AT524875A4

AT524875A4 - Verfahren zur abfallfreien Herstellung von Dämmstoffprodukten aus Mineralwolle

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Publication number: AT524875A4
Application number: ATA140/2021A
Authority: AT
Original assignee: Ibe Anlagentechnik Gmbh
Priority date: 2021-08-16
Filing date: 2021-08-16
Publication date: 2022-10-15
Also published as: EP4387938A1; WO2023020746A1; AT524875B1; US20250136492A1

Abstract

Verfahren zur abfallfreien Herstellung von Dämmstoffprodukten aus Mineralwolle, bei dem in einem Produktionsbereich (A) in mehreren Verarbeitungsschritten (7) - (14) ein Dämmstoffprodukt (30) hergestellt wird und die festen und faserigen Produktionsabfälle (19) - (29), welche beim Lagern und Transport der mineralischen Einsatzstoffe (2) und nach dem Austreten der Schmelze aus einem Kupolofen oder einem Lichtbogenofen oder einem gasbefeuerten Ofen (1) entstehen, gesammelt, zerkleinert und in einem Produktionsbereich (B) einem induktiv beheizten Schmelzofen (38) aufgegeben werden, die abgezogene Schmelze (39) mit den bekannten Verarbeitungsschritten (40) zu einem Dämmstoffprodukt (44) verarbeitet wird, wobei die im Produktionsbereich (B) in den Verarbeitungsschritten (40) anfallenden festen und faserigen Produktionsabfälle (41) dem induktiv beheizten Schmelzofen (38) als Bestandteil des Aufgabematerials aufgegeben werden. Dem induktiv beheizten Schmelzofen (38) können zusätzlich mineralische Einsatzstoffe (35) aufgegeben werden, wie zum Beispiel Basalt, Dolomit sowie Mineralwolle- Abfälle, welche ihren Ursprung in keinem der beiden Produktionsbereiche (A) und (B) haben. Produktionsanlage mit mehreren Schmelzöfen zur Durchführung des Verfahrens, welche wenigstens einen induktiv beheizten, insbesondere ausschließlich induktiv beheizten Schmelzofen einschließt, mit dem aus festem und faserigen mineralischem Aufgabematerial mit einer Korn- bzw. Ballengröße kleiner 12 mm ein zur Zerfaserung gelangender kontinuierlicher Schmelzstrahl erzeugt wird.

Description

Döämmestoffgrodukten aus Mineralwolle

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein wirtschaftlich vorteilhaftes, umwelt- und resourcenschonendes Verfahren zur Herstellung von Dämmstoffgrodukten aus Minerailwolle, bei dem in einem Produktionshereich die Schmelze in einem Kupolofen, in einem Lichtbogenofen oder In einem gasbefeuerten Ofen erzeugt, zerfasert. und zu einem Mineralwollgrodukt verarbeitet wird. Durch Ergänzung: eines Produktionsbereiches, In dem die festen und faserigen Produktionsabfäfle heider Produktionsbereiche In einem Induktiv. beheizten Schmelzofen geschmolzen und. zu einem Mineralwollprodukt verarbeitet werden, entsteht.eine abfallfreie Produktion, Die Brikettierung oder Degonierung der Abfälle entfällt, Es ist nicht nötig, Abfälle In qualitätsmindernder Weise den bereits erzeugten Fasern zuzugeben. Beide Produktionsbereiche verfügen In vorteilhafter Weise über eine zusammenhängende Produktionsplanung und -steuerung und. eine gemeinsame Infrastruktur, inbegriffen, aber nicht ausschließlich, die Strom- und Medienversorgung, die Automation, die Logistik, die Rohstoffaufbereitung, die Aufbereitung von Produktionsabfällen, die Bindemittelaufbereitung, die Verpackung, die Kommissionierung, die Wartungsund Reparatureinrichtungen, Eine Produktionsanlage mit mehreren Schmeizöfen zur Durchführung des Verfahrens schließt wenigstens einen Induktiv beheizten Schmelzofen ein, mit dem aus festem und faserigen mineralischem Aufgabematerial mit einer Korn- bzw. Ballengröße kleiner 12 mm ein zur

