15. Nov 2021

Validierungsprojekt der SAB: Schmelzen von NE-Metallen mittels Plasmabrenner

Verfasst von Jens Bachmann in Allgemein

Aktuell kommen in der Industrie in Herd-, Wannen- oder Schachtöfen für das Schmelzen von Nichteisen (NE)-Metallen Gasbrenner zum Einsatz. Diese werden den zukünftigen klimapolitischen Anforderungen nicht mehr gerecht. Ein vollkommen neuer Ansatz für das Betreiben von Schmelzöfen für NE-Metalle bietet der Einsatz von Atmosphärendruck-Plasmabrennern, welche rein elektrisch mit Mikrowellentechnologie betrieben werden. Bei regenerativ gewonnenem Strom ist es damit möglich eine CO2-freie Schmelztechnik umzusetzen. Im Rahmen einer ersten Machbarkeitsstudie wurde an unserem Institut ein Pilot-Ofen mit einer Anschlussleistung von 6 kW aufgebaut und betrieben. Bei erfolgreichen Schmelzversuchen mit Aluminiumlegierungen (siehe Bild 1) konnte bereits eine technische Machbarkeit sowie ein CO2-neutraler Betrieb nachgewiesen werden.

Bild 1: Pilot-Ofen während dem Schmelzen mittels Mikrowellen-Plasmabrenner. Als Schmelzgut werden skalierte Aluminium-masseln verwendet.

Im Rahmen des Validierungsprojektes wird ein neuer Schmelzofen, mit einem Mikrowellen-Plasmabrenner mit einer Anschlussleistung von 60 kW, gebaut. Durch die Erhöhung der Systemleistung wird die Entwicklung näher an den Markt herangebracht und es sollen Grundlagen für eine industrielle Nutzung geschaffen werden. Um dies zu erreichen sollen innerhalb dieses Projektes Messungen zur Schmelz- und Prozesstechnik durchgeführt und diese ggf. optimiert werden. Untersuchungen zur qualitätsgerechten Umsetzung bezüglich der Schmelzequalität (Wasserstoffgehalt, Oxidfracht und Metallabbrand) und der Schmelzleistung bieten Grundlagen für vergleichende Untersuchungen mit fossilen Brennstoffen betriebenen Brennern. Des Weiteren werden für den Nachweis eines umweltgerechten Betriebes Messungen mit dem Abgas der Anlage durchgeführt. Dabei kommt es insbesondere auf die Emissionen von CO2, NO und NO2 an. Abschließend wird für eine Beurteilung und Analyse der wirtschaftlichen Umsetzbarkeit und des Potentials am aktuellen Markt, eine externe Unternehmensberatung herangezogen.

 

 

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