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Stahlverarbeitung Neue Keramikschicht bringt Industrieofen schneller auf Solltemperatur

Quelle: Pressemitteilung Avion Europa

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Eine neuartige keramische Beschichtung verkürzt die Heizzeit von Industrieofen um rund 25 Prozent und damit die von Stahlblöcken. Das spart auch Gas und CO2.

Was dieser Experte in der Hand hält, ist eine spezielle wärmereflektierende Keramikschicht, die den Betrieb von Industrieöfen energiesparender macht. Warum das klappt, und welche Vorteile das noch hat, verraten die Beteiligten im nebenstehenden Beitrag.(Bild: Avion Europa)
Was dieser Experte in der Hand hält, ist eine spezielle wärmereflektierende Keramikschicht, die den Betrieb von Industrieöfen energiesparender macht. Warum das klappt, und welche Vorteile das noch hat, verraten die Beteiligten im nebenstehenden Beitrag.
(Bild: Avion Europa)

Seit klar wurde, wie abhängig Deutschland vom russischen Gas ist, gilt Energiesparen als oberstes Gebot in der Industrie, was Gießereien, Härtereibetriebe und Schmieden natürlich miteinbezieht, schon weil diese viel Energiebedarf haben. Ein Verlustfaktor war bisher, dass die zur Temperierung der Werktücke oder Halbzeuge nötige Energie zum Teil vom Ofen selbst absorbiert wird. Das gehört nun der Vergangenheit an. Denn die sogenannte Ceracoat-Schicht reflektiert Wärme zu einem deutlichen Anteil. Man appliziert diese keramische Beschichtung dazu an der Innenseite des Ofenheizraums.

Die Ceracoat-Schicht reflektiert im Vergleich zur unbeschichteten Kammer rund 30 Prozent der Wärme im Ofen. Das spart nicht nur Energie sondern verkürzt auch die Aufheizphase um rund 25 Prozent. Das bewiesen Untersuchungen im Rahmen eines von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) geförderten Forschungsprojekt des VDEh-Betriebsforschungsinstituts (BFI) in Kooperation mit Avion Europa im Technikumsmaßstab. Avion Europa in Hagen, vertreibt Ceracoat im Übrigen im deutschsprachigen Raum. Hier nun mehr zu den Vorteilen.

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Stammt eigentlich aus der Porzellan- und Steingutbranche

Die mörtelartige Ceracoat-Masse wurde ursprünglich in den USA für die Porzellan- sowie Steingutindustrie entwickelt. Sie besteht aus natürlich vorkommenden Stoffen wie Mulliten, Kaoliniten und Oxiden verschiedener Übergangsmetalle. Das Besondere an dieser Mischung ist ihre starke Wärmereflexion bei Temperaturen ab etwa 660 °C, wodurch sich der oben beschriebene Effekt einstellt, durch den auch die Durchlaufzeiten für Werkstücke verringert werden.

Herkömmliche Schamott- oder Faseroberflächen nehmen aufgrund ihrer geringeren Reflexionsfähigkeit vergleichsweise viel Wärme auf, die dann nur zum Teil wieder emittiert wird. Bei Ceracoat ergab ein Gutachten der Universität Duisburg-Essen zu den Auswirkungen der Beschichtung auf die Strahlungseigenschaften von Feuerfestmaterial eben eine um bis zu 30 Prozent höhere Wärmereflexion. In der Praxis heißt das, dass durch die stärkere Reflexion die eingesetzte Gesamtenergie unter bestimmten Voraussetzungen deutlich besser genutzt werden kann. Die Werkstücke im Ofen erreichen dann wesentlich früher die notwendige Kerntemperatur.

Bei den Versuchen wurden insgesamt wurden jeweils drei Testläufe ohne Beschichtung sowie drei Testläufe mit keramischer Beschichtung durchgeführt und dadurch vergleichbare Ergebnisse erzielt. Für sämtliche Versuche wurde ein 2 Meter × 2 Meter × 6 Meter messender Kammerofen mit einem offenen 800-Kilowatt-Brenner und einer Faserzustellung verwendet, welche eine Hitzebeständigkeit bis 1.600 °C aufweist. Im Inneren platzierten die Ofenbediener zwei Stahlblöcke und versahen diese mit Thermoelementen, die in unterschiedlichen Tiefen angeordnet wurden. Auf diese Weise sollte im Ofenraum eine Prozesstemperatur von 1.300 °C und als niedrigste Kerntemperatur in den Versuchsblöcken 1.250 °C nachgewiesen werden.

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