Das Projekt "Teilvorhaben 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von NPM Neue Private Porzellangesellschaft mbH Meißen,Germany durchgeführt. In diesem Projekt soll durch Optimierung der Aufbereitung und durch geschickte Auswahl der Rohstoffe die Sintertemperatur bei der Herstellung von Porzellan um ca. 200 C gesenkt werden. Damit können Energie - und CO2 - Emmissionseinsparungen von ca. 25 - 30 Prozent erreicht werden. Diesbezügliche Einspareffekte sind auch durch den Übergang zum Einmalbrand zu erwarten, wirken jedoch erst dann, wenn die Kosten für die Herstellung der neuen Massen und Glasuren sowie erforderlichen Veränderungen in der Fertigungstechnologie sich in einem angemessenem Rahmen bewegen. Durch die Absenkung der Sintertemperatur und die Verringerung der notwendigen Brände wird der Verschleiß der Brennöfen und der Brennhilfsmittel erheblich reduziert. Das Projekt soll unter Mitwirkung der NPM - GmbH in folgenden Verfahren bei der Herstellung von Geschirr -, Gefäß - und Zierporzellan umgesetzt werden: Druckloses Gießen, Druckgießen, Henkeldruckguss und automatisches Angarnieren, Plastische Formgebung, Putzen, Glasieren, Brennen. Die praktische Anwendung der Projektergebnisse soll in der gesamten Branche der Geschirr - und Sanitärkeramik erfolgen, wobei eine kurzfristige Nutzung in mittleren Unternehmen mit stärker wechselnder Sortimentsstruktur möglich ist. Die steigenden Energiekosten fordern die sofortige schrittweise Überführung von positiver Testergebnisse in die Produktion. Ein im Rahmen des Projekts kontinuierlich geführter Kostenvergleich zu betriebswirtschaftlichen Kennziffern wird jedem potenziellen Nachnutzer ebenso zur Verfügung stehen wie die Dokumentation zu dem bei der Umsetzung erworbenem Know - how.
Das Projekt "Teilvorhaben 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KI Keramik-Institut GmbH durchgeführt. In diesem Projekt soll durch Optimierung der Aufbereitung und durch geschickte Auswahl der Rohstoffe die Sintertemperatur bei der Herstellung von Porzellan und Vitreous China um ca. 200 C gesenkt werden. Dies bedeutet Energie- und CO2-Emmissionseinsparungen von ca. 25 - 30 Prozent. Wenn sich die Gesamtschwindung von Vitreous China oder Porzellan durch Brenntemperatursenkung ändert, können die bisherigen Formensätze der beteiligten Industriefirmen nicht mehr verwendet werden. Daher soll die Gesamtschwindung mit Hilfe eines Kinetikprogramms an bisherige Schwindungswerte auf der Basis von Wärmeleitfähigkeitsuntersuchungen angepasst werden. Auf der Basis der von der TU Clausthal durchgeführten Grundlagenuntersuchungen werden in der Keramik-Institut GmbH entsprechende Versatzvarianten für die Werkstoffe Porzellan und Vitreous China in kleintechnischem Maßstab hergestellt. Nach der Formgebung (Gießen) wird das Sinterverhalten unter Technikumbedingungen (gasbeheizter Ofen) untersucht um die Parameter für den Niedrigtemperatur- und Schnellbrand zu ermitteln. Nach Vorliegen von anwendbaren Masseversätzen und nach Bestimmung der Scherbeneigenschaften werden Glasurversätze entwickelt, die bezüglich des Schmelzverhaltens und der thermischen Dehnung zu den jeweiligen Scherben passen. Die Keramik-Institut GmbH wird die Ergebnisse durch eine gezielte Überführung in deutsche und europäische Keramikbetriebe, die entsprechende Produkte auf Basis der Werkstoffe Porzellan und VC herstellen, verwerten. Dies wird u.a. im Rahmen von Überführungsaufträgen erfolgen analog den