Sekundäre Rohstoffe zur Substitution von Andalusit in Feuerfestprodukten für den Einsatz im thermischen Gradienten

Andalusit findet als Rohstoff in der Feuerfestindustrie breite Anwendung, da er feuerfesten Erzeugnissen gute Temperaturwechselbeständigkeit, Volumenstabilität und Korrosionsbeständigkeit gegen SiO₂-reiche Schlacken verleiht. Die Verfügbarkeit dieses Rohstoffes ist nicht gesichert. Das gilt insbesondere für die Grobfraktion, welche in die EU importiert werden muss. Der Mangel an geeigneten Alternativen stellt ein wirtschaftliches Risiko für Feuerfestproduzenten und Anwender dar.

Daher ist das Ziel des Vorhabens eine nachhaltige und wirtschaftliche Alternative zum grobkörnigen Andalusit zu finden, ohne die Produkteigenschaften zu verschlechtern. Feinkörniger Andalusit ist besser verfügbar und scheint entscheidender für die guten Eigenschaften zu sein. Daher werden in diesem Vorhaben geformte und ungeformte Feuerfestprodukte mit zwei alternativen Sekundärrohstoffen (Materialsystem Al₂O₃-SiO₂) als Grobkorn entwickelt und im Vergleich mit einer Referenz untersucht. Bei allen Produkten wird primärer Andalusit nur im Feinkorn enthalten sein. Die Verwendung von Sekundärrohstoffen bietet den Vorteil einer besseren CO₂-Bilanz bei gleichzeitiger Vermeidung von neuer Importabhängigkeit.

Um geeignete Substitute zu identifizieren, wird untersucht, welche Rolle der fein- und grobkörnige Andalusit in den unterschiedlichen Temperaturbereichen entlang des thermischen Gradienten und über die Lebensdauer einer Zustellung übernimmt. In der Matrix von bilden sich bereits bei moderaten Temperaturen hinter der heißen Seite einer Zustellung mit Andalusit große Mengen an Schmelzphasen. Dennoch zeigen die Produkte eine hohe Beständigkeit gegenüber thermomechanischen Belastungen bei sehr hohen Temperaturen. Eine innovative Kombination von zyklischen, makroskopischen Prüfungen und begleitende mikroanalytische Untersuchungen sollen zeigen, welche Komponenten und mineralogischen Prozesse für die gute Performanz von Andalusit-basierten Produkten ausschlaggebend sind.