Optimierung von Feuerbetonen für die Mikrowellentrocknung

Fertigbauteile aus Feuerbeton für Hochtemperaturprozesse erfordern eine kontrollierte Vortrocknung. Diese kann durch die Elektrifizierung mittels Mikrowellentrocknern und deren Betrieb mit regenerativem Strom klimaneutral realisiert werden. Ziel des Vorhabens ist es, das notwendige Wissen für eine sichere und effiziente Mikrowellentrocknung für den Großteil der Feuerbeton-Rezepturen zu erarbeiten.

Die Eignung eines Bauteils für die Mikrowellentrocknung hängt maßgeblich von seiner Permittivität ab, die bestimmt, wie gut Mikrowellen absorbiert werden und zu einer Temperaturerhöhung führen. Die Permittivität wird wiederum maßgeblich von der Zusammensetzung der Feuerbetone bestimmt. Um die Permittivität vielfältiger Feuerbeton-Rezepturen zu erfassen und damit Vorhersagen für neue Rezepturen zu ermöglichen, werden praxisnahe Feuerbetone entwickelt und deren Eigenschaften untersucht. Basierend auf den Daten wird ein Machine-Learning-Modell trainiert, das die Vorhersage der Permittivität neuer Rezepturen innerhalb des untersuchten Zusammensetzungsraums ermöglicht.

Zur Validierung des Einflusses der Permittivität auf die Trocknungseffizienz werden Experimente und Simulationen zur Mikrowellentrocknung ausgewählter Feuerbetone durchgeführt. Für Rezepturen mit geringer Absorption werden gezielt Mikrowellenabsorber (Suszeptoren) identifiziert und in kleinen Mengen zugesetzt - ohne die Einsatzeigenschaften zu beeinträchtigen.

Das Vorhaben stärkt die Wettbewerbsfähigkeit deutscher Feuerfesthersteller, indem es Ihnen ermöglicht, ihre Produkte klimaneutral zu trocknen. Damit können CO2-Emissionen und damit verbundene Kosten reduziert werden. Zulieferer der Feuerfestindustrie profitieren von der Möglichkeit, ihr Rohstoffportfolio gezielt, um Suszeptoren zu erweitern. Die Ergebnisse ermöglichen die Optimierung bestehender und neuer Rezepturen für die Mikrowellentrocknung mit minimalem Aufwand.