bisherigen Inbetriebnahmeleistungen, wo neue Technologien bzw. neue Anlagen in die Produktion überführt werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Annaburg Porzellan GmbH durchgeführt. In diesem Projekt soll durch Optimierung der Aufbereitung und durch Auswahl der Rohstoffe die Sintertemperatur bei der Herstellung von Porzellan und Vitreous China um ca. 200 C gesenkt werden. Dies bedeutet Energie- und CO2-Emissionseinsparungen von ca. 25 - 30 Prozent. Wenn sich die Gesamtschwindung von Vitreous China durch Brenntemperatursenkung ändert, können die bisherigen Formensätze der beteiligten Industriefirmen nicht mehr verwendet werden. Daher soll die Gesamtschwindung mit Hilfe eines Kinetikprogramms an bisherige Schwindungswerte auf der Basis von Wärmeleitfähigungsuntersuchungen angepasst werden. Für die kinetische Analyse zur Untersuchung des Sinterverhaltens von Vitreous China (VC) soll ein Softwarepaket verwendet werden, welches eine Beschreibung der ablaufenden Prozesse mit frei wählbaren, mehrstufigen Modellen zulässt. Mit diesem Werkzeug kann der Sinterprozess mit einem mehrstufigen, formalkinetischen Ansatz beschrieben werden, wobei jeder Reaktionsstufe zusätzlich ein eigener Reaktionsablauf zugeordnet werden kann. Auf Basis der Laborergebnisse sollen die Temperatur-Zeit-Programme der Industrieöfen in Feldversuchen an das Sinterverhalten der neu entwickelten VC-Masse bis zur Erreichung einer Idealzusammensetzung angepasst werden.
Das Projekt "Teilvorhaben 6" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Clausthal, Institut für Nichtmetallische Werkstoffe durchgeführt. In diesem Projekt soll durch Optimierung der Aufbereitung und durch geschickte Auswahl der Rohstoffe die Sintertemperatur bei der Herstellung von Porzellan und Vitreous China um ca. 200 C gesenkt werden. Dies bedeutet Energie- und CO2-Emmissionseinsparungen von ca. 25 - 30 Prozent. Wenn sich die Gesamtschwindung von Vitreous China oder Porzellan durch Brenntemperatursenkung ändert, können die bisherigen Formensätze der beteiligten Industriefirmen nicht mehr verwendet werden. Daher soll die Gesamtschwindung mit Hilfe eines Kinetikprogramms an bisherige Schwindungswerte auf der Basis von Wärmeleitfähigkeitsuntersuchungen angepasst werden. Für die kinetische Analyse zur Untersuchung des Sinterverhaltens von Porzellan und Vitreous China (VC) soll ein Softwarepaket verwendet werden, welches eine Beschreibung der ablaufenden Prozesse mit frei wählbaren, mehrstufigen Modellen zulässt (NETZSCH Thermokinetics). Mit diesem Werkzeug kann der Sinterprozess mit einem mehrstufigen, formalkinetischen Ansatz beschrieben werden, wobei jeder Reaktionsstufe zusätzlich ein eigener Reaktionsablauf zugeordnet werden kann. Auf Basis der Laborergebnisse sollen die Temperatur-Zeit-Programm der Industrieöfen der beteiligten Partner an das Sinterverhalten der neu entwickelten Porzellan und VC-Massen angepasst werden. Die praktische Anwendung der Projektergebnisse soll in der gesamten Branche der Geschirr- und Sanitärkeramik erfolgen, wobei eine kurzfristige Nutzung in mittleren Unternehmen mit stärker wechselnder Sortimentsstruktur möglich ist. Ausgehend von den erreichten Ergebnissen sollte wegen der ähnlichen Rohstoffgrundlage eine Übertragung und Nachnutzung der Erkenntnisse in der technischen Keramik und in der Pulvermetallurgie möglich sein. Wärmeleitfähigkeitsuntersuchungen an derartigen Massen sind bereits während der Projektphase geplant.
