Damit aus mineralischen Rohstoffen Zementklinker, Mörtel oder Feuerfestmaterial wird, sind energieintensive Zwischenschritte erforderlich, bei denen die Struktur und chemische Zusammensetzung der Rohstoffe unter hohen Temperaturen verändert wird. Es entstehen verschiedene Vorprodukte und schließlich Werkstoffe für die Bau-, die keramische und die Metallindustrie. In einem innovativen Drehrohrofen testen Forschende der TU Bergakademie Freiberg jetzt, wie konventionelle Gasbrennersysteme für den Herstellungsprozess der Vorprodukte künftig durch elektrisch beheizte Induktions-Plasmabrenner ersetzt werden können.

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Logo des Forschungsprojekts DIP-S

Um die Vorhersagen zur Umweltfreundlichkeit zu bestätigen, baut das Team einen neuartigen Drehrohrofen mit Induktions-Plasmabrenner im Technikum des Verbundkoordinators, der Firma XERION BERLIN LABORATORIES GmbH – Spezialist für Ofenaggregate ausgestattet mit Induktionsplasmatechnologien: „Gemeinsam entwickeln wir sowohl den neuartigen elektrisch beheizten Ofen inklusive innovativer Feuerfest-Auskleidung als auch den Herstellungsprozess der drei Modellmaterialien Zementklinker sowie Magnesiumaluminate und Zirkon-Mullit-Aluminiumoxide – als Auskleidungsmaterialien für die Eisen- und Stahlproduktion“, erklärt Professor Christos Aneziris, Projektverantwortlicher an der TU Bergakademie Freiberg. „Besonders interessiert uns, wie die Feuerfest-Auskleidung des Ofens aber auch die im Ofen gesinterten Rohstoffe auf die Plasma-Atmosphäre reagieren.“  Der anschließende Betrieb ist am Zentrum für effiziente Hochtemperatur-Stoffwandlung in Freiberg geplant.

Am Ende des auf drei Jahre angelegten Verbundprojekts steht die energetische Bilanzierung, eine CO2-Emmissionsanalyse, die Erforschung der generierten Materialqualitäten und eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung der neuen Technologie. „Damit können wir die Industrietauglichkeit und Langzeitstabilität der innovativen Technologie verifizieren und für weitere Anwendungsfelder in energieintensiven Branchen weiterentwickeln“, so Aneziris.

  • Das Forschungsprojekt mit dem Titel „Drehrohrofen-Induktions-Plasma-Sintertechnologien (DIP-S)“ wird bis Anfang 2029 im Rahmen der Richtlinie „Vermeidung von klimarelevanten Prozessemissionen in der Industrie (KlimPro-Industrie II)“ durch das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt gefördert.
  • Projektträger: DLR 
  • Verbundpartner:
    • XERION BERLIN LABORATORIES GmbH (Verbundkoordinator)
    • TU Bergakademie Freiberg, Institut für Keramik, Feuerfest und Verbundwerkstoffe
    • Imerys Murg GmbH
  • Die sogenannte Sinterung ist der energieintensivste Prozess bei der Herstellung von Keramiken mit zirka 70 Prozent des gesamten Energieverbrauchs. In der Zementindustrie wird überwiegend thermische Energie eingesetzt, der Anteil am Gesamtenergieverbrauch liegt hier bei zirka 88 Prozent.
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Forschung
Christos G. Aneziris
Institut für Keramik, Feuerfest und Verbundwerkstoffe, Agricolastr. 17
christos.aneziris [at] ikfvw.tu-freiberg.de +49 3731 39-2505