Hybrid-Ofenverfahren für CO2-ärmere bzw. für CO2-freie Hochtemperaturtechnologien zur thermischen Behandlung, Teilprojekt: 'Plasmastahl'

Description: Hauptziel des beantragten Projektes Hybrid-FIRE ist, eine neue Methode zur hybriden Beheizung von Ofenanlagen zu entwickeln, die es ermöglicht, kohlendioxidarm bzw. kohlendioxidfrei zu arbeiten. Die Grundlagen hierfür bieten umweltfreundlich erzeugter Wasserstoff sowie Elektroenergie. Durch Kombination eines Erdgas-Brenners, dessen Brenngas teilweise durch Wasserstoff ersetzt wird, mit einem bzw. mehreren Mikrowellenplasmabrennern soll durch gezielte Steuerung dies ermöglicht werden. Am Beispiel von ausgewählten keramischen Massenerzeugnissen aus dem Bereich Feuerfest (MgO-Stein), Technischer Keramik (ZrO2) sowie Baukeramik (Ziegelstein, Fließe) sowie am Beispiel Stahlschmelze aus dem Metallurgiesektor, soll gezeigt werden, dass diese zurzeit stark kohlendioxidlastige Verfahrensschritte kohlendioxidarm bzw. -neutral betrieben werden können. Hierzu wird an den ausgewählten Erzeugnissen (fester Werkstoff sowie Stahlschmelze) umfangreiche Entwicklungsarbeit in mikrowellenplasmabeheizten Ofen, in elektrisch beheizten sowie in industriell oft gasbeheizten Öfen zur Eigenschaftsentwicklung betrieben. Im Lauf des Projektes ist geplant einen hybrid beheizten Demonstrator zu konzipieren, zu bauen und für umfangreiche Versuche mit den genannten Produktgruppen einzusetzen. Aufgrund der Änderungen in der Beheizungsart ist damit zu rechnen, dass geänderte Anteile an Wasserdampf bzw. Wasserstoffgehalte u.a. Abgasbestandteile die Eigenschaften beeinflussen. Hierzu können Änderungen in der Sintertechnologie (nur Mikrowellenplasmabrenner-Beheizung unterstützt mit elektrischen Heizer zur Bewältigung der Thermoschockbeanspruchungen im Ofenaggregat) bzw. auch am Werkstoff erforderlich werden. Im letzten Teil des beantragten Projektes sollen die gewonnenen Erkenntnisse im Industrieeinsatz (Feuerfesthersteller, Stahlgießerei) zum Einsatz unter industriellen Bedingungen kommen und erprobt werden. Der Mikrowellenplasmabrenner wird vorbehaltlich der Förderung bei PleissnerGuss angeschafft.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Ziegel ? Brenngas ? Keramik ? Werkstoff ? Elektrizität ? Metallgießerei ? Wasserdampf ? Wasserstoff ? Thermisches Verfahren ? Heizung ? Ofen ? Abgaszusammensetzung ?

Region: Lower Saxony

Bounding boxes: 9.16667° .. 9.16667° x 52.83333° .. 52.83333°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Finanzielle Förderung)
• Pleißner Guss GmbH (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2023-07-01 - 2027-06-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: 'Plasma steel'
  Description: The main objective of the Hybrid-FIRE project applied for is to develop a new method for hybrid heating of kiln plants that makes it possible to operate with low or zero carbon dioxide emissions. The basis for this is provided by environmentally friendly produced hydrogen as well as electrical energy. By combining a natural gas burner, whose fuel gas is partially replaced by hydrogen, with one or more microwave plasma burners, this is to be made possible through targeted control. Using the example of selected ceramic bulk products from the refractory sector (MgO brick), technical ceramics (ZrO2) and building ceramics (brick, fluxes) as well as the example of molten steel from the metallurgy sector, it is to be shown that these process steps, which are currently heavily dependent on carbon dioxide, can be operated with little or no carbon dioxide. To this end, extensive development work is being carried out on the selected products (solid material and molten steel) in microwave plasma-heated furnaces, in electrically heated furnaces and in industrially often gas-heated furnaces to develop their properties. In the course of the project, it is planned to design and build a hybrid heated demonstrator and to use it for extensive tests with the product groups mentioned. Due to the changes in the heating method, it is to be expected that altered proportions of water vapor or hydrogen contents and other exhaust gas components will influence the properties. This may require changes in the sintering technology (only microwave plasma torch heating supported by electric heaters to cope with the thermal shock stresses in the furnace unit) or also in the material. In the final part of the project applied for, the knowledge gained is to be applied and tested under industrial conditions (refractory manufacturer, steel foundry). Subject to funding, the microwave plasma torch will be purchased from PleissnerGuss. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1124538

Status

Aktiv

Quality score

• Overall: 0.46
• Findability: 0.52

  • Title: 0.03
  • Description: 0.18
  • Identifier: false
  • Keywords: 0.92
  • Spatial: RegionIdentified (1.00)
  • Temporal: true
• Accessibility: 0.67

  • Landing page: Specific (1.00)
  • Direct access: false
  • Publicly accessible: true
• Interoperability: 0.00

  • Open file format: false
  • Media type: false
  • Machine-readable metadata: false
  • Machine-readable data: false
• Reusability: 0.67

  • License: ClearlySpecifiedAndFree (1.00)
  • Contact info: false
  • Publisher info: true

Accessed 1 times.