Zerfaserung gelangender kontinulerlicher Schmeizstrahl erzeugt wird,

Stand der Technik

Bei der der Herstellung von Dämmstoffprodukten aus Mineralwolle werden Rohstoffe aus gebrochenen Ergußsteinen wie Basalt oder Diabas und geringen Mengen an Kalkstein, Dofomit und Maägnesit als Ergänzungsstoffe aufgeschmolzen und einer Zerfaserungseinrichtung‘ zugeführt, welche Mineralwollefasern erzeugt, Die Zerfaserung erfolgt In den meisten Fällen mittels Zentrifugen. Eine Zentrifuge. weist. drei oder vier kaskadenförmig angeordnete angetriebene Räder auf, Entlarig des Umfanges der Räder befinden sich im Gehäuse Schlitze, durch die Luft mit großer Druck geblasen wird. Die aus dem Ofen austretende Schmelze wird auf das obere Schleuderrad gerichtet, Durch die Fliehkraft wird ein Teil.des Materials In Fasern umgeformt und durch den Lüftstrom weggetragen. Der verbleibende,

nichtumgeformte Teil, wird auf das nächste Rad weitergegeben; wo sich der Vorgäng wiederholt, Die

und 10.— 20 % der eingesetzten Schmelze ausmachen, sammeln sich unterhalb der Zentrifuge an.

Beim Düsenblasverfahren erfolgt die Zerfaserung In einer Blasendüse unter Einwirkung. eines eingeblasenen Luftstroms;, Auch dabei entstehen die genannten Abfälle {in vergleichbarer

Größenordnung,

In den Luft-Faser-Strom, der von der Zerfaserungsvorrichtung kommt, spätestens am Fasersammelorgarn, wird das Bindemittel gesprüht, Ein Teil dieses Bindemittels wird von den Fasern gefangen, ein weiteter Teil wird mit der Abluft ausgetragen, und ein gewisser Rest lagert sich auf den Wänden der Anlage ab und

muß in regelmäßigen Abständen entfernt und entsorgt werden,

Der Luftstrom mit den Fasern und dem Bindemittel wird auf ein gasdurchlässiges Fasersammelorganh in Form einer perforilerten. Trommel oder eines perforierten Endiosbandes gerichtet, Das sich auf dem Fasersammelorgan aufbauende bindemittelgetränkte Primärviles verliert mit zunehmender Dicke die Luftdurchlässigkeit. und muß daher mit nur wenigen Zentimetern Dicke vom Fasersammelorgan wegtransportiert werden, Die mit der Abluft des Fasersammelorgans mitgerissenen

bindemittelgetränkten Fasern werden In einem Wäscher abgeschieden,

Mit Hilfe einer Pendelablagevorrichtung werden mehrere Lagen des Primärvlieses aufeinandergefegt, wodurch das Sekundärvijes mit der erforderlichen Dicke entsteht, In einem Roflenverdichter wird dieses Sekundärviles verdichtet und auf die Enddicke komprimiert, Dem. Rollenverdichter schließt sich der

Aushärteofen an, in dem die Aushärtung des Bindemittels erfolgt.

In vielen Produktionsanlagen wird entsprechend der Produktpalette ein Teil der Dämmstoffprodukte mit Aluminiumfolie kaschiert. Die Kaschierung des ausgehärteten Stranges erfolgt in einer Kaschiermaschine,

weiche dem Aushärteofen folgt:

Anschließend werden die Ränder des Stranges besäumt, und es erfolgt das Zusägen auf die erforderlichen

Abmessungen. Dabei fallen große Mengen an Zuschnitt und Staub an.

Zusammenfassend können folgende Abfälle bei der Herstellung von Dämmprodukten aus Mineralfasern benannt. werden: Ächlacke, Schmelzperien, grobe Fasern, nasse Fasern, Randabschnitte von Dämmstoffplatten, Verschnittreste, fehlerhaftes Material, ungebundene Fasern und Staub aus der

Absaugung, Aluminiumfolie von der Kaschierung sowie abgebundenes Bindemittel, Zu nennen ist auch

2

Mineralischen Einsatzstoffe entsteht,

im störungsfreien Betrieb entspricht der Anteil der genannten Abfälle beachtlichen 15-:25% der eingesetzten Rohstoffe, welcher mit dem bekannten Stand der Technik nicht weiter reduziert werden

kann.

