Autor: Fleischmann, Bernhard; Thieme, Christian
Veröffentlichungsjahr: 2023
Seitenanzahl: 47

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Kurzbeschreibung

Von April 2020 bis März 2023 wurde am Institut der Hüttentechnischen Vereinigung der Deutschen Glasindustrie (HVG), Offenbach am Main, und am Fraunhofer-Institut für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen (IMWS), Jena, das IGF-Forschungsvorhaben mit dem Thema "Maßnahmen zur Vermeidung von Anreicherungen kritischer Verunreinigungen durch Recycling in der Glasproduktion" (IGF/AiF-FV Nr. 21072 BG N) bearbeitet.

Neu hergestellte feuerfeste Materialien und Proben von Steinen nach dem Ende der Wannenreise wurden mit hochauflösenden mikroskopischen Verfahren hinsichtlich ihres kristallinen Phasenbestandes untersucht. Die elektronenmikroskopischen Untersuchungen sowie röntgendiffraktometrische Methoden erlauben Aussagen zur Feinstruktur der feuerfesten Materialien und verbessern so das Verständnis zur Bildung bzw. Umwandlung von mineralischen Phasen in den feuerfesten Materialien bei der Herstellung und während der Einsatzzeit sowie bei Korrosionsvorgängen.

Die Feinstrukturuntersuchung erlaubt nicht nur einen Blick auf die Hauptbestandteile, sondern auch auf die Nebenbestandteile und Mineralphasen mit geringen Anteilen und Kristallphasen mit geringer (Teilchen-)Größe. Bisher vermutete und nicht verifizierte Phasenumwandlungen im Einsatz bei hohen Temperaturen konnten nachgewiesen werden. Sich (neu) bildende Phasen sind schon im Anfangsstadium erkennbar. Um den Einfluss von Temperatur und Kinetik zu trennen, wurden entsprechende Versuche unternommen. Das verbesserte Verständnis der Korrosionsmechanismen erlaubt eine optimale Nutzung der Materialien.

Neue Erkenntnisse erlauben auch Rückschlüsse auf Reaktionen und Vorgänge bei der Nutzung erneuerbarer, alternativer Brennstoffe wie Wasserstoff vor allem bei oxy-fuel-befeuerten Glasschmelzwannen. Die post mortem Untersuchung von Steinen aus oxy-fuel (mit Erdgas befeuerten) Wannen ermöglicht, das Verhalten der Materialien bei der Verbrennung von Wasserstoff abzuschätzen und ihr Korrosionsverhalten vorauszusagen. Die erhöhte Verdampfung bzw. Sublimation von Bestandteilen aus der Glasschmelze bzw. von feuerfesten Steinen mit zunehmender Abgasfeuchte spielt hier eine wesentliche Rolle. Vor allem die Verbrennung von (grünem) Wasserstoff mit reinem Sauerstoff führt hier zu bereits erkennbaren Effekten, die dann auch bei Materialien und Schmelzen, die bisher keine Korrosionsprobleme zeigten, zu "unerwarteten" Problemen führen können.

Das Ziel des Forschungsvorhabens wurde teilweise erreicht.

Das IGF-Vorhaben 21072 BG N der Hüttentechnischen Vereinigung der Deutschen Glasindustrie (HVG), Offenbach am Main, wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.

Laufzeit: 01.04.2020-31.03.2023

Forschungsstelle: Institut der Hüttentechnischen Vereinigung der Deutschen Glasindustrie (HVG), Offenbach

Mitglieder            30 €

Nichtmitglieder  30 €

Student:innen    30 €