ENOPTAL: Energieeffizienzerhöhung und Optimierung von Aluminiumschmelzöfen durch Entwicklung adaptierter Feuerfestmaterialien und verbesserte Ofeninnenraumgeometrien

Förderinstitution:Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie
Arbeitsgruppe:Ofenbau
Bearbeiter:Dr.-Ing. Volker Uhlig
E-Mail:volker [dot] uhligatiwtt [dot] tu-freiberg [dot] de
Start, Laufzeit:01.10.2008, 2 Jahre
Projektpartner:ZPF therm Maschinenbau GmbH, Siegelsbach
TU Bergakademie Freiberg, Gießerei-Institut
TU Bergakademie Freiberg, Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik, Professur für Keramik

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Stand der Technik sind Schmelzöfen, die einen hohen Energieverbrauch und somit auch hohe CO2-Emission haben. Die Hauptkomponenten eines Ofens bestehen aus der Brennertechnik, der Isolation und dem konstruktiven Aufbau (z.B. Brennerstrahlführung). In den Fachbereichen (Brennertechnik, Isolierwerkstoffe) wird zunehmend an neuen Technologien geforscht, die Zusammenstellung zu einem Komplettpaket wird aber aus den unterschiedlichsten Gründen nicht vorangetrieben. Darin besteht der innovative Ansatz ist dieses Projektes. Das Fachwissen von ZPF-therm als Ofenbauer und somit als direkter Ansprechpartner für die Produktionsbetriebe, sowie die Entwicklungen in den einzelnen Instituten der Hochschule bilden einen Ansatz, um das Gesamtpaket „Schmelzofen“ effizient weiterzuentwickeln. Unter dem Aspekt Energieeffizienz und reduzierte CO2-Emissionen wird ein strömungstechnisch optimiertes Schmelzofensystem mit neuartiger Brennertechnik, wartungsfreundlicher, verschleißfester Ausmauerung sowie raum- und kostensparender Isolation entwickelt.

Dazu wird in der Universität Freiberg ein Modell aufgebaut und auf der Basis allgemeiner strömungstechnischer Modelle ein Werkzeug zur möglichst exakten strömungstechnischen Simulation der Verhältnisse im Ofeninnenraum zu eingesetzt. Diese Vorgehensweise lässt eine zuverlässige Vorhersage über den Energieverbrauch, die Temperaturverteilung und die Einwirkung eines variierenden Brennerstrahls zu. Die bisher im Ofenbau verwendeten Feuerfestmaterialien sind durch neue, ggf. auf ingenieurkeramischer Basis aufbauende Materialien zu ersetzen, die im Rahmen des Vorhabens entwickelt werden.

Weitere Aspekte bei dieser Entwicklung sind Wartungsfreundlichkeit, Verschleißfestigkeit und einfache, für die Umwelt ungefährliche Entsorgung verbrauchter Materialien. Daraus resultierend wird ein neuer Ofentyp als Demonstrator konstruiert, gebaut und getestet. Dieser Ofen wird einen optimierten Innenraum und darauf abgestimmten Brennertyp sowie einen deutlich reduzierten Energieverbrauch aufweisen.