Luister hoe onze experts bespreken hoe het prioriteren van duurzaamheid en isolatie in vuurvaste materialen energie vermindert, welke materialen wel en niet moeten worden gebruikt om verdere duurzame voordelen te behalen, en hoe onverbrande stenen de temperatuur kunnen verlagen met behoud van hun eigenschappen.
Met:
- Adrian Garcia, Business Unit Manager, Industrial Solutions, Lubricants & Energy | IMCD
- Mats Dahmen, Global Business Development Manager, Industrial Solutions | IMCD
Klik hierboven om ons recente panel te bekijken of blijf scrollen om de vragen en antwoorden in de discussie te lezen.
Het verminderen van energie lijkt een sleutel te zijn tot het verlagen van emissies in zeer energie-intensieve industrieën. Dus, wat kunnen degenen die met vuurvaste materialen werken, doen om hier prioriteit aan te geven? Blijf lezen om meer te ontdekken.
Waarom is het onderwerp energiebesparing nu zo belangrijk?
Tegenwoordig is de industriële productie verantwoordelijk voor een aanzienlijk deel van de CO₂-uitstoot. De cementproductie is bijvoorbeeld verantwoordelijk voor 7% van de emissies en de staalproductie is verantwoordelijk voor nog eens 8%.
Energie-intensieve industrieën zullen nu behoorlijk zwaar worden getroffen door onderwerpen als de koolstofbelasting en in de afgelopen jaren stijgende energiekosten, dus deze industrieën moeten alternatieve manieren vinden om zowel hun kosten als hun emissies te verlagen. Als we specifiek kijken naar vuurvaste materialen die meer dan 1800 graden Celsius gebruiken om te werken, zijn er veel mogelijkheden om te proberen het energieverbruik te verminderen en is er een verandering nodig om te komen tot een duurzamere manier van werken
Welke uitdagingen moeten met vuurvaste materialen worden aangepakt om emissies te verminderen?
Interessant genoeg is 90% van de energie die wordt gebruikt bij de productie van staal en cement uitsluitend afkomstig is van ovens, en alle ovens en ovens die worden gebruikt voor de productie van staal en cement hebben kleine gebieden die te maken hebben met extreme omstandigheden als gevolg van hoge temperaturen, chemicaliën en vloeistofinfiltratie. Deze omstandigheden dwingen fabrikanten om de productie stop te zetten en de vuurvaste bekleding te vernieuwen, wat resulteert in een productiepauze die tijd en materiaal vergt en enorme hoeveelheden energie verbruikt wanneer de reparatie is voltooid en de productie opnieuw wordt gestart. We hebben het hier dus over twee dingen: duurzaamheid en isolatie.
Wat zijn succesvolle methoden om de duurzaamheid en isolatie van vuurvaste materialen te verhogen?
Met duurzaamheid is het doel om de prestaties van de vuurvaste voering te verbeteren, zodat deze langer meegaat. Dit wordt op drie manieren bereikt:
- Het vervangen van mineralen door synthetische producten, zoals het vervangen van aluminiumoxide in tabelvorm van materialen van minerale oorsprong zoals bauxiet, andalusiet of zelfs MgO;
- Vermindering van het gebruik van basisstenen van MgO en dolomiet bij zowel de productie van cement als staal; OF
- Door niet-oxidematerialen en additieven aan formuleringen toe te voegen.
Bij isolatie werden jarenlang vuurvaste isolatiematerialen niet als een prioriteit beschouwd, maar nu richten velen hun aandacht op deze materialen vanwege de cruciale rol die ze kunnen spelen bij kostenbesparingen. Eén benadering is de ontwikkeling van thermische studies op maat met bijpassende isolatiematerialen. Door dit te doen, kunnen we op maat gemaakte producten aanbieden op basis van apparatuur, processen en precieze vereisten van de eindproducent. We hebben gezien dat dit een enorme waarde heeft als het gaat om energiereductie in vuurvaste materialen.
Een andere benadering die we hebben gezien is de omschakeling van traditionele vuurvaste isolatiematerialen naar moderne oplossingen, zoals ultralichte gietstukken. Dit kan energie verminderen en de afvoer van warmte uit ovens verminderen. Dit is met name succesvol in het verlagen van de energie in staal- en cementfabrieken.
