- Lebenszyklus
Fachinformationen
Produktgruppeninformation
Begriffsdefinition
Gusseisen 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 mit Lamellengrafit (GJL, graues Gusseisen, Grauguss)
- Gusseisen mit Kugelgrafit (GJS, Sphäroguss, duktiles Gusseisen)
- Gusseisen mit Vermiculargrafit (GJV, ausferritisches Gusseisen, ADI)
Gusseisen ist nicht zu verwechseln mit anderen Eisengusswerkstoffen, wie beispielsweise Stahlguss. In der nachfolgenden Tabelle sind die unterschiedlichen Eisengusswerkstoffe aufgeführt.2
|
Eisengusswerkstoff |
Kurzzeichen |
|
GG |
|
|
GGG |
|
|
Temperguss (erstarrt graphitfrei) |
GT |
|
Stahlguss (C-Gehalt < 2,06%) |
GS |
|
Hartguss (hoher Carbid-Anteil) |
GH |
|
Sondergussarten |
Wesentliche Bestandteile
Hauptbestandteil
- Eisen
Legierungselement
- Kohlenstoff (mind. 2,06%)
- Silizium
- Mangan
- Chrom
- Nickel
Charakteristik
Entscheidend 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 Gesundheitsrelevanz
Die 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
- Gussbarren unterschiedlicher Größe und Gewicht
Anwendungsbereiche (Besonderheiten)
- Graues Gusseisen wird eingesetzt für Abflussrohre, Druckrohre, Heizkörper und Badewannen.
- Weißes Gusseisen wird für kleine Gussteile wie Schlüssel, Schlossteile und Beschläge eingesetzt.
Typische Einsatzgebiete für Gusseisen mit Lamellengraphit sind:
- Bauteile mit komplexen Geometrien
- Getriebegehäuse
- Kurbelgehäuse
- Werkzeugmaschinenbau
- Maschinenbetten
- Schiffsdieselmotoren
- Dampfturbinengehäuse
- Pumpen
- Ventile
Typische Einsatzgebiete für Gusseisen mit Kugelgraphit sind:
- Motoren
- Kompressoren
- Turbinen
- Bergbau
- Schiffbau
- Hüttenwesen
- Maschinenbau
Quellen
1Giessereilexikon, Online-Quelle (abgerufen 04/2014)
2maschinenbau-wissen Stahl und Eisen, Online-Quelle (abgerufen 04/2014)
Umweltdeklarationen
Die folgende Tabelle liefert eine Übersicht zu Zeichen & Deklarationen, die für die Produktgruppe relevant sind. Neben Herstellererklärungen, Informationen in Sicherheitsdatenblättern (SDB) oder allgemeinen bauaufsichtlichen Zulassungen (abZ) können diese den Nachweis für umwelt- und gesundheitsrelevante Kriterien in Planung und Ausschreibung (s. Reiter Planungsgrundlagen) ermöglichen. Detaillierte Informationen finden sich außerdem in den einzelnen Produktgruppen.
