Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Das Projekt zielte auf die Optimierung einer \u00f6kologisch unbedenklichen Alternative zur traditionellen Salzglasur, einer Anflugglasur, bei der im keramischen Brand Reaktionen zwischen der hei\u00dfen Scherbenoberfl\u00e4che und gezielt daf\u00fcr in die Ofenatmosph\u00e4re eingebrachten Glasiermedien stattfindet, durch welche an der Scherbenoberfl\u00e4che eine Glasurschicht entsteht.
\nDas traditionell \u00fcbliche Verfahren verwendet Kochsalz (NaCI) als Glasiermedium auf dem Werkstoff Steinzeug, das Natrium reagiert mit der Scherbenoberfl\u00e4che zu einem Natrium-Aluminium-Silikat. Das frei werdende Chlor entweicht und bildet mit der Umgebungsluft Salzs\u00e4ure. Das Verfahren ist auf gro\u00dftechnischen Anlagen seit Jahren nicht mehr zul\u00e4ssig. Der T\u00f6pferhof M\u00fchlendyck hatte bereits um 1998 die Grundz\u00fcge des Verfahrens einer Anflugglasur mittels Natronlauge mit dem Kooperationspartner FGK entwickelt, um Chloremissionen zu vermeiden.
\nDas Projekt zielte darauf, dieses Verfahren auf einer speziell daf\u00fcr konzipierten Versuchsanlage weiter zu entwickeln und auf seine Betriebstauglichkeit zu testen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenHierzu wurde zun\u00e4chst eine Versuchsanlage konzipiert und erstellt, welche f\u00fcr alle in Frage kommenden Anwendungsbereiche hinsichtlich Endtemperatur, Besatzgewicht, Brennatmosph\u00e4re und Brennkurve Untersuchungen erm\u00f6glichen sollte. Auf der Anlage sollten auch Feuerfestwerkstoffe sowie Beschichtungen hinsichtlich Ihrer Eignung f\u00fcr das Verfahren getestet werden. Hinzu kam die Entwicklung geeigneter Anlagen zum Eind\u00fcsen des Glasiermediums Natronlauge.
\nEs wurde ein Technikumsofen konzipiert, der die M\u00f6glichkeit bietet, eine Vielzahl unterschiedlicher Besatzarten bei beliebigen Brennkurven und Randbedingungen zu brennen. Die Nutzraumgr\u00f6\u00dfe von 0,6 m\u00b3 ist ein Kompromiss aus Begrenzung von Brenngutdurchsatz und Energieverbrauch f\u00fcr die Versuchsbr\u00e4nde und realit\u00e4tsnahen Bedingungen eines Produktionsbetriebs. Auch die Ofengestaltung als selbsttragende ausgesteifte Stahlblechkonstruktion und die variabel positionierbaren Kromschr\u00f6der- Hochgeschwindigkeitsbrenner sind auf einen flexiblen Versuchsbetrieb ausgerichtet.
\nDie Natronlauge-Eind\u00fcsanlage wurde mit Ziel einer feinen Vernebelung des Eind\u00fcsmediums und eines m\u00f6glichst l\u00e4nglichen Spr\u00fchstrahls konzipiert. Dank Sp\u00fclluftk\u00fchlung waren \u00d6lbrennerd\u00fcsen einsetzbar.
\nDas FGK begleitete die Versuchsbr\u00e4nde, erstellte Brennpl\u00e4ne und eine fotografische Dokumentation und war f\u00fcr die umfangreiche Analytik (z.B. REM; EDX) zust\u00e4ndig.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Nachdem sich in der Einfahrphase gezeigt hatte, dass der Ofen sowohl in der Temperaturverteilung wie auch hinsichtlich der Regelbarkeit alle Erwartungen erf\u00fcllte und auch die Eind\u00fcsanlage ein beherrschbares Einbringen des stark alkalischen Glasiermediums zulie\u00df, wurden die eigentlichen Versuche mit einem Standardbesatz durchgef\u00fchrt, welcher engobierte Probek\u00f6rper, Glasurpl\u00e4ttchen und Proben von Brennhilfsmitteln enthielt.
\nDie Versuche zur Verfahrensoptimierung und Erzielung einer gleichm\u00e4\u00dfigen Verteilung ergaben:
\n–\tDas Optimum der Laugenkonzentration liegt bei ca. 7,0%.
\n–\tDie optimale Laugenmenge ist werkstoff- und besatzabh\u00e4ngig (kein allgemeing\u00fcltiges Optimum).
