Neueste Erkenntnisse sowie praktische Erfahrungen rund um die Entwicklung feuerfester Werkstoffe präsentierten zahlreiche namhafte Referentinnen und Referenten aus Industrie, Forschung und Entwicklung beim 4. Freiberger Feuerfest-Symposium. Nicht minder wichtig und aktuell ein weiteres Thema, das bei der Fachtagung intensiv diskutiert wurde: Der nachhaltige Umgang mit notwendigen bzw. verfügbaren Ressourcen. Umfassend beleuchtet wurden in diesem Zusammenhang der Einsatz von Wasserstoff, die Rolle von neuen Energieträgern und die damit verbundenen Herausforderungen an Feuerfestauskleidungen.
Letzeres ein Thema, dessen Relevanz Alexander Jüttner, Managing Director Ceramics & Special Furnaces, RATH Group, auch in seinen Begrüßungsworten herausstrich:
„Beim nachhaltigen Umgang mit Ressourcen wird die Veränderung des Energieträgers eine wesentliche Rolle spielen. Und dies nicht nur in der Keramik-Industrie – im weiteren Sinne – sondern eben auch im Besonderen beim Einsatz feuerfester Werkstoffe.“ Dabei, so Alexander Jüttner, seien Entwickler und Produzenten solcher Werkstoffe besonders gefordert. „Umso wichtiger ist dieses Symposium, das einen intensiven Austausch der Feuerfest-Branche ermöglicht, Denkanstösse gibt und im besten Falle auch bereits erste konkrete Ideen hervorbringt, wie wir gemeinsam die Feuerfest-Industrie zukunftssicher und nachhaltig gestalten können.“
Das Interesse an der – wieder in Kooperation von Deutsche Keramische Gesellschaft (DKG) und RATH AG organisierten – Fachtagung war groß. Rund 150 Experten aus dem Industrieofen- und Anlagenbau sowie der Anwendungstechnik, Montagefirmen, Vertreter aus Forschung und Entwicklung sowie Feuerfest-Hersteller nahmen an der dreitägigen Veranstaltung teil. Wasserstoffeinsatz in der Keramik, Dekarbonisierung und neue Energieträger – all dies wurde im Rahmen unterschiedlicher Vorträge beleuchtet. Aber auch Themen aus der Industrieofentechnik, der Feuerfest-Montage und der Neu- und Weiterentwicklung feuerfester Werkstoffe wurden behandelt und auf ihre Praxistauglichkeit hin bewertet.
Ein breites Themenspektrum
Dr. Gernot Mevec (Dr. Gernot Mevec Consulting) und Andreas Daborer (RATH Business Services GmbH) setzten sich bei ihrem Vortrag mit dem Potenzial vakuumgeformter Bauteile auf Basis biogener Kieselsäure auseinander. Während dieser natürliche, nachwachsende Rohstoff in der Bauindustrie schon seit längerem als Betonzusatz- oder Zementrohstoff zum Einsatz kommt, hält sich dies im Feuerfest-Bereich noch in Grenzen. Der Einsatz als Rohstoff für andere Wärmedämmprodukte nimmt erst in diesen Jahren Fahrt auf – wobei die hochporösen Partikel der ideale Ausgangspunkt für vakuumgeformte Produkte sind, welche in hohem Maße kundenspezifisch (z. B. hinsichtlich Rohdichte) adaptiert werden können und somit das Produktportfolio der RATH-Wärmedämmpalette kostengünstig und nachhaltig ergänzen.
Über den aktuellen Stand der Anlagentechnik zum umweltfreundlichen Recyceln von Aluminium gab Dr. Dominik Schröder, LOI Thermprocess, einen Überblick. Mit dem Aluminiumverbrauch wächst auch das Recyclingvolumen. Mit der dritten Generation der
Aluminiumschmelzöfen lässt sich das Recyceln mit einem weiter reduzierten Energieeinsatz erreichen. Dabei wird der Energieinhalt der Anhaftungen zu 100 % für die Erwärmung der Schmelze genutzt. Die Wirtschaftlichkeit eines Ofens ist neben der Schmelzleistung und dem Energieverbrauch maßgeblich von der Standzeit der Feuerfestauskleidung abhängig – wofür die Struktur der Feuerfestmaterialien im Bad-, Wand- und Deckenbereich besonders relevant ist.
Mit der Verringerung der CO2 -Emissionen bei den energieintensiven Hochtemperaturverfahren in der Keramik-Produktion beschäftigte sich Prof. Dr. Alexander Michaelis, Fraunhofer Institut für Keramische Technologien und Systeme, im Rahmen seines Vortrags „Wasserstoff für und mit Keramik“. Um diese Emissionen zu verringern, müssen neue ökonomische und ökologische Technologien wie Wasserstoff, Strom- oder „oxyfuel“-basierte Prozesse entwickelt werden. Aufgrund ihres herausragenden Eigenschaftsprofils kommt der Hochleistungskeramik bei der Entwicklung von Systemen für die Wasserstoffwirtschaft eine besondere Bedeutung zu. So sind keramische Werkstoffe für den Einsatz unter harschen Umweltbedingungen – wie z. B. korrosive Milieus und hohe Temperaturen, die bei der elektrolytischen Erzeugung von grünem Wasserstoff auftreten – geeignet. Darüber hinaus spielen die funktionskeramischen Eigenschaften, wie z. B. die elektronische und ionische Leitfähigkeit von Keramiken eine herausragende Rolle bei der Entwicklung innovativer Elektrolyseverfahren wie der SOE (Solid Oxide Electrolysis). Wenn im Gesamtprozess Abwärme genutzt werden kann, zeigt die SOE einen um 30 % höheren Wirkungsgrad bei der Wandlung von Strom zu H2 als bei allen Wettbewerbsverfahren. Weiters kann die SOE auch im CO- Elektrolyse-Modus zur Erzeugung von Synthesegas verwendet werden. Damit wird aktiv CO2 aus der Atmosphäre entfernt. Die SOE kann hierbei direkt mit Verfahren wie der Fischer-Tropsch Synthese kombiniert werden, um aus dem Synthesegas hochwertige chemische Produkte herzustellen.
Solare Treibstoffe, die mittels Hochtemperatur-Solarwärme hergestellt werden – und als nachhaltige Kohlenwasserstoffe wie Benzin, Diesel und Kerosin mit herkömmlichen Verbrennungsmotoren und Flugzeugtriebwerken kompatibel sind.. Generiert wird diese Solarwärme aus konzentriertem Sonnenlicht in einem neuartigen, von Synhelion entwickelten, solaren Receiver. Dieser liefert die Prozesswärme für einen thermo-chemischen Reaktor und für einen Wärmespeicher, welcher den 24/7-Betrieb des Reaktors ermöglicht. Wärmeträgermedium ist Wasserdampf. Synhelion hat einen 250 kW solaren Receiver mit Wasserdampf-Auslassungstemperaturen von über 1500 °C demonstriert und entwickelt nun gemeinsam mit dem Schweizer Forschungsinstitut Empa einen kosteneffizienten Hochtemperatur-Wärmespeicherstein.
Ausführlich betrachtet wurde auch die Situation des Feuerfestbaus in Deutschland. Dazu konnte mit Markus Horn als Vorsitzender der DGFS (Deutsche Gesellschaft Feuerfest- und Schornsteinbau e. V.) ein profunder Experte gewonnen werden, der über die Leistungsfähigkeit der Feuerfest-Montagefirmen, aber auch die Probleme des Fachkräftemangels berichtete – und einen Ausblick auf die Zukunft eines Nischengewerks im Bauhandwerk gab.