Vom Kalkstein zum Zement
Vom Kalkstein zum ZementHightech für die Steinzeit
Der Weg vom Kalkstein zum Zement ist kurz, aber komplex und energieintensiv. Und es steckt überraschend viel Hightech im Prozess, um aus dem Rohstoff einen Baustoff zu machen. Alles beginnt mit der Sprengung im Steinbruch. Ein Besuch im Lengfurter Werk von HeidelbergCement.
von Holger Schmidt
und Andreas Arnold
von Holger Schmidt
und Andreas Arnold
Im Steinbruch
Hochautomatisierte Herstellung
Ein Steinbruch ist immer die Voraussetzung, um ein Zementwerk zu betreiben. Denn das Gestein wird in so großen Mengen benötigt, dass weite Transportwege nicht wirtschaftlich wären. Auch das Massengut Zement wird überwiegend an Kunden in der Region geliefert, in einem Umkreis von etwa 150 Kilometern. Das geschieht im unterfränkischen Lengfurt per Lkw. Aber auch, dank der günstigen Lage unmittelbar am Main, per Schiff.
Die Herstellung von Zement ist hochautomatisiert. Und das fängt schon im Steinbruch an, wie Werkleiter Michael Becker im Video erklärt.
Die Herstellung von Zement ist hochautomatisiert. Und das fängt schon im Steinbruch an, wie Werkleiter Michael Becker im Video erklärt.
Vom Steinhaufen zum Brecher
Die Mischung macht's
Der gesamte Prozess ist geprägt von Zahlen und Daten, die im Leitstand zusammenlaufen und ständig ausgewertet werden. Schon die Auswahl der Stelle, an der im Steinbruch gebohrt und gesprengt wird, erfolgt nach einer genauen Analyse.
Denn um Klinker herzustellen, aus dem später Zement wird, benötigt man vier Bestandteile: Kalk, Ton, Sand und Eisenerz. Die sind zwar alle im Lengfurter Kalkstein enthalten, aber in den einzelnen Schichten – Sohlen genannt – in unterschiedlicher Konzentration. Die richtige Mischung macht’s also schon beim Abbau.
Steinbruchmeister Bertold Ottum fasst im Video zusammen, was er in seiner Funktion als Sprengberechtigter rund um die Sprengarbeiten beachten muss.
Denn um Klinker herzustellen, aus dem später Zement wird, benötigt man vier Bestandteile: Kalk, Ton, Sand und Eisenerz. Die sind zwar alle im Lengfurter Kalkstein enthalten, aber in den einzelnen Schichten – Sohlen genannt – in unterschiedlicher Konzentration. Die richtige Mischung macht’s also schon beim Abbau.
Steinbruchmeister Bertold Ottum fasst im Video zusammen, was er in seiner Funktion als Sprengberechtigter rund um die Sprengarbeiten beachten muss.
"Und dann wird geschossen"
Das Horn ertönt
Beim Ortstermin in Lengfurt ist der lange Signalton aus dem Horn ertönt, das sie hier in Anlehnung an Tolkiens Epos „Herr der Ringe“ das „Horn von Gondor“ nennen. Das Signal bedeutet: Alle in Deckung! Dann folgen zwei kurze Signaltöne: Es wird gezündet. Gespannte Blicke richten sich aus sicherer Entfernung auf die gegenüberliegende Felswand. Und dann passiert… nichts. Rainer Engelhart, der die Sprengung per Knopfdruck auslösen soll, gibt per Funk an Bertold Ottum durch, dass es Probleme mit der Zündmaschine gebe.
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Hoher Aufwand für die Sicherheit
Die Tücken der Technik. Dabei sind in die 46 Bohrlöcher acht Tonnen Sprengstoff verfüllt worden. So sollen mehr als 40.000 Tonnen Kalkstein aus der Wand zu gelöst werden. „Die Sprengung läuft von rechts nach links“, sagt Ottum. Denn gezündet werden nicht alle Sprengladungen gleichzeitig, sondern jeweils um Millisekunden versetzt.