Übersicht Umweltdeklarationen: Metalle
Stand 07/2024
| Blei | Gusseisen | Kupfer | Stahl | Zink | ||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Umweltzeichen |
Umweltzeichen gehören zu den freiwilligen Produktkennzeichnungen. Sie bieten die Möglichkeit, Unterschiede von Produkten innerhalb einer Produktgruppe hinsichtlich ihrer Umwelt- und Gesundheitsrelevanz festzustellen, auch wenn sie keine allgemeinverbindlichen Gebote oder Verbote aufstellen können. Inhalt aufklappen |
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| Blauer Engel |
- |
- |
- | - | - | - | ||||||
| Österreichisches Umweltzeichen | - |
- |
- | - | - | - | ||||||
| EU Ecolabel (Blume) | - | - | - | - | - | - | ||||||
| Nordic Swan Ecolabel | - | - | - | - | - | - | ||||||
| natureplus Umweltzeichen (nur für Produkte aus nachwachsenden und/oder umweltverträglich gewonnenen mineral. Rohstoffen / mind. 85 Masse%) |
- |
- |
- |
- | - | - | ||||||
| eco-INSTITUT-Label | + (Profile, Verbundfolien) |
- | - | - | - | - | ||||||
| EMICODE / Raumlufthygiene | ./. | ./. |
./. | ./. | ./. | ./. | ||||||
| Cradle to Cradle2 / Built Environment and Furnishings | + | - | (+) | (+) | + | (+) | ||||||
| GISBAU Klassifizierungs-system |
Das GISBAU Klassifizierungssystem ermöglicht es durch den GISCODE oder GISBAU Produktcode, Produkte von denen die gleichen Gesundheitsgefahren ausgehen, in einer Gruppe zusammenzufassen. Die Klassifizierung ist auf den Arbeitsschutz ausgerichtet. Gemäß Minimierungs- und Substitutionsgebot der Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) ist grundsätzlich das Produkt mit den geringstmöglichen Belastungen zu verwenden. (siehe unten: Ersatzproduktgruppe prüfen?) Inhalt aufklappen |
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| Metalle sind nicht im GISBAU-System klassifiziert. | ||||||||||||
| Umweltprodukt-deklaration (EPD) |
Die Umweltproduktdeklaration (EPD = Environmental Product Declaration) eines Produktes macht Aussagen zum Energie- und Ressourceneinsatz und in welchem Ausmaß ein Produkt zu Treibhauseffekt, Versauerung, Überdüngung, Zerstörung der Ozonschicht und Smogbildung beiträgt. Außerdem werden Angaben zu technischen Eigenschaften gemacht, die für die Einschätzung der Performance des Bauproduktes im Gebäude benötigt werden, wie Lebensdauer, Wärme- und Schallisolierung oder den Einfluss auf die Qualität der Innenraumluft.1 Inhalt aufklappen |
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| EPD1 | + | - | - | - | + | + | ||||||
| Branchen-EPD1 | + | - | - | - | + | - | ||||||
| Umweltindikatoren |
Einheitliche Werte zu Umweltindikatoren wie z.B Primärenergieaufwand, Abfall, Abiotischer Ressourcenverbrauch, Ozonabbaupotential, Treibhauspotential usw. liefert die Datenbank ÖKOBAUDAT des Informationsportals Nachhaltiges Bauen. Inhalt aufklappen |
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| ÖKOBAUDAT-Datensätze |
4.3.01Aluminiumbleche |
4.6.01 Bleibleche | 4.1.05 Guss- und Schmiedeteile aus Stahl und Eisen | - | 4.1.01 Betonstabstahl 4.1.02 Betonstahlmatten 4.1.03 Stahlprofile 4.1.04 Stahlbleche 4.1.05 Guss- und Schmiedeteile aus Stahl und Eisen 4.2.01 Edelstahlbleche 4.2.03 Edelstahl Trinkwasserrohre |
4.1.03 Stahlprofile |
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| Hinweis: Da sich die verfügbare Datensatzanzahl regelmäßig ändert, werden an dieser Stelle nur die vorgesehenen Gliederungspunkte in den Kategorien der Datenbank genannt und keine Aussagen zur Verfügbarkeit von Datensätzen gemacht. Der Link ÖKOBAUDAT-Datensätze führt zur Datenbank, im "Kategorienbrowser" kann dann über die Gliederungspunkte nach aktuellen Datensätzen gesucht werden. |
