erw. Aufl. 05.2007 Hans Berns, Werner Theisen: Eisenwerkstoffe – Stahl und Gusseisen. 4. Auflage. Springer, Berlin 2008 Leitfaden für nachhaltiges Bauen und Renovieren (Centre de Ressources des Technologies pour l’Environnement (CRTE), Luxemburg, 2007 v 1.1) Bundesverband der deutschen Gießerei-Industrie www.dgv.de Hans Berns, Werner Theisen: Eisenwerkstoffe – Stahl und Gusseisen. 4. Auflage. Springer, Berlin / Heidelberg 2008, ISBN 978-3-540-79955-9. Peter Marks, DIN, Deutsches Institut für Normung e.V. (Hrsg.): Europäische Gusseisen- und Stahlgusssorten = European Cast Iron and Steel Casting Grades. 2. Auflage. Beuth, Berlin / Wien / Zürich 2009, ISBN 978-3-410-17030-3 (= Beuth-Pocket. Werkstoffe; Text deutsch und englisch). Franz Neumann: Gußeisen: Schmelztechnik, Metallurgie, Schmelzbehandlung. 2. Auflage. Expert, Renningen-Malmsheim 1999, ISBN 3-8169-1728-3. Eugen Piwowarsky: Hochwertiges Gußeisen-seine Eigenschaften und die physikalische Metallurgie seiner Herstellung. 2. Auflage. Springer, Göttingen / Heidelberg 1958. |
GusseisenRohstoffe / Ausgangsstoffe |
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HauptbestandteileRohstoffe für Gusswerkstoffe
Rohstoffe für Roheisen siehe Stahl / Rohstoffe | |
Umwelt- und GesundheitsrelevanzGewinnung der PrimärrohstoffeDer Primärrohstoff Roheisen wird aus Eisenerzen gewonnen. Die Eisenerze werden vorwiegend im Tagebau abgebaut und noch vor Ort aufbereitet. Durch mehrfaches Brechen und Sieben bzw. Brechen und Mahlen und anschließender Flotation wird der Eisengehalt im Erz angereichen. VerfügbarkeitWeltweit wurden 2011 etwa 2,8 Milliarden Tonnen Eisenerz abgebaut. Die Volksrepublik China ist im Jahr 2011 mit 629,7 Millionen Tonnen (58,2 Prozent) das bei weitem bedeutendste Herstellerland für Roheisen, gefolgt von Japan 81,0 Millionen Tonnen (7,5 Prozent) und Russland 48,1 Millionen Tonnen (4,4 Prozent). Die drei Staaten hatten zusammen einen Anteil von 70,1 Prozent an der Weltproduktion von 1082,7 Millionen Tonnen. In Europa waren weitere wichtige Produzenten die Ukraine, Deutschland, Frankreich, Italien und Großbritannien. Verwendung von Recyclingmaterialien / ProduktionsabfällenStahlschrott ist ein wichtiger Rohstoff für die Stahl- und Gusseisenerzeugung. Schrott ist überwiegend Altstahl. Nach einsatzgerechter Aufbereitung wird durch Recycling die uneingeschränkte Wiederverwendung des Werkstoffes Stahl erreicht. Aus Gründen einer optimalen Rohstoffnutzung sowie des Umweltschutzes kommt einer Wiederverarbeitung von Schrott steigende Bedeutung zu. RadioaktivitätBei den derzeit handelsüblichen Bauproduktgruppen sind aus der Sicht des Strahlenschutzes keine Einschränkungen erforderlich. Allerdings ist auch weiterhin die vorgegebene Beschränkung des Anteils industrieller Rückstände als Zuschlag zu beachten, siehe ausführliche BfS-Informationen zu Baustoffen unter http://www.bfs.de/de/ion/anthropg/baustoffe.html. Die im Bauwesen verwendeten Metalle sind nicht radioaktiv und tragen daher nicht zur Strahlenexposition der Bewohner bei. Blei beispielsweise absorbiert durch seine große Dichte Schallwellen, Röntgen- und radioaktive Strahlen und wird daher als Schutzmaterial in der Röntgenmedizin oder Atomindustrie eingesetzt. | |
Quellen |
GusseisenHerstellung |
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Prozesskette