Das reduziert die Erschütterung – die ist dadurch nur so groß wie die größte einzelne Sprengung und bleibt weit unter dem erlaubten Grenzwert. Eine Schwingung von 5 Millimeter pro Sekunde ist erlaubt, um die Häuser in den angrenzenden Gemeinden nicht in Mitleidenschaft zu ziehen. Im Lengfurter Steinbruch liegen die Schwingungen zwischen 1 und 2,5 Millimetern pro Sekunde. (Klick auf Play-Button)
Das reduziert die Erschütterung – die ist dadurch nur so groß wie die größte einzelne Sprengung und bleibt weit unter dem erlaubten Grenzwert. Eine Schwingung von 5 Millimeter pro Sekunde ist erlaubt, um die Häuser in den angrenzenden Gemeinden nicht in Mitleidenschaft zu ziehen. Im Lengfurter Steinbruch liegen die Schwingungen zwischen 1 und 2,5 Millimetern pro Sekunde. (Klick auf Play-Button)
Dann ist Steinzeit
Die Zündmaschine ist nun neu gestartet für den zweiten Versuch. Es kann losgehen. Steinzeit im Steinbruch.
Vorher/Nacher Ansicht
Bereit zum Abtransport
Die drei Signaltöne haben das Ende der Sprengarbeiten verkündet. Die Steine liegen nun bereit zum Abtransport.
Gefährdungen im Steinbruch
Nach der Sprengung wird kontrolliert, ob keine Gefahr durch Steinschlag besteht, ob also von an Abbruchkanten keine Steinbrocken auf Radlader und Muldenkipper hinabstürzen können. Da es viel Lkw-Verkehr gibt, werden an den Kanten Wälle errichtet, um den Fahrern die Richtung zu weisen und sie so zu leiten, dass sie auf den Sohlen bleiben und nicht abstürzen.
Nach dem TOP-Prinzip greifen in Lengfurt zunächst technische und organisatorische Maßnahmen, bevor es um die persönlichen Maßnahmen geht. Beschäftigte und Besucher müssen auf dem gesamten Werksgelände einen Schutzhelm tragen, außerdem eine Warnweste, Schutzbrille und Sicherheitsschuhe. „Aber das Allerwichtigste ist, dass die Mitarbeiter geschult sind, dass sie sich der Gefahr bewusst sind und dass sie sich entsprechend umsichtig verhalten, damit keine Unfälle passieren.“
Nach dem TOP-Prinzip greifen in Lengfurt zunächst technische und organisatorische Maßnahmen, bevor es um die persönlichen Maßnahmen geht. Beschäftigte und Besucher müssen auf dem gesamten Werksgelände einen Schutzhelm tragen, außerdem eine Warnweste, Schutzbrille und Sicherheitsschuhe. „Aber das Allerwichtigste ist, dass die Mitarbeiter geschult sind, dass sie sich der Gefahr bewusst sind und dass sie sich entsprechend umsichtig verhalten, damit keine Unfälle passieren.“
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"Eine unheimlich breite Palette"
Die Zahl der Arbeitsunfälle zu reduzieren, am besten auf null, gehört zum Aufgabengebiet von SHE-Ingenieur Christian Ernst. SHE steht für Safety, Health und Environment, also Sicherheit, Gesundheit und Umwelt. „Arbeitssicherheit geht jeden etwas an“, sagt Ernst. „Ich leiste zusammen mit der Fachkraft für Arbeitssicherheit meinen Beitrag, indem ich unterstütze und berate.“ Unfälle seien tragisch genug. Sollten sie aber doch vorkommen, wolle man zumindest „aus den Unfällen lernen und die entsprechenden Gefahrenquellen abstellen“. Und Gefährdungen gibt es nicht nur im Steinbruch, wie Ernst erläutert (Klick auf Play-Button).
Das große Thema Emissionen
Nicht nur die Themen Arbeitssicherheit und Gesundheitsschutz sind komplex. Für die ökologischen Aspekte gilt das mindestens im gleichen Maße. Die Landschaftspflege in stillgelegten Steinbrüchen gehört beispielsweise zu den Auflagen, die HeidelbergCement erfüllen muss.
Und dann gibt es das große Thema Emissionen. Denn die Herstellung von Zement ist energieintensiv. Christian Ernst formuliert eine seiner Überwachungsaufgaben diesbezüglich als Frage: „Was blasen wir aus den Kaminen raus?“ Der SHE-Ingenieur kontrolliert mit Hilfe von Messinstrumenten also, ob die zulässigen Grenzwerte eingehalten werden.
Und dann gibt es das große Thema Emissionen. Denn die Herstellung von Zement ist energieintensiv. Christian Ernst formuliert eine seiner Überwachungsaufgaben diesbezüglich als Frage: „Was blasen wir aus den Kaminen raus?“ Der SHE-Ingenieur kontrolliert mit Hilfe von Messinstrumenten also, ob die zulässigen Grenzwerte eingehalten werden.