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| Sonstige freiwillige Produkt-Deklarationen |
Die Plattform baubook beispielsweise bietet für Händler und Hersteller von Bauprodukten die Möglichkeit einer online-Deklaration z.B. anhand der deutschen BNB/QNG-Kriterien oder der österreichischen ÖkoBauKriterien. Inhalt aufklappen |
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| baubook BNB/QNG Produktinformationen | Unter "BNB und QNG Produktinfos" findet man Produkte, die den Anforderungen von BNB 1.1.6 und QNG 313 entsprechen. Hersteller können ihre Produkte in der Plattform deklarieren und die Nachweisdokumente hinterlegen. Durch baubook erfolgt eine Prüfung der Einhaltung der Anforderungen vor Freischaltung. siehe baubook Produktinformationen zu BNB und QNG |
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| baubook ÖkoBauKriterien |
Unter "ÖkoBauKriterien" findet man eine Sammlung von Kriterien und Produkten, die derzeit vor allem in Österreich, insbesondere in der Stadt Wien, für die ökologische Ausschreibung verwendet werden. |
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| + | Zeichen / Label bzw. Produktkennzeichnungen für diese Produktgruppe vorhanden |
| (+) | derzeit kein Produkt aus dieser Produktgruppe zertifiziert bzw. recherchierbar |
| - | Zeichen / Label bzw. Produktkennzeichnungen für diese Produktgruppe nicht vorhanden bzw. Produktgruppe nicht im Geltungsbereich |
| ./. | Zeichen / Label für diese Produktgruppe nicht relevant |
| x | Produkte aus dieser Produktgruppe können die Kriterien des Zeichens/Labels definitionsgemäß nicht erfüllen |
1 Die hier als vorhanden markierten EPDs und Branchen-EPDs sind als Auswahl ohne Anspruch auf Vollständigkeit zu verstehen und finden sich z.B. auf den Seiten der ÖKOBAUDAT Datenlieferanten. 2 Bei Cradle to Cradle-Zertifizierungen gibt es insgesamt 4 Bewertungsstufen von Bronze bis Platin in 5 Kategorien. Zur Einordnung der Qualität gehört also immer auch das tatsächlich erreichte Bewertungsniveau, was z.B. bei Bronze (insbesondere in Material Health) noch relativ niedrig ist!
Technisches
Technische Daten
Gusseisen 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
|
Gusssorte |
GG-15 |
GG-20 |
GG-25 |
GG-30 |
|
Werkstoffnummer |
EN-JL1020 |
EN-JL1030 |
EN-JL1040 |
EN-JL1050 |
|
Werkstoff-Kurzzeichen |
EN-GJL-150 |
EN-GJL-200 |
EN-GJL-250 |
EN-GJL-300 |
|
Grundgefüge |
ferritisch-perlitisch |
perlitisch |
perlitisch |
perlitisch |
|
Zugfestigkeit Rm |
150 bis 250 |
200 bis 300 |
250 bis 350 |
300 bis 400 |
|
0.1%-Streckgrenze Rp0.1 |
98 bis 165 |
130 bis 195 |
165 bis 228 |
195 bis 260 |
|
Bruchdehnung A |
0,3 bis 0,8 |
0,3 bis 0,8 |
0,3 bis 0,8 |
0,3 bis 0,8 |
|
Brinellhärte HB 30 |
125 bis 205 |
150 bis 230 |
180 bis 250 |
200 bis 275 |
|
Elastizitätsmodul |
78 bis 103 |
88 bis 113 |
103 bis 118 |
108 bis 137 |
|
Druckfestigkeit |
600 |
720 |
840 |
960 |
|
Biegefestigkeit |
250 |
290 |
340 |
390 |
|
Scherfestigkeit |
170 |
230 |
290 |
345 |
|
Poissonsche Zahl |
0,26 |
0,26 |
0,26 |
0,26 |
|
Biegewechselfestigkeit |
70 |
90 |
120 |
140 |
|
Zug-Druck-Wechselfestigkeit |
40 |
50 |
60 |
75 |
|
Bruchzähigkeit |
320 |
400 |
480 |
560 |
|
Dichte |
7,10 |
7,15 |
7,20 |
7,25 |
|
elektr. Widerstand |
0,80 |
0,77 |
0,73 |
0,70 |
Sorten von Gusseisen mit Kugelgraphit und ihre wichtigsten Kennwerte.1,2
