TY - THES

T1 - Miniaturisierung eines Einkammerherdofens zur Untersuchung der Krätzebildung unter Einsatz verschiedener Aluminiumschrottsorten

AU - Weber, Hannah

N1 - gesperrt bis 31-08-2028

PY - 2023

Y1 - 2023

N2 - Aluminium ist aufgrund seiner vielfältigen Eigenschaften das mengenmäßig meistproduzierte Nichteisenmetall der Welt. Bei der Produktion und Verarbeitung des Metalls kommt es aufgrund seines unedlen Charakters sowie der hohen Sauerstoffaffinität zu Umschmelzverlusten, als auch zur Bildung eines aluminiumreichen Reststoffs, der Krätze. Die Krätzebildung hängt einerseits stark von der eingesetzten Schrottqualität ab, anderseits spielen die vorliegenden Prozessparameter sowie das verwendete Schmelzaggregat und dessen Aufbau eine wesentliche Rolle. Die vorliegende Arbeit beinhaltet eine Literaturstudie zu den allgemeinen Verfahrensrouten sowie den verwendeten Offenaggregaten des Aluminiumrecyclings. Darüber hinaus werden unterschiedliche Beheizungssysteme beschrieben und Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz aufgezeigt. Des Weiteren findet die Miniaturisierung des Einkammerherdofens der Firma Alu-met statt, um die Krätzebildung unterschiedlich eingesetzter Schrottsorten zu untersuchen. Dabei erfolgt der Aufbau eines Versuchsaggregats inklusive der Auslegung und Fertigung eines Herds, in welchem die Schmelzexperimente stattfinden. Die Ergebnisse der durchgeführten Schmelzversuche zeigen, dass eine Korrelation zwischen den experimentell ermittelten und den industriell entstehenden Krätzemengen besteht. Des Weiteren führt die thermische Schrottvorbehandlung (Pyrolyse) eines ausgewählten Vorstoffs zu einer Verbesserung des Metallausbringens. Darüber hinaus ermöglicht eine Senkung der Ofeninnenraumtemperatur auf < 1000 °C eine Verminderung des entstehenden Reststoffs. Zudem bestätigen die Versuche, dass stark kontaminierte Schrotte, verglichen zu wenig verunreinigten Vorstoffen, eine höhere Krätzemenge verursachen. Ebenfalls verdeutlichen die Untersuchungen, dass ein hohes Oberflächen/Volumen-Verhältnis der Schrotte zu einer erhöhten Oxidation der Wertkomponente führt.

AB - Aluminium ist aufgrund seiner vielfältigen Eigenschaften das mengenmäßig meistproduzierte Nichteisenmetall der Welt. Bei der Produktion und Verarbeitung des Metalls kommt es aufgrund seines unedlen Charakters sowie der hohen Sauerstoffaffinität zu Umschmelzverlusten, als auch zur Bildung eines aluminiumreichen Reststoffs, der Krätze. Die Krätzebildung hängt einerseits stark von der eingesetzten Schrottqualität ab, anderseits spielen die vorliegenden Prozessparameter sowie das verwendete Schmelzaggregat und dessen Aufbau eine wesentliche Rolle. Die vorliegende Arbeit beinhaltet eine Literaturstudie zu den allgemeinen Verfahrensrouten sowie den verwendeten Offenaggregaten des Aluminiumrecyclings. Darüber hinaus werden unterschiedliche Beheizungssysteme beschrieben und Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz aufgezeigt. Des Weiteren findet die Miniaturisierung des Einkammerherdofens der Firma Alu-met statt, um die Krätzebildung unterschiedlich eingesetzter Schrottsorten zu untersuchen. Dabei erfolgt der Aufbau eines Versuchsaggregats inklusive der Auslegung und Fertigung eines Herds, in welchem die Schmelzexperimente stattfinden. Die Ergebnisse der durchgeführten Schmelzversuche zeigen, dass eine Korrelation zwischen den experimentell ermittelten und den industriell entstehenden Krätzemengen besteht. Des Weiteren führt die thermische Schrottvorbehandlung (Pyrolyse) eines ausgewählten Vorstoffs zu einer Verbesserung des Metallausbringens. Darüber hinaus ermöglicht eine Senkung der Ofeninnenraumtemperatur auf < 1000 °C eine Verminderung des entstehenden Reststoffs. Zudem bestätigen die Versuche, dass stark kontaminierte Schrotte, verglichen zu wenig verunreinigten Vorstoffen, eine höhere Krätzemenge verursachen. Ebenfalls verdeutlichen die Untersuchungen, dass ein hohes Oberflächen/Volumen-Verhältnis der Schrotte zu einer erhöhten Oxidation der Wertkomponente führt.

KW - recycling

KW - aluminum

KW - furnaces

KW - burners

KW - energy efficiency

KW - Recycling

KW - Aluminium

KW - Öfen

KW - Brenner

KW - Energieeffizienz

M3 - Masterarbeit

ER -