"Wie automatische Kaminkehrer"
Wie Zement hergestellt wird
Wie Zement hergestellt wird
Der Herstellungsprozess
Auch Reifen dienen als Sekundärbrennstoff
Vollbild
Vereinfacht zusammengefasst läuft der Herstellungsprozess so: Die Mischung aus Schotter und den Zuschlagstoffen wie Sand und Erz muss mehlfein gemahlen und getrocknet werden, um sie anschließend im Drehofen bei mehr als 1.400 Grad Celsius zu erhitzen. Durch die chemische Umwandlung, Sintern genannt, entsteht Zementklinker, der aussieht wie kleine Steinkohlestücke. Der heruntergekühlte Klinker wird in einem letzten Schritt mit weiteren Stoffen wie Kalkstein, Hüttensand und Gips gemischt und zu feinem Zement gemahlen.
Woher die Emissionen kommen
Der Großteil der Emissionen ist auf das Brennen des Klinkers zurückzuführen, denn dabei wird das im Kalkstein gebundene CO2 freigesetzt. Der Rest entsteht durch die Brennstoffe. Technologien zu entwickeln, um das CO2 beispielsweise für die Herstellung von synthetischem Kerosin zu nutzen, ist ein Ansatzpunkt von HeidelbergCement, um die Umweltbelastungen zu reduzieren.
Ein anderer zielt auf den Verbrennungsprozess: Brauchte man früher für die Herstellung einer Tonne 100 Kilogramm Kohle, sind es heute nur noch zwischen 5 und 10 Kilogramm. Denn verstärkt kommen Sekundärbrennstoffe zum Einsatz. Reifen zum Beispiel, der darin enthaltene Eisenanteil wird vollständig in den Zement eingebunden und trägt somit zum richtigen Mischverhältnis bei. Auch Altöl, Lösemittel, Kunststoffe und Gewerbeabfälle werden im Verbrennungsprozess verwertet. Also dient Müll zur Zementherstellung?
Woher die Emissionen kommen
Der Großteil der Emissionen ist auf das Brennen des Klinkers zurückzuführen, denn dabei wird das im Kalkstein gebundene CO2 freigesetzt. Der Rest entsteht durch die Brennstoffe. Technologien zu entwickeln, um das CO2 beispielsweise für die Herstellung von synthetischem Kerosin zu nutzen, ist ein Ansatzpunkt von HeidelbergCement, um die Umweltbelastungen zu reduzieren.
Ein anderer zielt auf den Verbrennungsprozess: Brauchte man früher für die Herstellung einer Tonne 100 Kilogramm Kohle, sind es heute nur noch zwischen 5 und 10 Kilogramm. Denn verstärkt kommen Sekundärbrennstoffe zum Einsatz. Reifen zum Beispiel, der darin enthaltene Eisenanteil wird vollständig in den Zement eingebunden und trägt somit zum richtigen Mischverhältnis bei. Auch Altöl, Lösemittel, Kunststoffe und Gewerbeabfälle werden im Verbrennungsprozess verwertet. Also dient Müll zur Zementherstellung?
Auch Reifen dienen als Sekundärbrennstoff
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Müll zur Zementherstellung?
Das Ziel: klimaneutral bis 2050
Der verstärkte Einsatz von Sekundärbrennstoffen ist nur ein Beispiel dafür, wie HeidelbergCement die Produktion umweltverträglicher gestalten will. Der DAX-Konzern hat sich vorgenommen, bis 2050 klimaneutralen Beton herzustellen. Bei der Produktion einer Tonne Zement werden derzeit etwa 575 Kilogramm CO2 freigesetzt. 1990 waren es noch 750 Kilogramm, 2025 sollen die Emissionen auf unter 500 Kilogramm pro Tonne gesenkt sein.
„Wir müssen schauen, wie wir unsere Prozesse so optimieren können, dass wir bei der Herstellung von Zement und beim Einsatz von Zement im Beton C02 reduzieren“, sagt Werkleiter Michael Becker.
Der Baustoff Zement jedenfalls dürfte auch in Zukunft gefragt sein. Und in absehbarer Zeit werden die Steine dafür nicht ausgehen, wie Becker erklärt.
„Wir müssen schauen, wie wir unsere Prozesse so optimieren können, dass wir bei der Herstellung von Zement und beim Einsatz von Zement im Beton C02 reduzieren“, sagt Werkleiter Michael Becker.
Der Baustoff Zement jedenfalls dürfte auch in Zukunft gefragt sein. Und in absehbarer Zeit werden die Steine dafür nicht ausgehen, wie Becker erklärt.
Der Ausblick
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Hightech für die Steinzeit
Im Steinbruch
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Das Ziel: klimaneutral bis 2050
Der Ausblick