|
Werkstoff-Bezeichnung |
EN-GJS-350-22-LT |
EN-GJS-400-18-LT |
EN-GJS-400-15 |
EN-GJS-500-7 |
EN-GJS-600-2 |
EN-GJS-700-2 |
EN-GJS-800-7 |
EN-GJS-900-4 |
|
Werkstoff-Bezeichnung |
GGG 35.3 |
GGG 40.3 |
GGG 40 |
GGG 50 |
GGG 60 |
GGG 70 |
GGG 80 |
GGG 90 |
|
Werkstoffnummer |
EN-JS1015 |
EN-JS1025 |
EN-JS1030 |
EN-JS1050 |
EN-JS1060 |
EN-JS1070 |
EN-JS1080 |
EN-JS1090 |
|
Werkstoffnummer |
0.7040 |
0.7043 |
0.7040 |
0.7050 |
0.7060 |
0.7070 |
0.7080 |
0.7090 |
|
Grundgefüge |
ferritisch |
ferritisch |
überwiegend ferritisch |
ferritisch-perlitisch |
überwiegend perlitisch |
perlitisch |
perlitisch-sorbitisch |
perlitisch-sorbitisch |
|
Zugfestigkeit Rm |
350 |
400 |
400 |
500 |
600 |
700 |
800 - 1000 |
900 - 1200 |
|
0.1%-Streckgrenze Rp0.1 [N/mm2] |
220 |
250 |
280 |
350 |
420 |
500 |
570 - 700 |
650 - 800 |
|
Bruchdehnung A |
22 |
18 |
15 |
7 |
2 |
2 |
7 |
4 |
|
Brinellhärte HB 30 |
120 - 175 |
130 - 180 |
135 - 185 |
170 - 220 |
200 - 250 |
230 - 320 |
250 - 320 |
250 - 320 |
|
Elastizitätsmodul |
165000 bis 185000 |
|||||||
|
Druckfestigkeit |
650 - 500 |
700 - 900 |
800 - 1050 |
850 - 1100 |
1000 - 1200 |
1100 - 1300 |
1200 - 1400 |
|
|
Biegefestigkeit |
700 - 850 |
750 - 900 |
800 - 900 |
850 - 1100 |
900 - 1200 |
1000 - 1300 |
1100 - 1400 |
|
|
Scherfestigkeit |
ca. 0,9 mal Zugfestigkeit |
|||||||
|
Poissonsche Zahl |
0,28 bis 0,29 |
|||||||
|
Schlagbiegefestigkeit |
100 - 180 |
100 - 180 |
80 - 160 |
60 - 120 |
40 - 80 |
20 - 60 |
20 - 40 |
20 - 40 |
|
Kerbschlagzähigkeit |
14 |
14 |
10 |
3 |
0,8 |
0,7 |
0,6 |
0,5 |
Baustoffklasse nach DIN 4102-1
A
Färbung
grau
Beständigkeit
Bei unverletzter Gusshaut gute Beständigkeit gegen Wasser, alkalische Medien und säuren
Technische Regeln (DIN, EN)
|
DIN 1685-1 |
1998 |
Gussrohteile aus Gusseisen mit Kugelgraphit - Allgemeintoleranzen, Bearbeitungszugaben; Nicht für Neukonstruktionen |
|
DIN 1686-1 |
1998 |
Gussrohteile aus Gusseisen mit Lamellengraphit - Allgemeintoleranzen, Bearbeitungszugaben; Nicht für Neukonstruktionen |
|
DIN 19522 |
2010 |
Gusseiserne Abflussrohre und Formstücke ohne Muffe (SML) |
|
DIN EN 1560 |
2011 |
Gießereiwesen - Bezeichnungssystem für Gusseisen - Werkstoffkurzzeichen und Werkstoffnummern |
|
DIN EN 1561 |
2011 |
Gießereiwesen - Gusseisen mit Lamellengraphit |
|
DIN EN 1562 |
2012 |
Gießereiwesen - Temperguss |
|
DIN EN 1563 |
2011 |
Gießereiwesen - Gusseisen mit Kugelgraphit |
|
DIN EN 1564 |
2011 |
Gießereiwesen - Ausferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit |
|
DIN EN 12513 |
2011 |
Gießereiwesen - Verschleißbeständige Gusseisen |
|
DIN EN 12680-3 |
2012 |
Gießereiwesen - Ultraschallprüfung - Teil 3: Gussstücke aus Gusseisen mit Kugelgraphit |
|
DIN EN 13835 |
2012 |
Gießereiwesen - Austenitische Gusseisen |
|
DIN EN 16079 |
2011 |
Gießereiwesen - Gusseisen mit Vermiculargraphit |
|
DIN EN 16124 |
2011 |
Gießereiwesen - Niedriglegiertes ferritisches Gusseisen mit Kugelgraphit für Anwendungen bei höheren Temperaturen |
|
DIN EN 16482 |
2012 |
Gießereiwesen - Gusseisen-Strangguss |
|
AD 2000-Merkblatt W 3/1 |
2000 |
Gusseisenwerkstoffe - Gusseisen mit Lamellengraphit (Grauguss), unlegiert und niedriglegiert |
|
AD 2000-Merkblatt W 3/2 |
2000 |
Gusseisenwerkstoffe - Gusseisen mit Kugelgraphit, unlegiert und niedriglegiert |
|
AD 2000-Merkblatt W 3/3 |
2013 |
Gusseisenwerkstoffe - Austenitisches Gusseisen mit Lamellengraphit |
Bauregelliste
Das 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.
