Feuerfestzustellungen für verschiedene ­Einsatzbereiche

ANH Refractories
Zuverlässige Feuerfestlösungen spielen eine wichtige ­Rolle für eine höhere Effizienz im Zementherstellungsprozess. Leistungseinbußen der Ausmauerung können zu einem nicht geplanten Betriebsstopp, zur Beschädigung anderer Ofenausrüstungen und zur Blockierung der ­Materialbewegung führen. So gefährdet eine schlechte Leistungsfähigkeit des Feuerfestmaterials schnell die Produktivität und das Gewinnpotential. Im Folgenden werden grundlegende Probleme und Lösungen vorgestellt und dann an Fallbeispielen diskutiert.

1 Probleme im Betrieb

Allgemeine Betriebsprobleme im Feuerfestbereich in Zementanlagen können sowohl mechanischer als auch chemischer Natur sein, z.B. ein hoher Abrieb, der die Stärke der Ausmauerung reduzieren kann oder eine starke Bildung von Alkalien, die das Feuerfestmaterial und sogar den Ofenmantel angreifen. Hohe thermische Belastungen können falsch ausgewähltes Feuerfestmaterial „aufweichen“, hohe mechanische Belastungen können zu Spannungen führen und Temperaturwechsel können Ablösungen und Abplatzungen hervorrufen. Ohne das vollständige Verständnis der Betriebsumgebung mit einer schlechten Materialauswahl ist eine Standzeit von Ausmauerungsteilen in Zementöfen deshalb oft schwer einschätzbar. Wenn Steine ausfallen, müssen sie schnell und effizient ausgetauscht werden. Je länger diese Komponenten halten, umso leichter wird es, sie mit den Standzeiten anderer Ofenkomponenten zu synchronisieren. Das reduziert den Verlust an Produktionszeit und führt zu höherer Betriebseffizienz.

2 Feuerfestlösungen

ANH hat eine Reihe von Produkten speziell für die Zementindustrie entwickelt. Dazu gehören ein weitreichendes Portfolio von Steinprodukten für jede einzelne Ofenzone sowie eine Reihe von Lösungen mit monolithischen Produkten und hochwertigen Feuerfestlösungen für den Ofen selbst, die oberen und unteren Zyklone, die Vorwärmerzonen und die Kühlkammer. Weiterhin bietet ANH spezielle Produkte für die Brennerleitung, die Tertiär­luftleitung, die Halteringe, die Auslaufringe, Ofenköpfe und Ketten­schüsse an. Auch im Kühlerbereich gibt es eine Reihe von Produkten für die Austragsschurre, abgerundete Enden und Seitenwände. Zu diesem Produktspektrum gehören ANH-Produkte wie Thor, Versaflow und Versagun. Weitere Feuerfestlösungen umfassen Kunststoffstampfmassen, schnellabbindende und maßgeschneiderte Verbundstoffe sowie isolierenden, dichten und schnell aufheizenden Feuerbeton. An zwei Fallbeispielen sollen nun einige Einsatzmöglichkeiten vorgestellt werden.

3 Fallstudie 1:

HeidelbergCement, Ketton/Großbritannien

Im Rahmen eines langjährigen Vertrags mit der HeidelbergCement Gruppe hat ANH für das Zementwerk Ketton in Rutland/Großbritannien eine Reihe von hochwertigen Feuerfestkomponenten für einen Auslaufring (Bilder 1–4) zum Einsatz in der Nähe des Kühlers am Ofen geliefert. Die letzten Teile wurden dort 2010 installiert, wodurch die Standzeit vorheriger Modelle verdoppelt wurde. Das trug auch dazu bei, die Kosten drastisch zu reduzieren, die ­Zuverlässigkeit zu verbessern und eine größere Effizienz zu erreichen.