Abgesehen vom Verlust der eingesetzten Rohstoffe ist es sehr problematisch, die Abfälle in Form von losen Fasern, Abschnitten von Dämmplatten und abgehärtetem Bindemittel zu entsorgen. Einerseits erschweren die gesetzlichen Vorschriften zunehmend die Verbringung dieser Abfälle auf Deponien, andererseits werden immer höhere Preise für die Deponierung verlangt. Zu diesen Preisen addieren sich die Kosten für die Brikettierung dieser Abfälle mit großem Volumen und geringer Dichte, weiche

erforderlich ist, um die Stabilität.des Deponiekörpers nicht zu gefährden,

Da die Ersparnisse, die durch den Wegfall der Entsorgungskosten und die Bilanz der Einsatzstoffe erzielt werden, den Aufwand der der Kreisiaufführung im Werk mehr als aufwiegen, sind Hersteller von mineralischen Dämmstoffpgrodukten bestrebt, die Produktionsabfälle im Rahmen der eigenen Produktion

so weit wie möglich zu recyclen.

im einfachsten Fall kann der faserige Abfall, gegebenfalls nach einer Zerkleinerung, während bzw.

unmittelbar nach der Zerfaserung Zu den neu erzeugten Fasern eingeblasen werden.

Das US-Patent 5232638 beschreibt eine für die Zerfaserung verwendete Zentrifuge, bei der in die Antriebswelle zumindest eines Schleuderrades eine durchgehende Rohrieitung eingebracht ist, deren Auslaß innerhalb des Schleuderrades angeordnet ist. Durch diesen Auslaß wird ein Gemisch aus Wasser, zermahlenen Fasern, Bindemittel und fallweise Ton in den Raum gesprüht, in dem die Fasern gebildet und mit dem Bindemittel benetzt werden. Der Anteil der zermahlenen Fasern am Gemisch beträgt ca. 50 %, und ca. 50 % der zermahlenen Fasern sollen nicht länger sein als 0,5 mm. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass derart kurze Fasern die schädlichen Eigenschaften von Staub In der Fasermatrix aufweisen: sie erhöhen die Wärmeleitfähigkeit des Dämmstoffproduktes und verringern seine Festigkeit bei vergleichbarer Menge des eingesetzten Bindemittels, Verständlicherweise fehlen deshalb Angaben

zum Anteil der zermahlenen Fasern am Endorodukt,

Das US-Patent 5123945 und die EP 0530843 Al schlagen vor, den Abfall in den Luftstrom mit den Primärfasern einzublasen, der auf das luftdurchlässige Fasersammelorgan gerichtet ist. Der maximal

mögliche Anteil des Abfalls wird mit 40% beziffert, wobei der Bedarf bis zu 70 % erreichen kann. Das 3

Qualität des Endproduktes zu stark beeinträchtigt wird.

Eine weitere Ausgestaltung dieses Verfahrens sieht gemäß EP 25746953 A1 vor, dass den zerkleinerten

faserigen Abfällen Aerogel beigemischt wird.

Die EP 3323924 AL schlägt vor, die zermahlenen Abfälle mit flüssigem organischem Bindemittel zu vermischen und durch Formgebung und Kompression zwei Stränge mit vorgegebener Dicke und Dichte zu erzeugen. In einem weiteren Verfahrensschritt wird die Ober- und der Unterseite des bindemitteigetränkten Sekundärvlieses mit jeweils einem dieser Stränge verbunden, Anschließend erfolgt die Aushärtung im Durchlaufofen, Neben der Verwertung des Abfalls können Dämmstoffplatten mit

einstellbaren mechanischen Eigenschaften erzeugt werden.

Der Umfang, In dem die Procuktionsabfälle über das Schmelzaggregat in den Materlalfiuß der Produktion zurückgeführt werden können, wird beim derzeitigen Stand der Technik auch durch die Funktionsweise

des Schmelzaggregates begrenzt.