Das Projekt "Teilprojekt 1: Prozessentwicklung für Keramik und Praxiserprobung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Villeroy & Boch AG, Unternehmensbereich Bad & Wellness, Abteilungen: Service, Instandhaltung, Technik & Modell- und Werkstoffentwicklung durchgeführt. Ziel dieses Vorhabens ist, den Stand des Wissens und der Technik so weiter zu entwickeln, dass die Qualität von Produkten aus der Steine und Erdenindustrie (hier am Beispiel Keramikprodukte) durch gezielte Trocknung und prozessintegrierte Prüfung signifikant gesteigert und damit die Ressourceneffizienz deutlich verbessert werden kann. Die Grundlage dafür stellt die erforschte aber in der Mineralindustrie unbekannte Mikrowellenapplikation dar. Es wird eine Ersparnis von 1.550t keramischen Rohstoffen, 15.000MWh Energie und 2.200t CO2 Emissionen für Standort Mettlach erwartet. Die Exportmarktposition der beteiligten KMU soll verbessert werden. Arbeitsplanung für V&B, Hauptaufgaben: Erforschung der Einflussnahme der einzelnen Rohstoffe/-gruppen auf die Anwendbarkeit der ausgewählten Mikrowellentrocknung als Funktion der Feuchte und Temperatur. Entwicklung verschiedener Prüfkörper für die Mikrowellentrocknung basierend auf realen Geometrien. Auswertung der Feuchteverteilung und Temperaturbelastung beim Trocknen mit Mikrowellen in einem Modellaggregat. Erprobung und Bewertung des eingeführten Prüfsystems als Basis für die Entwicklung eines neuen Prozesses. Eine Ressourcenbilanzierung wird am Ende des Projektes die Aufgaben von Villeroy & Boch vervollständigen. Mit Hilfe der Neunetwicklungen soll das nachhaltige Wirtschaften in der Keramikindustrie verbessert werden. Übertragen auf den Standort Mettlach wird mit Rohstoffersparnissen von mehreren hundert T€ gerechnet. Für die beteiligten KMU's ergibt sich eine Erweiterung der Produktpalette im Bereich Mikrowellentechnologie der neuen Generation, Trocknertechnik, Handhabungstechnik und Prüftechnik. Ein Sondernutzen ergibt sich durch lokale und gezielte Trocknung. Die Veröffentlichung der Ergebnisse wird neben den Fachzeitschriften in Foren der Industrieverbände realisiert. Die gemeinsam entwickelte Technologie wird die Wettbewerbsfähigkeit und Arbeitsplätze der Projektpartner im globalen Umfeld sichern.
Das Projekt "Teilvorhaben 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Netzsch-Feinmahltechnik GmbH durchgeführt. In diesem Projekt soll durch Optimierung der Aufbereitung und durch geschickte Auswahl der Rohstoffe die Sintertemperatur bei der Herstellung von Porzellan und Vitreous China um ca. 200 C gesenkt werden. Dies bedeutet Energie- und CO2-Emmissionseinsparungen von ca. 25-30 Prozent. Hierfür müssen mit geeigneten Mahlaggregaten produktspezifische Partikelgrößenverteilungen ermittelt werden. Zunächst müssen für die Versätze unterschiedliche Partikelgrößenverteilungen aufbereitet werden. Diese sind dann auf ihr Sinterverhalten zu überprüfen. Im Anschluss ist die Festlegung effektiver Betriebsparameter, sowie die Auswahl einer geeigneten Betriebsweise erforderlich. Parallel dazu ist der Einfluss unterschiedlicher Mahlkugelfraktionen zu vergleichen sowie eine Optimierung der Maschinengeometrie anzustreben. Die praktische Anwendung der Projektergebnisse soll in der gesamten Branche der Geschirr- und Sanitärkeramik erfolgen. Für NETZSCH-Feinmahltechnik ergibt sich daraus ein weiteres Einsatzgebiet für das vorhandene Maschinenprogramm, welches zur Umsatzsteigerung und damit zur Festigung einer führenden Marktposition in der Nassmahltechnologie beitragen soll. Durch Übertragung der Erkenntnisse auf artverwandte Anwendungen (Füllstoffe, Beschichtungen auf mineralischer Basis) sollen die Mahlaggregate auch in anderen Bereichen optimiert werden und für eine energetisch effizientere Nutzung sorgen.
