Am Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik –Lehrstuhl für Glas- und Emailtechnik– wird seit Oktober 2009 an neuen Veredelungsstrategien für Feuerfestmaterial im Kontakt mit Glasschmelze geforscht. Initiator des Projektes RefraGlass ist Prof. Dr.-Ing. Heiko Hessenkemper.

Der Lehrstuhl für Glas- und Emailtechnik der TU Bergakademie Freiberg hat gemeinsam mit dem Gründernetzwerk SAXEED einen Projektantrag bei der Sächsischen AufbauBank eingereicht und erfolgreich bewilligt bekommen. Gefördert vom Europäischen Sozialfond (ESF) wird in den kommenden drei Jahren eine dreiköpfige Nachwuchsforschergruppe bestehend aus Dipl.-Ing. Rolf Weigand (Projektleiter), Dipl.-Wirt.-Ing. Anne-Katrin Rössel und Dipl.-Chem. Michael Hubrich die neue Veredelungsstrategie weiter beforschen und optimieren. Das Fördervolumen des Projektes liegt bei etwa einer Million Euro und ermöglicht den Nachwuchsforschern die Weiterentwicklung der Veredelungstechnologie hin zu marktreifen Anwendungsfeldern.

Feuerfestmaterial wird zur Auskleidung von Glasschmelzwannen verwendet und steht in direktem Kontakt mit der Glasschmelze. Die Problematik ist dabei, dass das Feuerfestmaterial im Wesentlichen den die Lebensdauer begrenzenden Faktor im Produktionsprozess der Glasherstellung darstellt. Zusätzlich kommt es infolge der Infiltration der porösen Materialien durch Glasschmelze zu Fehlern im Produkt (Blasen, Schlieren), wodurch die Produktivität deutlich minimiert wird. Aktuell in glasproduzierenden Unternehmen eingesetzte Anlagen müssen nach etwa acht bis zehn Jahren erneuert werden. Dabei muss der komplette Produktionsprozess für die Dauer von etwa drei Monaten gestoppt werden. Es ergeben sich somit allein durch den mit dem Wannenwechsel verbundenen Produktionstop Ausfälle von mehreren Millionen im produzierenden Unternehmen. Die Investitionskosten für bspw. eine neue Behälterglaswanne müssen dabei zusätzlich mit durchschnittlich 50 Mio. € veranschlagt werden. Im Bereich der Glasindustrie sind weltweit mehr als 2.000 Wannen im Einsatz, jährlich werden zwischen 200 und 300 Wannen ersetzt oder neu in Betrieb genommen.

In Vorversuchen und ersten Arbeiten zu dieser neuen Technologie konnte unter unoptimierten Bedingungen eine Verbesserung an verschiedenen Feuerfeststeinen von 12 bis 20 % erzeugt und gemessen werden. Um die Korrosionsbeständigkeit weiter zu erhöhen sollen im Rahmen des Projektes RefraGlass umfangreiche Untersuchungen möglicher Stoff–Technologie–Kombinationen durchgeführt werden. Einen besonderen Schwerpunkt bildet dabei das Testen einer breiten Variation an reduzierend wirkenden Stoffsystemen, um in den Poren des Feuerfestmaterials eine Sauerstoffsenke einzustellen.

Um letztendlich eine industrielle Anwendung gewährleisten zu können, muss im Rahmen des Projektes außerdem der Verfahrensschritt von der Einzelbehandlung von Feuerfeststeinen im Labormaßstab in eine Serienbehandlung im industriellen Maßstab erfolgen und somit die entsprechenden verfahrenstechnischen Lösungen konzipiert werden. Die sich durch eine industrielle Anwendung ergebenden Ersparnisse der kalkulatorischen Investitionskosten liegen bei ca. 1,5 bis 3 Millionen Euro pro Jahr.

Kontakt:
Rolf.Weigand@ikgb.tu-freiberg.de