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Recycling von Superlegierungsschrotten

Exklusiver Kreis der Aufbereiter

Quelle: ©iStock.com/miklyxa13

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Das Geschäft mit Superlegierungsschrotten ist komplex und ein Closed Loop. Wer hier mitspielen möchte, braucht nicht nur die entsprechende Aufbereitungstechnik. Er braucht auch diverse Zertifikate und Zulassungen.

Superlegierungen und ihre Schrotte sind ein ausgesprochen komplexes Geschäft. Statistisches Zahlenmaterial gibt es kaum, auch belastbare Aussagen über globale Produktions- und Verbrauchsmengen sind rar. Wie viele der einzelnen Legierungen in Deutschland anfallen, kann somit kaum jemand beantworten. „Es ist auch wahnsinnig schwer, Marktanteile zu ermitteln“, sagt Rickmer Hatecke, Geschäftsführer von Metalloy Metalle-Legierungen.

Sein Unternehmen gehört zu Cronimet und gilt innerhalb dieses Verbundes als „europäisches Kompetenzzentrum für die Aufbereitung von hochkorrosions- und temperaturresistenten Legierungen“. Unter Superlegierungen versteht man Werkstoffe, die auf Nickel- oder Cobalt-Basis für Hochtemperatur- und Korrosionsanwendungen angewendet werden und denen eine Vielzahl anderer Elemente beigemischt wird. Metalloy beispielsweise bezeichnet Legierungen als Superlegierungen, deren Nickelanteil größer als 50 Prozent ist, mit einem Chromanteil von rund 20 Prozent und einem Molybdän-Anteil, der zwischen 5 und 15 Prozent variieren kann.

Dazu kommen noch andere Legierungselemente wie Niob, Tantal, Vanadium, Cobalt, Wolfram oder Titan. Typisch für diese Sonderwerkstoffe ist ihre extrem hohe Beständigkeit gegenüber bestimmten Herausforderungen wie extreme Hitze, Korrosion und Säure. Zudem können sie gewaltigen mechanischen Kräften wie zum Beispiel Abrieb und Druck standhalten.

Luftfahrt- und Energiesektor sind die größten Abnehmer

Von daher sind Superlegierungen äußerst attraktiv für die Luftfahrtindustrie und den Sektor der Energieerzeugung, den beiden größten Anwendungsbereichen für diese Werkstoffe. Metalloy-Geschäftsführer Hatecke schätzt, dass 40 Prozent der weltweit produzierten Superlegierungen in den Turbinenbau gehen – sowohl in fliegende Turbinen in der Luftfahrt als auch in stationäre Turbinen bei der Energieerzeugung, wo eine hohe Hitzeresistenz gefordert wird.

Ein anderer großer Anwendungsbereich für Superlegierungen ist die Öl- und Gasförderung. „Insbesondere die Ölförderung aus großen Tiefen stellt hohe Ansprüche an die technische Ausrüstung, die teilweise nur durch Superlegierungen erfüllt werden können, und nicht durch Rohre aus normalem Edelstahl oder Starkstahl.“ Auch bei der Gasgewinnung aus Schieferschichten, dem sogenannten Fracking werden Superlegierungen – vornehmlich Alloy 718 und 625 – verwendet.

Superlegierungen
Metalloy
Metalloy

Superlegierungen

Weitere Abnehmer für Superlegierungen sind die Automobilindustrie vor allem im Bereich der Turboaufladung, aber auch für Abgassysteme und der Motorenbau – vom Pkw über Lkw bis hin zu Schiffsmotoren. Superlegierungen sind auch überall dort zu finden, wo eine hohe Korrosionsbeständigkeit gegen aggressive Medien, gegen Säuren und Laugen gefordert wird, sprich in der Lebensmittelverarbeitung, Chemieindustrie, Petrochemie, Schiffsbau und Kraftwerksindustrie. Wegen ihrer Korrosionsbeständigkeit werden Cobalt-Legierungen auch in der Medizintechnik, etwa als medizinische Implantate eingesetzt.

Closed Loop zwischen bearbeitenden Industrien und Aufbereitern

Ebenso komplex wie die chemische Zusammensetzung der Superlegierungen ist auch die Aufbereitung der Schrotte. Der größte Teil, der zu Aufbereitern kommt, sind Produktionsabfälle, die bei der Bearbeitung von Halbzeugen anfallen. Der Anteil dieser Schrotte macht 70 Prozent aus, 30 Prozent sind Altschrotte.

Meistens kommen die Schrotte auf sehr direktem Wege zu den Aufbereitern. „Metalloy kauft kaum Schrotte von Händlern, sondern direkt von den Herstellern, OEMs und Industriekunden“, sagt Hatecke. „Das wollen auch die meisten unserer Großkunden so.“ Diese geben ihre Schrotte nicht gern an „normale“ Schrottaufbereiter und -händler, sondern direkt an spezialisierte und zertifizierte Recycler von Hochleistungswerkstoffen, Spezial- und Superlegierungen.

Viele Kunden und Lieferanten sind dabei an einem Revert Management interessiert. Formt beispielsweise ein Stahlwerk ein Blech, Rohr oder eine Stange, dann landen die Produktionsabfälle bei einem speziellen Aufbereiter. Dieser bearbeitet die Schrotte und liefert die aufbereiteten Schrotte zurück ans Stahlwerk, das daraus neue Superlegierungen herstellt. Etwa 40 bis 50 Prozent der Schrotte, die Metalloy behandelt, verlassen laut Hatecke diese geschlossenen Kreisläufe erst gar nicht. Für Unternehmen, die nicht die nötigen Zertifikate der Industrie haben, wird es somit schwierig, wenn nicht gar unmöglich, hier ins Geschäft zu kommen.