\n–\tDie Eind\u00fcstemperatur ist werkstoffabh\u00e4ngig; sie ist m\u00f6glichst niedrig zu w\u00e4hlen.
\n–\tDer optimale Ofeninnendruck liegt bei 0,4- 0,8 mbar.
\nF\u00fcr die Anlage kann keine optimale Eind\u00fcszeit bestimmt werden, ein z\u00fcgiges Eind\u00fcsen ist anzustreben.
\nDie \u00f6kologische Bedeutung des Projekts liegt in der Vermeidung umweltsch\u00e4dlicher S\u00e4ureemissionen. Beim Glasieren mit NaOH entweicht als Reaktionsprodukt offenbar Wasser, die Abgase sind zwar durch ausgetragenes NaOH nicht v\u00f6llig im neutralen Bereich, aber deutlich unkritischer als die massiven HCI- und NaCl-Emissionen beim Kochsalzeinsatz in der traditionellen Salzglasur.
\nEs wurden erfreulich niedrige Fluorwerte gemessenen. Die Schwermetalll\u00f6slichkeit in der gebildeten Glasur ist deutlich niedriger ist als beim traditionellen Verfahren. Die Korrosion an Metallbauteilen im Abgasbereich ist im deutlichen Unterschied zum klassischen Verfahren zu vernachl\u00e4ssigen.
\nDie technologische Bedeutung der Projektergebnisse liegt darin, dass die Parameter des Verfahrens weitgehend erfasst sind und dass industrielle Versuche hierauf aufbauen k\u00f6nnen.
\nDie \u00f6konomische Bedeutung des Projekts liegt darin, dass ein Verfahren entwickelt wurde, welches die traditionelle Salzglasur im T\u00f6pferhandwerk zwar nicht ersetzen, aber erg\u00e4nzen kann. Handwerker, welche bislang aufgrund ihrer \u00f6rtlichen Verh\u00e4ltnisse keine Salzglasur fertigen k\u00f6nnen, haben nunmehr eine \u00f6kologisch tragf\u00e4hige Alternative. F\u00fcr die Industrie ergibt sich eine \u00f6kologisch unbedenkliche M\u00f6glichkeit zur Erzeugung von Anflugglasuren, die besonders zur Erzeugung hochpreisiger Erzeugnisse im Bereich der Fassadengestaltung geeignet ist. Das Verfahren soll in Folgeprojekten mit industriellen Partnern weiter entwickelt werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Auf Grund eines Abkommens mit der Wirtschaftsf\u00f6rderung des Westerwaldkreises steht das Verfahren und auch der Versuchsofen zum Selbstkostenpreis allen Betrieben im Landkreis offen.
\nW\u00e4hrend der Projektlaufzeit wurden j\u00e4hrlich zur Veranstaltung H\u00f6hr brennt publikumswirksame Informationsveranstaltungen durchgef\u00fchrt, wobei besonders der Schaubrand viele Kollegen anlockte.
\nDas Verfahren war Thema eines Vortrags im keramischen Kolloquium und im Hafnereisymposion 2000.
\nEs wurde in den Kundenmitteilungen des FGK mehrfach ausf\u00fchrlich erw\u00e4hnt, und auf der Fachmesse Ceramitec in M\u00fcnchen pr\u00e4sentiert.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Auch wenn es nicht gelungen ist ein Verfahren zu entwickeln, welches die traditionelle Anflugglasur auf der Basis von Kochsalz (NaCI) ersetzt und dabei deren Vorz\u00fcge mit einer einwandfreien Umweltbilanz vereinigt, so ist doch ein Verfahren entstanden, welches in bestimmten Bereichen der Keramik eine \u00f6kologisch unbedenkliche Anflugglasur m\u00f6glich macht.
\nIm T\u00f6pferhof M\u00fchlendyck wird in Zukunft mit beiden Verfahren und Kombinationen derselben gearbeitet werden. Es ist zwar nicht m\u00f6glich, bestehende Serien ohne Abstriche oder Modifikationen im neuen Verfahren zu produzieren. Die Verfahrensentwicklung wird mit Hochdruck fortgef\u00fchrt; auch ein scaling up ist weiterhin vorgesehen: So bald wie m\u00f6glich soll auch der Produktionsofen des T\u00f6pferhofs M\u00fchlendyck auf die Einsetzbarkeit des neuen Verfahrens umger\u00fcstet werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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