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ENITEC — Energieeffiziente Prozesse für die Keramikherstellung

Verbundprojektkoordinator
Projektpartner
  • BCE Special Ceramics GmbH, Mannheim
  • CeramTec AG, Lauf
  • Eisenmann Anlagenbau GmbH & Co. KG, Böblingen
  • FCT Systeme GmbH, Rauenstein
  • Fraunhofer-Institut für Silicatforschung (ISC), Würzburg
  • Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik (IWM), Freiburg
  • LAPP Insulators GmbH, Wunsiedel
Projektwebsite
www.enitec.org

Nicht nur heiße Luft… mit innovativer Ofentechnik für keramische Bauteile.

Der energieaufwändigste Herstellungsschritt in der Produktion technischer Keramiken ist die Wärmebehandlung. Das Entbindern und Sintern erfolgt zumeist in mit Strom oder Gas beheizten Öfen und ist gekennzeichnet durch lange Prozesszeiten, hohe Temperaturen, zum Teil mehrfaches Aufheizen des Brennguts sowie einen hohen Anteil an Brennhilfsmitteln. Das Projekt ENITEC arbeitet daran, eine Energieeinsparung von bis zu 40 Prozent bei der Herstellung technischer Keramiken zu erzielen. Mittels der Analyse der physikalisch-chemischen Hintergründe sowie der Entwicklung neuer, innovativer Ofentechnologien sollen potenzielle Einsparpotentiale identifiziert und verifiziert werden. Es werden Methoden erarbeitet, mit deren Hilfe die energieaufwändigsten Schritte wie mehrfaches Aufheizen, Heißpressen und Nachbearbeitung entweder vollständig eliminiert werden oder der notwendige Energieaufwand deutlich reduziert wird. So kann mittels neuartiger Ofenkonzepte eine effizientere Nutzung des Ofenraumes eine drastische Reduzierung der Brennhilfsmittel bewirken. Die Optimierung der Sinterprogramme führt zu einem geringeren Verzug der Teile und somit zu einer effizienteren Nachbearbeitung. Eine wichtige Voraussetzung für alle Arbeiten sind in-situ Messmethoden und die auf diesen Daten aufbauende Simulation der Prozesse.

Lösungen

  • Simulation des Energieverbrauchs bei der Herstellung technischer Keramiken

    Die Projektpartner haben ein Modell entwickelt, mit dem die Simulation des Energieverbrauchs bei der Wärmebehandlung technischer Keramiken möglich ist. Die Energieeffizienz der üblichen Wärmebehandlungsverfahren ist mit 3 bis 10 Prozent äußerst gering. Diese Simulation basiert auf thermophysikalischen Messdaten und auf der Simulation von Entbinderungs- und Sinterkinetik sowie der
    Temperaturverteilung im Brennofen. Damit ist es möglich, die Brennbedingungen zu optimieren. Die Simulation ist Voraussetzung für die Bewertung von Verfahrensverbesserungen wie kürzeren Prozesszeiten, geringeren Maximaltemperaturen oder veränderten Brennaufbauten hinsichtlich der Energieeffizienz und der erzielbaren Produktqualität.

    Dr. Friedrich Raether, Fraunhofer ISC, Tel.: 0931 4100-200, raether@isc.fraunhofer.de
    Präsentation ENITEC, Effizienzfabrik-Treff „Energiemanagement in der Produktion“ am 13. September 2011