Eingesetzt werden Feuerfest-Verbundstoffe. Verbundstoffe können generell sehr unterschiedliche Eigenschaften haben. Beispielsweise können Materialien hinzugefügt werden, die normalerweise nicht in Feuerfeststoffen eingesetzt werden, um spezifische Eigenschaften zu verbessern. Ein solches Produkt hat z. B. die normalen Eigenschaften eines Feuerfestmaterials, besitzt aber auch eine Zähigkeit, die man mit einem Feuerfest­material allein unmöglich erreichen kann. ANH Refractories Europe installierte zuerst 1999 einen Auslaufring im Zementwerk Ketton. Zuerst wurden im Werk konventionell gegossene feuerfeste Steine in der Anlage verwendet. Die ersten Auslaufringe wurden mit tonerdereichen feuerfesten Bindemitteln ausgegossen. Die Standzeit dieses Produkts betrug etwa 12 Monate und war ein erster Schritt in Richtung verbesserter Zuverlässigkeit. Später ging das Unternehmen dann zu einem neuen Bindemittelsystem über, das Karborund enthielt. Das erwies sich als haltbarer als das Tonerdebindemittel. Gleichzeitig wurden weitere Komponenten des Verbundstoffs modernisiert, um die Haltbarkeit und Festigkeit weiter zu verbessern. Versuche haben gezeigt, dass diese neue Zusammensetzung deutlich weniger mit dem Zementklinker reagiert. Die ersten zwei Auslaufringe hielten bereits zwei Jahre. Das war doppelt so viel, wie die vorherige Leistung. Der jetzige Auslaufring in Ketton wurde im Januar 2010 installiert. Nach einer vor kurzem durchgeführten Inspektion blieb er ein drittes Jahr ohne Reparaturen in Betrieb.

Die Temperaturwechselbeständigkeit, die Stoßfestigkeit, die Druckfestigkeit und die Feuerbeständigkeit wurden wesentlich verbessert im Vergleich zu anderen Formen des Feuerfestmaterials oder sogar zu Stahl oder Gusseisen. Bei erhöhten Temperaturen ersetzen die ANH-Verbundstoffe Gusseisen- und Stahlteile, die oxidieren. Es ist auch ein direkter Austausch für konventionelle Fertigformen aus Feuerfestmaterialien in strukturellen bzw. unterstützenden Anlagenkomponenten, da diese im Gegensatz zu Standardfertigformen auch an die gleiche Struktur wie ein Teil aus Stahl oder Gusseisen angeschraubt werden können, jedoch dasselbe und gleichzeitig auch seinen Schutz aus Feuerfestmaterial ersetzen kann.

4 Fallstudie 2: Lafarge, Trbovlje/Slowenien

Unlängst hat ANH Refractories Europe Produkte für ein Projekt von Lafarge, d.h. für einen Ofen im Zementwerk Trbovlje/Slowenien geliefert. ANH Refractories lieferte Feuerbeton vom Typ Thor AZSP Adtech. Das vor Ort vergossene Produkt wurde als Auskleidung für die Ofeneinlaufkammer eingesetzt. Die Leistungsfähigkeit des Ofens wurde weiterhin durch die Installation von Spezialankern aus Keramik von ANH gestärkt.

Thor AZSP Adtech ist ein hochwertiges Feuerfest­material aus geschmolzenem Zirkonoxidmullit mit geringer Feuchtigkeit. Es besitzt ausgezeichnete thermische, mechanische und chemische Eigenschaften und ist leicht zu installieren. Als Auskleidung der Vorwärmerneigung und der Einlaufkammern führte dieses Material zu einer verbesserten Standzeit der Ausrüstungen. Zu seinen wesentlichen Merkmalen gehören eine ausgezeichnete Festigkeit und Abriebfestigkeit, eine geringe Wärmeleit­fähigkeit und Durchlässigkeit, Trägheit gegenüber Alkalien sowie seine Fähigkeit Anbackungen und Verstopfungen zu widerstehen. Es wurde für Bereiche wie Zementvorwärmer, Aufgabeöffnungen, Kalzinatoren, Aufgabeausfachungen in Nassöfen und Auslaufringsteigrohren entwickelt. Das hinsichtlich der Installation vielseitige Material Thor AZSP Adtech kann z. B. eingerüttelt oder gepumpt werden.

Umgestaltetes Produktporfolio für den Zementbereich

Nach intensiven Forschungen und Erprobungen hat ANH Refractories ein aktualisiertes Produktspektrum für den Zementsektor auf den Markt gebracht. Kunde können jetzt Produkte einfacher auswählen. Für die leichtere Auswahl sind die Produkte jetzt kategorisiert worden. Das Portfolio enthält jedoch noch immer die Signaturprodukte von ANH. Marken wie Vesta und Versaflow, die den Kunden von ANH in den USA gut bekannt sind, sind jetzt auch aus den Verteilerzentren außerhalb Amerikas leicht ver­fügbar. Zu den wichtigsten Produkten im neuen, vervollkommneten Bereich gehören auch die ­Steine mit der Typenbezeichnung Magnel und Vesta. Weiterhin gehören dazu Feuer­beton der Marken Versaflow und Versagun sowie Spritzmischungen vom Typ Versaflow 70C Adtech für Ofenauslaufringe und abgerundete Kühlerauslaufringe. Ein weiteres wichtiges Produkt ist Versaflow 45 Plus für den Einlaufbereich, für Kühleraustrags­schurren, Seitenwände und Tertiärluftleitungen.

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