Mon Nov 18 2019

11 18

Composieten voor extreme temperaturen

06/11/2019

Door Ad Spijkers

Om de levensduur van bijvoorbeeld smeltovens te verlengen, hebben onderzoekers aan vuurvaste materialen aan de TU Freiberg nieuwe composieten ontwikkeld met behulp van vlamspuittechnologie.


     

Installaties die werken bij hoge temperaturen zoals smeltovens worden vaak blootgesteld aan extreme temperatuurschommelingen. In een smeltoven dienen de gebruikte materialen bijvoorbeeld als bekleding om metalen aggregaten te beschermen tegen de hoge procestemperaturen en tegen corrosie. De procesgerelateerde temperatuurschommelingen van verwarming naar koeling genereren thermische spanningen die de vuurvaste bekledingen kunnen beschadigen.

Dankzij een nieuw procédé maken composieten de via vlamspuiten aangebrachte laag nog beter bestand tegen temperatuurschommelingen. Dit zal in de toekomst niet alleen de levensduur verlengen van systemen die met deze materialen zijn bekleed. Het zal het ook mogelijk maken om de installaties sneller en zuiniger met energie te verhitten en af te koelen. De composieten zijn ontwikkeld door onderzoekers op het gebied van vuurvaste materialen aan de Technische Universität Bergakademie Freiberg, halverwege Dresden en Chemnitz.

Speciale composieten

De onderzoekers maken gebruik van speciale composieten die met behulp van vlamspuittechnologie worden opgebracht. Fijnkorrelige poeders van aluminiumoxide, titaandioxide of zirkoniumdioxide worden gemengd en toegepast op het opgeruwde, grofkorrelige oppervlak van de vuurvaste producten. Daar ontwikkelen de composietmaterialen vervolgens tijdens de koeling een speciaal micro-crack netwerk.

Dit verhoogt de thermische schokbestendigheid en maakt de vuurvaste materialen beter bestand tegen extreme omstandigheden. Ook verlengen de composieten de levensduur van dure hogetemperatuursystemen in de vuurvaste industrie. De vlamcoatingtechnologie kan ook worden gebruikt voor reparatiehoeken en bijvoorbeeld voor het afdichten van voegen op een steenoven.

De wetenschappers onderzoeken de talrijke mogelijkheden van de vlamsproeitechniek in het kader van het Sonderforschungsbereich 920 (SFB 920) aan de TU Freiberg en verschillende onderzoeksprojecten van het Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) en het Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMFB).

Toepassing

Vuurvaste materialen worden gebruikt in de ijzer- en staalindustrie, in aggregaten in de keramische industrie, de cement- en kalkindustrie, de glasindustrie, de non-ferrometaalindustrie, de chemische en petroleumindustrie, de energieopwekking en in afvalverwerkingsinstallaties. Dit maakt de technologie van Freiberg interessant voor een breed scala aan industrieën.