Nach Zustimmung der obersten Bauaufsichtsbehörden der Länder wird die Bauregelliste bekannt gegeben. Erwerb und weiterführende Informationen zu Bauregelliste und ihren Regelungsbereichen siehe unter → www.dibt.de
Eine Darstellung und Erläuterungen zur Klassifizierung von Bauprodukten siehe im Lexikon → Klassifizierung von Bauprodukten
Quellen
1Ulrich Fischer, Tabellenbuch Metall, Europa-Lehrmittel Verlag; 45. Auflage, Juni 2011
2maschinenbau-wissen Stahl und Eisen, Online-Quelle (abgefrufen 04/2014)
Literaturtipps
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.
Rohstoffe / Ausgangsstoffe
Hauptbestandteile
Rohstoffe für Gusswerkstoffe
- Roheisen
- Gussbruch (größte Anteil bis zu 70 %)
- Stahlschrott
- Späne
- Blechpakete
- Reststoffe aus der Produktion
- Gussbruch und Ausschuss aus dem Schmelzbetrieb
Rohstoffe für Roheisen siehe Stahl / Rohstoffe
Umwelt- und Gesundheitsrelevanz
Gewinnung der Primärrohstoffe
Der 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.
Verfügbarkeit
Weltweit 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 / Produktionsabfällen
Stahlschrott 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.
Radioaktivität
Bei 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
Herstellung
Prozesskette
Herstellungsprozess
Die 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 / Herstellung
Einheitliche Werte zu Umweltindikatoren (z.B. Primärenergieaufwand, Treibhauspotential) liefert die Online-Datenbank ÖKOBAUDAT des Informationsportals Nachhaltiges Bauen. Die Plattform ÖKOBAUDAT stellt Umweltprofile für Bauprodukte bereit, die als erforderliche Datengrundlage für die Ökobilanzierung (Lebenszyklusanalyse) von Gebäuden eingesetzt werden. Für Bauprodukte gibt es dort Herstellungs- und End-of-Live-Datensätze. → Datenbank der ÖKOBAUDAT
In der Herstellung von Bauprodukten ist ein großer Anteil der verursachten Umweltbelastungen auf den Verbrauch von nicht erneuerbaren Energieträgern zurückzuführen. Der in den Datensätzen geführte "kumulierte Primärenergieaufwand nicht erneuerbar" (Graue Energie, PENRT) ist daher ein wichtiger Umweltindikator für den Ressourcenverbrauch und i.d.R. gleichgerichtet mit dem Treibhauspotential (GWP), einem wichtigen Indikator der Umwelt(aus)wirkungen.
Informationen zu ÖKOBAUDAT-Datensätzen im Zusammenhang mit dieser Produktgruppe finden sich in WECOBIS unter Fachinformationen / Reiter Zeichen & Deklarationen → Übersicht Umweltdeklarationen / Umweltindikatoren.
Energieaufwand
Indikatoren der Sachbilanz / Inputs, Bezugsgröße kg
davon Summe Primaerenergie nicht regenerierbar [MJ] = 27.13
davon Summe Primaerenergie regenerierbar[MJ] = 0.79
Indikatoren der Wirkbilanz, Bezugsgröße kg
Treibhauspotential (GWP) [kg CO2-Äq.] = 1.32
Versauerungspotential (AP) [kg SO2-Äq.] = 0.00714
Bodennahe Ozonbildung (POCP) [kg C2H4-Äq.] = 9.1E-4
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)
Quelle: Kunststoffe im Bau; Rohre und Formteile aus PVC, Norbert Helminiak, sowie Produktinformation Nr. 6, AGPU, Bonn (1994)
Charakteristische Emissionen
Jährlich 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 Gesundheitsschutz
Ähnlich 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 Umweltschutz
Die Gichtgase am Kupolofen werden aus Umweltschutzgründen verbrannt, die Wärme über eine Wärmerückgewinnungsanlage wieder verwendet. Des Weiteren helfen Filteranlagen zur Reinhaltung der Luft.