Das Projekt "Teilprojekt: NTS von Silikatkeramik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme, Institutsteil Hermsdorf durchgeführt. Es ist eine Porzellanmasse zu entwickeln, deren Sinterung in oxidierender Atmosphäre in vorhandenen Schnellbrandöfen an Stelle von 1280 Grad Celsius bei 1220 Grad Celsius einen dichten, möglichst weiß brennenden Scherben ergibt. Die Masse soll in erster Linie als Pressgranulat isostatisch verpressbar und als Schlicker im Druckgussverfahren einsetzbar sein. Eine Eignung für das Nasspressen und als plastische Drehmasse ist anzustreben. Die derzeitig im Einsatz befindliche Masse ist zu charakterisieren und hinsichtlich ihrer für die jeweilige Technologien relevanten Verarbeitungs-, Trocknungs- und Sinterparameter zu bewerten. Die technologischen Parameter der bei Rösler eingesetzten Produktionsaggregate sind auf die Labor- und Technikumsaggregate des IKTS zu übertragen und die Werkstoffkennwerte an auf beiden Wegen hergestellten Artikeln zu bestimmen. Für den Gebrauchswert ist der Weissgrad zu bestimmen. An den bisher eingesetzten Rohstoffen sind Kornband, spezifischer Oberfläche, mineralische und chemische Zusammensetzung und thermischem Verhalten zu untersuchen. Auf dieser Datenbasis sind Rohstoffe auszuwählen, deren thermisches Verhalten eine Erniedrigung der Sintertemperatur und einen möglichst weißen Scherben erwarten lässt. Aus diesen Rohstoffen sind Versetze und Glasuren zu berechnen und im Labormassstab aufzubereiten, an denen das Sinterverhalten bei 1220 Grad Celsius zu bestimmen ist.
Das Projekt "Teilvorhaben 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stephan Schmidt KG durchgeführt. Die Reduzierung der benötigte Primärenergie zur Herstellung von keramischen Werkstücken durch Optimierung der Rohstoffauswahl hinsichtlich der Flussmittelanteile, sowie ebenfalls durch die Art und Weise der Aufbereitungstechnik der Einzelrohstoffe und Masseversätze. Ziel ist die Reduzierung des CO2-Ausstoßes in Folge der Senkung der Sintertemperatur. Weiterhin ist die Reduzierung innerbetrieblicher Rohstoffumsetzungen durch eine neue Beurteilungsgrundlage aus Sicht eines Rohstofflieferanten zu erwarten. Definition der Rohstoffqualitäten zur Steuerung der Gesamtmischungsqualität. Ausarbeitung entsprechender Prüfmerkmale zur Implementierung in den Bewertungsstandard eines Einzelrohstoffes sowie einer Rohstoffmischung. Ausarbeitung einer neuen Aufbereitungstechnik (Mahltonherstellung) zur gezielten Beeinflussung geforderter Qualitätsparameter. Die Ergebnisse dienen zur besseren Beurteilung der verwendeten Rohstoffe und zur Änderung der Verwendbarkeit bestehender Rohstoffe, die derzeit durch einen inneren Transportvorgang verschoben werden müssen, somit erfolgt ein deutlich ressourcenschonender Umgang mit natürlichen Rohstoffen.