Das am meisten verbreitete Schmelzaggregat für die Herstellung von Mineralwolle ist-der Kupolofen, Der Kupolofen ist ein Schachtofen, der von oben mit Koks als Brennstoff, dem mineralischen Ausgangsmaterial und den Zuschlagstoffen befüllt wird, Im unteren Teil des Ofens wird vorgeheizte Verbrennungsluft eingebiasen, Durch Einbringen von reinem Sauerstoff oder mit Sauerstoff angereicherter Luft kann die Temperatur im Kupolafen erhöht werden, Die entstehende Mineralschmeize sammelt sich am Boden des Ofens und wird durch einen Siphon abgezogen, Durch eine separate Öffnung. wird das flüssige Eisen abgelassen, weiches durch die Reduktion des im Basalt enthaltenen Eisenoxids entsteht. Eine ähnliche Konstruktion weisen gasbefeuerte Öfen auf, bei denen Erdgas oder auch Mineralöl als Energieträger

eingesetzt werden,

Die-Abgase des Kupalofens müssen einer CO-Nachverbrennung zugeführt werden. Mit Filtern erfolgt die

Abscheidung der mitgerissenen Staubpartikel.

Es ist bekannt, dass kleinkörniges und faseriges Material im Kupolofen den prozeßrelevanten vertikalen Gasstrom behindert und letztendlich den Schmelzprozeß durch Verstopfung zum Erliegen bringt. Aufgrund seiner geringen Dichte und seines großen Strömungswiderstandes würde zudem das faserige Material mit den abgesaugten Gasen mitgerissen und die Filter zusetzen, Deshalb ist es sehr problematisch, sowohl die kleinkörnigen festen als. auch die faserigen Abfälle zu verwerten, indem sie Zusammen mit dem stückigen mineralischen Material in den Kupolofen aufgegeben werden. 4

Produktionsabfähen In das Materalfiuß der Produktion zurückzuführen.

Stand der Technik ist es, die Produktionsabfälle aus Mineralwolle mit Zement und Wasser zu vermischen, daraus größere Formsteine {auch Briketts und Pellets. genannt) herzustellen und diese nach einer

Aushärtezeit von wenigstens 48 Stunden in den Kupolofen aufzugeben.

Dem Bericht „Decarbonisation Options for the Dutch Stone Wool Industry“ {PaL Netherlands Environmental Assessment Agency, Publication Number 3722, 12. Dezember 2019}, ist zu entnehmen, dass einer der größten Hersteller von Dämmprodukten aus Mineralwolle, Rockwool NL B.V., für die Praduktion von 300.000 t/a Endprodukt 150.000 t/a Abfall in Farm von Formsteinen in die Kupolöfen zurückführt, Dafür werden 90.000 t/& Zement benötigt, Insgesamt machen die Formsteine 42% des

Einsatzmatenals der Kupolöferr aus,

Öffensichtliche Nachteile dieses Verfahrens sind der große technische Aufwand und die hohen zusätzlichen Kosten für den Zement, Trötz der Zugabe von Zement ist die Festigkeit der Formsteine geringer als die des mineralischen Rohstoffs, insbesondere bei Temperaturen ab 400 - 500 °C, Dazu trägt auch die im Bindemittel enthaltende wasserabweisende {hydrophobe) Komponente bei, welche die Wirkung des Zements deutlich verringert, Deshalb erfordert der Einsatz von Formsteinen einen größeren

Aufwand bei der Steuerung des Ofens, um dessen Verstopfüng zu verhindern.

im Rahmen des beschränkten Potentials der Brikettierung zielen die Entwicklungen Im Wesentlichen auf die. zusätzlich zum Zement verwendeten Stoffe, durch die in vorteilhafter Weise die Festigkeit der Formsteine erhöht und der Anteil des vergleichsweise teuren Zementes verringert werden kann. Belspielhaft seien genannt: WO 92/04289 (Zugabe van Hochofenschlacke und eines alkalischen Adalitivs in Form von Kalziumoxid oder Kalziumhydroxid}, WO 97/22563 (Zugabe von Tonerde}, WO 2005/0723139 A2 (Zugabe von gebrauchten Strahlmitteln}, WO 2006/0156547 A1 {Zugabe von getrocknetem Klärschlamm), US 2014/0159272 A1 (Zugabe von Tonziegelbruch), DE 102015120721 Al (Zugabe von

Tensiden und organischen Plastifizierern),

Ein mit PAROC-WIM bezeichnetes Verfahren zur Verwertung von Produktionsabfällen wurde von der Paroe Group OY AB entwickelt (LIFEOZ ENV/FIN/000328), Es besteht darin, die Produktionsabfälle auf eine Korngröße kleiner 10 mm zu zerkleinerm und über die Sauerstofflanzen in den Kupolofen einzublasen, Auf einer Piliotaniage wurde nachgewiesen, dass zumindest der an der Zerfaserungseinheit entstehende 5