Immenser Analyse- und Sortieraufwand

Der Grund für den Closed Loop liegt in der hohen Wertigkeit und Komplexität der Superlegierungsschrotte. Diese lassen sich nur mit einer hochkomplexen technischen Ausrüstung bearbeiten, die die Ausrüstung eines „normalen“ Schrottverarbeiters bzw. -händlers bei weitem übersteigt. Etwa zehn Unternehmen weltweit verfügen über die entsprechenden mechanischen Bearbeitungsgeräte, Prüfgeräte und Laborausrüstungen und Zulassungen, die nötig sind, um die Schrotte in der benötigten Qualität aufzubereiten. Denn um die anfallenden Schrotte für die weltweit 15 Vakuum-Schmelzwerke und Speziallegierungs-Hersteller wieder einsatzfähig zu machen, müssen diese zunächst zu 100 Prozent sortiert und analysiert werden.

„Die Stückschrotte wie Blechabfälle, Rohrabfälle werden Stück für Stück einzeln geprüft“, beschreibt Hatecke den Aufwand. Das sei jedoch unvermeidlich, denn mit seiner Analyse haftet der Aufbereiter später beim Verkauf an die Stahlwerke. „Selbst im Bereich der Spurenelemente wird damit garantiert, dass diese Legierung zu 100 Prozent der geforderten Qualität entspricht“, erklärt Hatecke.

Das Gleiche gilt auch für Späne, die als Produktionsabfälle vor allem bei der Herstellung von Flugzeugturbinen entstehen. Diese Späne werden bei der Metalloy in einer eigens konstruierten Spänewaschanlage aufbereitet. Um die Späne komplett zu säubern, werden diese mechanisch gebrochen und anschließend thermochemisch bearbeitet.

Die Stahlwerke scheuen dabei den metallbearbeitenden und -aufbearbeitenden Unternehmen genau auf die Finger. Die meisten auditieren die Recycler und kontrollieren deren Zertifizierungen, Neben den Industriezertifikaten müssen diese entsprechende ISO-Zertifizierungen haben und als Entsorgungsfachbetrieb anerkannt sein. „Um an diese Stahlwerke überhaupt verkaufen zu können, braucht ein Unternehmen eine Zulassung“, berichtet Hatecke. Das ist nicht nur aufwendig, der Metalloy-Geschäftsführer kennt auch Fälle, in denen es bis zu fünf Jahre dauert, bevor diese Zulassung erteilt wird.

Ein anderer Bereich, aus dem die Aufbereiter ihre Schrotte bekommen, ist die Triebwerksüberholung. Auch in diesem Bereich müssen sich die Aufbereiter zertifizieren lassen. „Es muss sichergestellt werden, dass Schrotte, die aus diesem Bereich kommen, gemäß der Vorschriften zum Beispiel des Luftfahrtbundesamts zerstört und verschrottet werden“, erklärt Hatecke. Auf keinen Fall dürfe es vorkommen, dass diese in Staaten mit weniger scharfen Vorschriften als Second-Hand-Ware wieder in Umlauf kommen.

Steigende Nachfrage aus der Luftfahrtindustrie

Der Einsatz von aufbereitetem Schrott bietet den Stahlwerken bei der Herstellung von Superlegierungen große Vorteile. Vor allem Stahlwerke im rohstoffarmen Europa sind auf Superlegierungsschrotte angewiesen. Darüber hinaus kaufen die Stahlwerke mit dem aufbereiteten Schrott eine schon fertige Legierung. Würden die Stahlwerke die Legierungen selber aus Nickel, Kobalt, Molybdän, Chrom, Vanadium etc. herstellen, müssten sie die Primärmetalle erst bei verschiedenen Lieferanten kaufen und sie dann im richtigen Mischungsverhältnis in den Ofen geben. Nicht zuletzt bietet Schrott auch einen Preisvorteil, weil er häufig einen Preisabschlag gegenüber den Primärmetallen hat.

Folie1Zwischen Neumetallpreisen und Schrottpreisen besteht bei Superlegierungen eine direkte Korrelation. Das erklärt auch den Preisrückgang bei einigen der Hauptlegierungen von 2011 bis Anfang 2014. So sind beispielsweise die Preise für Alloy 625 von über 18 Euro je Kilogramm auf 10,75 Euro gefallen. Im selben Zeitraum sind auch die Preise für die Primärmetalle Nickel, Molybdän oder auch Kobalt gesunken. Aber das ist nicht der einzige Grund. „Die Nachfrage war in den Jahren 2012 und insbesondere 2013 schlechter“, erklärt Hatecke. „Im Moment ist die Nachfrage wieder sehr gut, besonders aus den Bereichen Öl und Gas sowie Luftfahrt.“

Vor allem bei den fliegenden Turbinen zieht die Nachfrage an. Denn Flugzeugtriebwerke müssen aufgrund gesetzlicher Vorschriften immer leiser und treibstoffeffizienter werden. Das beflügelt die Nachfrage nach der neuen Triebwerksgeneration. „Die Airlines stehen praktisch unter Zugzwang, diese zu kaufen und bei ihren Flugzeugen einzubauen, um beispielsweise in Hamburg überhaupt noch starten und landen zu dürfen.“

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