ESG-Anlage – Grundlegende Untersuchungen, Versuche und Simulationen zu Aufheiztechnologien

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Förderinstitution:BMBF/PtJ
Arbeitsgruppe: Ofenbau
Bearbeiter:Dipl.-Ing. Jens Strack
E-Mail:Jens [dot] Strackatiwtt [dot] tu-freiberg [dot] de
Start, Laufzeit:01.04.2007, 3 Jahre
Webseite:

www.glasing.infoLogo Glasing

Jährlich werden allein in Deutschland etwa 1,9 Mio. Tonnen Flachglas bearbeitet und größtenteils zu GlasingEinscheibensicherheitsglas (ESG) veredelt, wobei der größte Einsatzbereich in der Bau-, Solar- und Fahrzeugindustrie liegt. Der Trend zur Außenverglasung von Gebäuden und die Steigerung der Produktionskapazitäten der Solarindustrie lassen den Bedarf in zunehmendem Maß steigen. Die ESG Produktion ist ein sehr energieintensiver Prozess, da hierbei das Glas erst auf eine Temperatur von etwa 650 °C erwärmt werden muss, um dann schlagartig abgekühlt zu werden. Die Energie- und Materialkosten betragen bei der ESG Herstellung deutlich über 50 %, die mit derzeitiger Technik herstellbare minimale Glasdicke liegt bei 3 mm.
Durch die Entwicklung von Technologien, die den ESG-Prozess energieeffizienter gestalten sowie die Herstellung von 2 mm dünnem ESG ermöglichen, würde ein enormes Energie- und Kostensparpotential geschaffen.
Vor diesem Hintergrund haben sich in dem vom BMBF geförderten Projekt "Glasing" 7 Industrieunternehmen sowie 2 Institute der TU Bergakademie Freiberg zu einem Bündnis zusammengeschlossen. Ziel des Verbundprojektes ist die Entwicklung und praktische Erprobung von energieeffizienten Anlagen-, Prozess- und Verfahrenstechniken zur wirtschaftlichen Herstellung von Einscheiben-Sicherheitsglas mit Glasstärken unter 3 mm bis zur Marktreife.
Hierzu sind vollkommen neue Technologien notwendig. Einerseits sollen neue Abkühl- und Beschichtungsverfahren entwickelt werden (IKGB), andererseits ist die Beheizung des Ofens unter Einbeziehung von Neuentwicklungen im Heizersegment zu optimieren und neu zu gestalten (IWTT).
Im Rahmen dessen werden am IWTT Berechnung und Simulationen zum Wärmeübergang und Leistungsbedarf bei Anwendung verschiedener Heiztechnologien durchgeführt. Parallel hierzu wird ein modular aufgebauter Versuchsofen entwickelt und gebaut, in dem verschiedene Heizmechanismen zum Einsatz kommen werden. In diesem Ofen sollen die Simulationen validiert und die Scheibenerwärmung bis zu einer Größe von 0,5 x 0,8 m² eingehend untersucht und Produktionsprozesse simuliert werden können.
Weiterer Schwerpunkt ist die Entwicklung eines Heißgasschwebetransportmoduls, in dem das klassische Rollenfeld durch ein Luftkissen ersetzt werden soll. Im Gegensatz zu bestehenden Luftkissentransportsystemen sollen hierbei die einfache Transportfunktion des Luftkissens mit der Konvektionserwärmung durch Heißgase kombiniert werden, wobei als Prozessbedingung eine Temperaturgleichmäßigkeit auf der Scheibe von unter 10 °K sichergestellt werden muss. An einem Vorversuchsstand konnten erste Schwebeversuche erfolgreich abgeschlossen und die notwendigen Druck und Volumenmengen ermittelt werden. Hinsichtlich der Temperaturgleichmäßigkeit werden Simulationsrechnungen zur Düsenanordnung durchgeführt. Weitere Entwicklungsschwerpunkte liegen im Ersatz von elektrischer Widerstandsbeheizung durch Gasanwendungen, wie der Porenbrennertechnologie sowie in der Untersuchung der Anwendbarkeit der Mikrowellentechnologie auf diesen Bereich der Glaserwärmung.