Gemeinschaftsausschuss
Feuerfestwerkstoffe

Der von der DGM und der Deutschen Keramischen Gesellschaft (DKG) eingerichtete Gemeinschaftsausschuss erarbeitet ein wissenschaftlich fundiertes Verständnis der mechanischen, thermischen, chemischen und funktionstechnischen Eigenschaften von Feuerfestwerkstoffen sowie zu deren Kompatibilität. Hierzu initiiert er gemeinsame Projekte von Universitäten, Forschungsinstituten und Unternehmen.

Beständig bei Hitze

Feuerfeste Werkstoffe (Keramiken, Metalle, Verbundwerkstoffe) kommen bei Temperaturen von mehr als 600° Celsius zum Einsatz. Für die heutige Gesellschaft und ein lebenswertes Umfeld sind sie unersetzlich. Ohne sie wäre die Stromerzeugung ebenso unmöglich wie die Herstellung von Metallen, Zement, Keramik und Glas. In der Industrie werden feuerfeste Werkstoffe vor allem für Ofenauskleidungen im Schmelzprozess mit hohen Temperaturen benötigt, etwa bei der Herstellung und Verarbeitung von Aluminium, Eisen und Stahl.

Dabei leistet die Entwicklung neuartiger feuerfester Werkstoffe für leistungsfähigere Bauteile mit höherer Lebensdauer und verbesserten Eigenschaften etwa im Bereich der Hochtemperaturanwendung einen zentralen Beitrag zu mehr Nachhaltigkeit – und damit zu mehr Umweltschutz. Aus wirtschaftlicher Sicht führen diese Neuentwicklungen zu Kosteneinsparungen und bewirken, dass Deutschland auf internationaler Ebene seine innovative Stellung auch in Zukunft behaupten kann.
Um dieses Ziel zu erreichen, muss der gesamte Themenbogen von den Rohstoffen über die Verarbeitung und den Hochtemperatureinsatz bis hin zum Rückbau inklusive des Recyclings im Fokus der Forschung stehen, wobei jeder Bereich jeweils von den dazu gehörigen analytischen, prüftechnischen und modellierungstechnischen Fragestellungen begleitet werden sollte.

Die Mitglieder des Gemeinschaftsausschuss stammen aus Forschung und Industrie, wobei mit Rohstofflieferanten, Feuerfestherstellern und Endanwendern die gesamte Wertschöpfungskette vertreten ist. Die Verbindung zu Fachverbänden wie dem Stahlinstitut VDEh, dem European Centre for Refractories (ECREF) oder dem Deutschen Institut für Feuerfest und Keramik (DIFK) illustriert diese Bandbreite.

Maßstäbe setzte das vom Gemeinschaftsausschuss initiierte Schwerpunktprogramm „Feuerfest – Initiative zur Reduzierung von Emissionen“ (FIRE), das die DFG seit 2009 fördert und das sich auf die Entwicklung kohlenstoffverminderter, bzw. kohlenstofffreier Feuerfestmaterialien für Anwendungen unter hoher Thermoschockbelastung in der Stahlherstellung konzentriert.

Transferprojekte fördern!

Aktuell beschäftigt sich die Forschung vor allem mit der Nachhaltigkeit, Energieeffizienz und der Fähigkeit von Feuerfestwerkstoffen zur CO2-Reduktion. Des Weiteren stehen Fragen zur Rohstoffverfügbarkeit und Rohstoffqualität im Fokus, aber auch zu umweltfreundlichen Bindemitteln für Feuerfestanwendungen – Bereiche mit großer Komplexität und einer Vielzahl zu berücksichtigender Aspekte. Die Forschung in Deutschland nimmt diese Herausforderungen an, wie an der Einrichtung von zahlreichen Grundlagenforschungsprojekten deutlich wird.

Für aktuelle und zukünftige Innovationen ist es aber auch wichtig, die Grundlagenforschung mit der Anwendung noch stärker als bisher in Einklang zu bringen, um Erkenntnisse möglichst schnell in die Praxis zu überführen. Ein wichtiger Ansatz hierzu sind sogenannte Transferprojekte, die beispielsweise von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) gefördert und von Industrieverbänden wie dem Stahlinstitut VDEh im Sinne einer umweltfreundlichen Industrieproduktion unterstützt werden. Hier besteht weiterer Handlungsbedarf.

Ziele

  • Aufgreifen von wissenschaftlichen und industriellen Fragestellungen auf dem Gebiet Feuerfestwerkstoffe und -technologie
  • Erarbeiten eines wissenschaftlich fundierten Verständnisses zu mechanischen, thermischen, chemischen und funktionstechnischen Eigenschaften von Feuerfestwerkstoffen mit einer breiten Korngrößenverteilung von nm- bis zu mm-Korn und Werkstoffkompatibilität in Hochtemperaturanwendungen (Korrosion, Erosion, Thermoschock, Kriechen, Clogging)
  • Initiieren von Forschungs- und Entwicklungsvorhaben: Gemeinsame Projekte von Universitäten, Forschungsinstituten und der Industrie
  • Erfahrungsaustausch zwischen Arbeitsgruppen, die auf dem Gebiet der Hochtemperaturwerkstoffe (Keramiken, Metalle, Verbundwerkstoffe) und Hochtemperaturanwendungen tätig sind und Netzwerkbildung
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