Das Projekt "Teilprojekt: Energieeinsparung bei Trocknung und Sinterung von Hochspannungsisolatoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Lapp Insulators GmbH durchgeführt. Mit dem Projekt ENITEC soll eine deutliche Energieeinsparung (größer 40 Prozent) bei der Herstellung von technischen Keramiken erreicht werden. Im Mittelpunkt steht der energieaufwändigste Herstellungsschritt: die Wärmebehandlung. Das mögliche Energieeinsparpotential soll durch die Entwicklung neuer innovativer Ofenkonzepte mit Hilfe von In-Situ-Meßmethoden und Simulationstechniken realisiert werden. Vorhabensziel ist eine Absenkung der Brenndauer kalt-kalt von sieben auf etwa drei Tage, sowie eine Verringerung der nötigen Brenntemperatur um ca. 50 Kelvin zu erreichen Hierzu nötige Schritte sind neben der Entwicklung einer niedrig sinternden Extrusionsmasse für Tonerdeporzellan eine Anpassung der Masseaufbereitung um eine hohe Prozesssicherheit zu gewährleisten, die unabdingbar ist für die Herstellung von Hochspannungsisolatoren. Unterstützt wird dies durch In-Situ-Messungen an Grünproben des Materials. Dies liefert entscheidende Erkenntnisse über die auftretenden Spannungen im Material, was es erlaubt die Trockenzeit in den gasbefeuerten Kammern zu verkürzen und das Verhalten des Körpers beim Brennen zu beurteilen. Infolge dessen kann eine Berechnung der Aufheizkurve mit minimiertem Energieeinsatz erstellt werden. Unterstützt wird der Prozess durch eine Geometrieanpassung zur Absenkung der Wärmekapazität. Eine Auswertung der Ergebnisse erfolgt durch Probebrände mit reduzierter Anzahl von Stützisolatoren und die Bewertung der Isolatoreigenschaften (Maßhaltigkeit, Festigkeit, etc.).
Das Projekt "Teilprojekt: Sintertemperaturabsenkung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rösler Ceramtec GmbH durchgeführt. Aufgrund des sehr energie- und rohstoffintensiven Produktionsprozesses von technischem- und Geschirrporzellan, ist eine optimale und nachhaltige Verwendung der Ressourcen zwingend erforderlich. Sinkende Erdgasvorkommen, sowie ein zunehmender Preisanstieg bei sämtlichen keramischen Rohstoffen, zwingen zum Handeln. Ziel ist es, durch nachhaltige Forschungsarbeit sämtliche Trocknungs- und Sintervorgänge bei niedrigeren Endtemperaturen durchführen zu können, um deutliche Einsparungen im Erdgasverbrauch zu erzielen. Konkret bedeutet dies, eine Sintertemperaturabsenkung um 60 Grad Celsius von 1.280 Grad Celsius auf 1.220 Grad Celsius, wobei die Beheizung der Brennaggregate mit Holzgas anstelle von Erdgas erfolgen soll. Es soll geprüft werden, inwieweit bisher verwendete ausländische Roh- und Hilfsstoffe, von nationalen Roh- und Hilfsstoffen mit kürzeren Transportwegen und besserer Verfügbarkeit substituiert werden können. Um die eingesetzten Rohstoffe effizienter zu nutzen, soll in diesem Zusammenhang auch eine Verbesserung der Roh-, Glüh-, und Glattbruchfestigkeit der keramischen Erzeugnisse in allen Produktionsstufen durch gezielten Einsatz von 'Feuerfest'-Tonen erreicht werden. Eine Absenkung der Brenntemperatur würde auch die Substitution des fossilen Erdgases (7-8 Mio KW Stunden/Jahr) durch regeneratives Holzgas als Brennstoff für die Sinteröfen ermöglichen, was in der keramischen Industrie einen energietechnischen Quantensprung bedeuten würde.