Transport
Da 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.
Verarbeitung
Technische Hinweise / Verarbeitungsempfehlungen
Bei 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 Risiken
Allgemeines
Risiken 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-Werte
Die 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
TRGS „Schweißtechnische Arbeiten" (TRGS 528)2
REACH / CLP
Die 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.
Produkt bezogene Informationen gemäß CLP-Verordnung müssen daher in den Sicherheitsdatenblättern (SDB) der jeweiligen Produkte ausgewiesen sein.
Guss-Stücke, also Produkte aus Gusseisen werden als Erzeugnis eingestuft. Aus diesem Grund ist kein Sicherheitsdatenblatt erforderlich und Gefahrstoffbezeichnungen entfallen.
Lediglich besonders besorgniserregende Stoffe (SVHC) müssen ausgewiesen werden. Produkt bezogene Informationen hierzu finden sich dann in den Sicherheitsdatenblättern (SDB) des Herstellers.
Einstufungen und Gesundheitsgefahren nach GISBAU
In Wingis-Online sind keine Informationen zu Gusseisen enthalten.
Emissionen
Bei der Verarbeitung von Gusseisen entstehen Emissionen insbesondere beim Bohren, Fräsen, Sägen oder Schweißen (Staubentwicklung).
Umweltrelevante Informationen
Energiebedarf
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.
Transport
Die Standorte der deutschen Stahlindustrie sind heute vor allem das Ruhrgebiet und das Saarland, sowie Werke in Eisenhüttenstadt, Salzgitter und Sulzbach-Rosenberg.
Quellen
1http://www.bgbau-medien.de/zh/z223/1.htm
2TRGS „Schweißtechnische Arbeiten" (TRGS 528)
Nutzung
Umwelt- und Gesundheitsrisiken Neuzustand
Eisen 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 Schadensfall
Brandfall
Im Brandfall sind von Gusseisenwerkstoffen keine Umwelt- und Gesundheitsrisiken.
Beständigkeit Nutzungszustand
Gusseisen 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“.
→ Datenbank als PDF
Instandhaltung
Bauteile aus Gusseisen mit Kugelgraphit (z. B. Gussrohre) können durch Schweißen instandgesetzt werden. Geeignete Schweißverfahren sind:
- Elektrisches Schweißen
- Autogenes Schweißen
- Artgleiche Flüssigschweißung
- Artgleiche Pulverschweißung
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
Quellen
1vgb - Reperaturen an großen Gussstücken durch Schweißen, Online-Quelle (abgerufen 10/2013)
2kug - kug Reperaturschweißen von Gussteilen, Online-Quelle (abgerufen 10/2013)
Nachnutzung
Umwelt- und Gesundheitsrisiko Rückbau
Bauelemente aus Gusseisen können ohne größere Umwelt- und Gesundheitsrisiken zurückgebaut werden.
Wiederverwendung
Bauteile aus Gusseisen, können je nach Zustand direkt wiederverwendet werden, oder wenn das nicht möglich ist der stofflichen Verwertung zugeführt werden..
Stoffliche Verwertung
Gusswerkstoffe 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 Deponie
Eine Deponierung von Gusseisen findet im Grunde nicht statt, da alles dem Recyclingprozess zugeführt wird.
EAK-Abfallschlüssel
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17 04 05 |
Eisen und Stahl (Bau- und Abbruchabfälle) |
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12 01 01 |
eisenhaltige Späne und Abschnitte |
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12 01 02 |
andere eisenhaltige Teilchen |
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12 01 13 |
Press- und Stanzabfälle |
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20 01 05 |
Kleinmetall (Siedlungsabfälle) |