Nichteisenmetalle klimaneutral zu schmelzen, ist eine zentrale Herausforderung der metallurgischen Industrie. Aktuell werden für den Prozess überwiegend erdgasbeheizte Öfen eingesetzt. Ähnlich ist es bei der Wiedererwärmung und Wärmebehandlung von Stahl und weiteren Metallen. Der Energiemix dieser und vieler weiterer Thermoprozesse muss sich angesichts der Forderung nach Klimaneutralität in allen Produktionszweigen ändern.
Am Gießerei-Institut der TU Bergakademie Freiberg wurden hierzu klimaneutrale strom- oder gasbasierte Thermoprozesstechnologien für verschiedene Anwendungen untersucht. Die Grundidee hierzu ist die Elektrifizierung von bestehenden Industrieöfen durch die Substitution der heutigen Erdgasbrenner durch elektrisch erzeugte Heißgasjets. Die Anforderung lag hier insbesondere darauf, dass die Öfen und auch deren Betriebsweise beibehalten werden können, es zu keinen Emissionen durch Verbrennungsprozesse kommt und durch die Umstellung auf Heißgasjets eine qualitativ vorteilhafte Ofenatmosphäre eingestellt werden kann. Hierzu wurden am Institut zwei innovative Technologien entwickelt und entsprechende Patente angemeldet. Bei den beiden Technologien wird mittels elektrischen Stroms einmal durch ein Plasma und einmal durch einen induktiv erwärmten Suszeptor ein Heißgasjet erzeugt, der eine zu bisherigen Erdgasfackeln vergleichbare Prozesswärme von über 1200 °C liefert und komplett CO2-frei arbeitet.
Die Anwendungsfelder dieser Technologien sind vielseitig, wobei beide Eigenentwicklungen neben der Klimaneutralität jeweils verschiedene Vorteile aufweisen. Neben dem Einsatz zum Schmelzen und Warmhalten von Aluminium und in Wiedererwärmungs- oder Wärmebehandlungsöfen, ist besonders auch die Pfannenvorwärmung ein Anwendungsgebiet in der metallurgischen Industrie. Weitere Industriezweige die heute überwiegend Erdgas für Heizzwecke einsetzen, sind die Glas-, Zement- und Chemieindustrie.
Eröffnung der neuen Technikumshalle am 29.05.2024
Nach dem ersten proof of concept beider Technologien wurde nun am Gießerei-Institut für die weitere industrieorientierte Entwicklung das „Zentrum für klimaneutrale metallurgische Thermoprozesse“ mit einer neuen Technikumshalle aufgebaut. Dieses Zentrum wird am 29.05.2024 gemeinsam durch das sächsische Staatsministerium für Wissenschaft, Kultur und Tourismus, sowie der TU Bergakademie Freiberg eröffnet.