Waarom is dit gebruik van deze materialen belangrijk en welke voordelen kunnen ze opleveren voor het productieproces?
Vuurvaste productie, vooral bij bakstenen, is een proces met hoge energie dat gecontroleerd of aangepast moet worden om de benodigde hoeveelheid energie te verminderen. Om minder afhankelijk te zijn van baksteen, verschuift de industrie naar het gebruik van meer monolithische gietstukken die het energieverbruik verlagen, zowel bij vuurvaste materialen als bij de productie op de eindmarkt. Omdat stenen moeten worden gebakken of gehard en gietstukken alleen gemengd hoeven te worden, blijken gietstukken indrukwekkende resultaten te hebben, waaronder de mogelijkheid om:
- Tijd te besparen door snellere installatie
- Minder energie nodig te hebben bij installaties en productie
- Kosten besparen met minder mensen ter plaatse en een lager energieverbruik
- Vergelijkbare capaciteiten en betere prestaties hebben (vergeleken met baksteen)
In situaties waar baksteenproductie nog steeds nodig is, kan prioriteit geven aan onverbrande stenen verminder de benodigde hoeveelheid energie. Onverbrande stenen hebben minder thermische behandeling nodig en kunnen worden gehard in plaats van gebakken, waardoor de temperaturen die nodig zijn voor het proces worden verlaagd.
Bovendien veranderen additieven het spel. Het gebruik van additieven:
- Ondersteunt het transport van stenen zonder dat er gebakken hoeft te worden, waardoor de tempering wordt verlaagd van >1200ºC naar 200/300ºC;
- helpt de eigenschappen en weerstand te waarborgen die nodig zijn voor transport en installatie; en
- Ondersteunt de creatie van beter ongevormde materialen die gemakkelijker te installeren en te gebruiken zijn.
Uiteindelijk maken additieven het mogelijk om de energie die nodig is om onverbrande stenen te produceren enorm te verminderen, zonder compromissen te hoeven sluiten over dichtheid, kwaliteit of mogelijkheden.
Waar moet rekening mee worden gehouden bij het overschakelen op deze materialen?
De meest voorkomende fouten bij het gebruik van monolithische materialen liggen in menselijke fouten. We zien vaak twee misstappen gebeuren die schadelijk zijn voor de aanpak:
- De eerste is het mengen van water om de stroomcapaciteit te vergroten. Vaak wordt overtollig water toegevoegd in de hoop een betere doorstroming te bereiken tijdens de gietbare installatie op locatie. Maar deze aanpak werkt niet. Water is de grootste vijand in vuurvaste materialen en het toevoegen van water kan het hele proces verpesten. Het gebruik van fluïdificerende middelen, dispergeermiddelen als additieven, is een beter alternatief.
- Het tweede is het gebruik van de verkeerde additieven om het uithardingsproces te versnellen. Velen besluiten additieven te gebruiken om de uithardingssnelheid te verhogen, maar zijn zich er niet van bewust dat het gebruik van het verkeerde additief kan leiden tot nadelige effecten, zoals het uithardingsproces dat te snel of helemaal niet verloopt. De oplossing is om te vertrouwen op additieve verpakkingen die zich richten op eenvoudig te bewerken, 'gesloten' formuleringen om dezelfde prestaties te garanderen, ongeacht de omstandigheden (vochtigheid, omgevingstemperatuur, enz.).
Om prestatieproblemen te vermijden, is het het beste om eenvoudig te installeren materialen te gebruiken en vanaf het begin rekening te houden met het grote geheel van de formulering.
IMCD Industrial Solutions | Sustainable Solutions Program
IMCD zet zich in om complexe duurzaamheidsonderwerpen op een rijtje te zetten om u te ondersteunen bij elke stap van je duurzaamheidsreis; of je nu aan het begin staat of op zoek bent naar optimaliseer uw huidige inspanningen. Klik hier voor meer informatie over ons Sustainable Solutions-programma en om de duurzame materialen te ontdekken die we in uw regio aanbieden.