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HerstellungsprozessDie Herstellung von Gusseisen ist ähnlich der Stahlherstellung und bis zur Herstellung des Roheisens identisch. ⇒ Stahl / Herstellung Das Schmelzen erfolgt im Kupolofen, Elektroofen oder Induktionsöfen, wobei neben Eisen Aufkohlungsmittel und Legierungsstoffe notwendig sind, um die gewünschte Gusssorte zu erhalten. Eine Gießerei besteht im Wesentlichen aus den vier Hauptfertigungsbereichen Schmelzbetrieb, Kernmacherei, Formanlagen und Gussvorbearbeitung. Der für die Gussformen notwendige Sand mit den Bindemittelharzen wird in einem Kreislaufsystem geführt, aufbereitet und wieder verwendet. | |
Umweltindikatoren / HerstellungReferenz EnergieaufwandIndikatoren der Sachbilanz / Inputs, Bezugsgröße kg Die oben angegebenen Umweltindikatoren stammen aus Ecoinvent Datenbank v1.3, 2006, sowie dem Leitfaden für nachhaltiges Bauen und Renovieren (Centre de Ressources des Technologies pour l’Environnement (CRTE), Luxemburg, 2007 v 1.1) Energiebedarf zur Herstellung von 100 m Rohr (DN 100)
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Charakteristische EmissionenJährlich fallen in den Abgasreinigungsanlagen der Eisenhüttenindustrie etwa 2 Mio. t Stäube und Schlämme an, welche je nach Verfahren und Einsatz unterschiedliche Gehalte an Schwermetallen aufweisen. Des Weiteren kommt es auch aufgrund des großen Energieverbrauchs zu erheblichen Emissionen von CO2. | |
Maßnahmen GesundheitsschutzÄhnlich wie bei der Stahlherstellung ist auch bei der Herstellung von Gussteilen persönliche Schutzausrüstung unerlässlich. Hierzu zählt insbesondere Wärmeschutzkleidung (z. B. beim Abstechen des Hochofens, Gießen). | |
Maßnahmen UmweltschutzDie Gichtgase am Kupolofen werden aus Umweltschutzgründen verbrannt, die Wärme über eine Wärmerückgewinnungsanlage wieder verwendet. Des Weiteren helfen Filteranlagen zur Reinhaltung der Luft. | |
TransportDa Eisenerz in Deutschland nicht abgebaut wird und es deshalb z. B. aus Schweden, Russland oder der Ukraine importiert werden muss, kommt es zu langen Transportwegen. Deshalb wird bevorzugt Stahlschrott verwendet, da er innerhalb Deutschlands mit kurzen Transportwegen zur Verfügung steht. | |
GusseisenVerarbeitung |
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Technische Hinweise / VerarbeitungsempfehlungenBei der Verarbeitung dürfte sich Gusseisen ähnlich verhalten wie Stahl. Wegen des hohen Kohlenstoffgehaltes ist Gusseisen sehr spröde und weder kalt noch warm formbar, manche Sorten sind jedoch spanabhebend zu bearbeiten. | |
Arbeitshygienische RisikenAllgemeinesRisiken bei Arbeiten im Zusammenhang mit Gusseisen entstehen z. B. beim Bohren, Fräsen, Sägen oder Schweißen (Staubentwicklung). Das Tragen von persönlicher Schutzausrüstung z. B. Hand- und Augenschutz ist notwendig. AGW-WerteDie beim Schweißen entstehenden partikelförmigen Stoffe sind sehr fein. Sie besitzen in der Regel einen Durchmesser kleiner als 1 µm (vorwiegend kleiner als 0,1 µm), sind daher alveolengängig und werden als "Schweißrauche" bezeichnet. Partikel, die im Größenbereich < 0,1 µm liegen, werden als ultrafeine Partikel bezeichnet.1 REACH / CLPDie REACH-Verordnung regelt die Herstellung, das Inverkehrbringen und den Umgang mit Industriechemikalien. Zur Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung von Stoffen und Gemischen, dient die CLP-Verordnung (Verordnung über die Einstufung, Kennzeichnung und Verpackung von Stoffen und Gemischen), um ein hohes Schutzniveau für die menschliche Gesundheit und die Umwelt zu gewährleisten. Wird ein Produkt nicht als Stoff oder Gemisch, sondern als Erzeugnis eingestuft, ist kein Sicherheitsdatenblatt (SDB) erforderlich und Gefahrstoffbezeichnungen entfallen. Lediglich besonders besorgniserregende Stoffe (SVHC) müssen ausgewiesen werden. Gusseisen als Werkstoff kann, da es Kohlenstoff und andere Legierungselemente enthält, als Gemisch eingestuft werden. Guss-Stücke, also Produkte aus Gusseisen werden als Erzeugnis eingestuft. Aus diesem Grund ist kein Sicherheitsdatenblatt erforderlich und Gefahrstoffbezeichnungen entfallen. Einstufungen und Gesundheitsgefahren nach GISBAUIn Wingis-Online sind keine Informationen zu Gusseisen enthalten. EmissionenBei der Verarbeitung von Gusseisen entstehen Emissionen insbesondere beim Bohren, Fräsen, Sägen oder Schweißen (Staubentwicklung). | |
Umweltrelevante InformationenEnergiebedarf Bei der Verarbeitung von Bauteilen aus Gusseisen wird Energie insbesondere für die Wärmebehandlung benötig, mit der gewünschte Gebrauchseigenschaften durch zielgerichtete Beeinflussung bzw. Änderung des Gefügebaus eingestellt werden können. TransportDie Standorte der deutschen Stahlindustrie sind heute vor allem das Ruhrgebiet und das Saarland, sowie Werke in Eisenhüttenstadt, Salzgitter und Sulzbach-Rosenberg. Quellen1http://www.bgbau-medien.de/zh/z223/1.htm |
GusseisenNutzung |
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Umwelt- und Gesundheitsrisiken NeuzustandEisen als Hauptbestandteil in Gusseisen ist in der Regel schwer löslich und zeigt keine relevante Toxizität, weder im Neuzustand als auch bei bestimmungsgemäßer Nutzung. | |
Umwelt- und Gesundheitsrisiken im SchadensfallBrandfallIm Brandfall sind von Gusseisenwerkstoffen keine Umwelt- und Gesundheitsrisiken. | |
Beständigkeit NutzungszustandGusseisen verhält sich auf Grund des relativ hohen Kohlenstoffgehaltes witterungsbeständiger als Stahlguss. Unter der Rubrik Baustoff- und Gebäudedaten / Nutzungsdauern von Bauteilen findet sich auf dem Informationsportal Nachhaltiges Bauen eine Datenbank mit Nutzungsdauerangaben von ausgewählten Bauteilen des Hochbaus für den Leitfaden „Nachhaltiges Bauen“. | |
InstandhaltungBauteile aus Gusseisen mit Kugelgraphit (z. B. Gussrohre) können durch Schweißen instandgesetzt werden. Geeignete Schweißverfahren sind:
Beim Schweißen von Gusseisen muss beachtet werden, dass es zu einer größeren Wärmeableitung kommt als bei Stahl, da der Graphit im Gefüge eingebunden ist. Deshalb ist es notwendig, das zu reparierende Stück vorzuwärmen (Temperatur abhängig vom Schweißverfahren).1,2 | |
Quellen1vgb - Reperaturen an großen Gussstücken durch Schweißen, Online-Quelle (abgerufen 10/2013) |
GusseisenNachnutzung |
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Umwelt- und Gesundheitsrisiko RückbauBauelemente aus Gusseisen können ohne größere Umwelt- und Gesundheitsrisiken zurückgebaut werden. | ||||||||||
WiederverwendungBauteile aus Gusseisen, können je nach Zustand direkt wiederverwendet werden, oder wenn das nicht möglich ist der stofflichen Verwertung zugeführt werden.. | ||||||||||
Stoffliche VerwertungGusswerkstoffe können wie Stahl dem Produktionsprozess wieder zugeführt werden. Sie werden im Induktionsofen oder Kupolofen wieder eingeschmolzen und ohne Qualitätsverluste wieder verwendet | ||||||||||
Beseitigung / Verhalten auf der DeponieEine Deponierung von Gusseisen findet im Grunde nicht statt, da alles dem Recyclingprozess zugeführt wird. | ||||||||||
EAK-Abfallschlüssel
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