50 % erhöhten Werte bei der Zugabe. des Abfalls In Form von Formsteinen,

in einem. Lichtbogenofen kann es zu konstruktionsbedingt zu keiner Verstopfung kommen. Allerdings ist auch dieser Ofentyp mit einer Absaugung ausgestattet, so dass faseriges Material die Filter schnell zusetzen würde, Trotz der Möglichkeit, zumindest kleinkörniges Material zurückführen zu können, hat dieses Verfahren zur Erzeugung der Schmelze keine große Verbreitung gefunden bei der Herstellung von

Mineralwolle,

In einem Zyklanofen wird das Aufgabegut intensiv mit Erdgas oder pulverförmigen Brennstoffen und der Verbrennungsiuft vermischt, damit die Verbrennungswärme möglichst vollständig für den Schmeizvorgang genutzt wird, Die WO 2008/086990 AL bestätigt, dass eine kostspiefige Anreicherung der Brennieft mit Sauerstoff erforderlich ist, um die für das Aufschmelzen von Basalt erforderlichen hohen Ternperaturen zu erzeugen. Zusätzlich muß die Konstruktion so. ausgelegt sein und der Ofen so gefahren werden, dass das Aufgabematerial möglichst schnell schmilzt, um nicht mit dem Abgasstram mitgerissen zu. werden, Dennoch wird im Vergleich zum Kupolofen mit. dem Abgasstram deutlich mehr Wärme abgeführt, und es werden deutlich mehr Partikel ausgetragen. Deshalb muß dieser Ofentyn mit einer aufwendigen Wärmerückgewinnung, vergleichsweise großen. Filtern und einer Vorrichtung zur Rückführung des Filtergutes In den Ofen ausgestattet sein. Diese Nachteile überwiegen den Vorteil der Aufgabe von feinkörnigem Aufgabematerial, und deshalb ist dieser Ofentyp. bei der Herstellung von

Dämmstolffprodukten aus Mineralwolle kaum anzutreffen.

Die WO 2013/083464. A2 schlägt einen Zyklon-Schmelzofen. mit. drei zusätzlichen Zyklanen für die Abgasbehandlung vor, weicher neben den Produktionsabfälien auch Flugasche aus externen Quellen einschmelzen kann. Ein Nachteil dieses Ofens besteht darin, dass die drei zusätzlichen Zyklane und die dazugehörigen Rohrleitungen mit feuerfestem Material ausgekleidet sein müssen, Der realistische Anteil von Abfall aus Mineralwolle am Aufgabegut wird mit 20 % angegeben, was gemäß den bereits dargelegten

Sachverhalten zu wenig ist, um eine abfallfreie Produktion zu ermöglichen,

in EP 0389314 AL WO 20056/018582 A1 und US 2008/0256981 Al wird vorgeschlagen, in einen ausgemauerten Ofen über Bodendüsen reinen Sauerstoff oder sauerstoffangereicherte Luft, deren

Saverstoffgehalt mindestens 40 Vol.-% beträgt, einzuführen, um Produktionsabfälle in eine Schmelze zu &

von Fasern aus dem Ofen mit den Abgasen verhindert wird,

Es ist bekannt, dass mineralisches Material in einem induktionsofen erwärmt und aufgeschmolzen werden

kann, wenn der Tiegel, in dem sich das Schmelzgut befindet, aus elektrisch leitfähigem Material besteht.

In einem als Durchlaufofen ausgestalten Induktionsofen ist 85 möglich, das Aufgabematerial sehr schnell, d.h. innerhalb weniger Minuten, zu erwärmen und zu verflüssigen. In diesem Fall dampfen die flüchtigen Komponenten, im speziellen auch die Schwermetalle, praktisch nicht aus. Dies istein wesentlicher Vorteil des Induktionsofens bei der Inertisierung von schwermetalihaltigen Filterstäuben durch Verglasung, In den herkömmlichen Wannen von großen Glasöfen, betragen die Verweilzeiten mehrere Stunden, Die zwangsläufig ausdampfenden. Schwermetalle müssen In einer zusätzlichen Stufe aus den Abgasen

herausgefiltert und einer Entsorgung oder Verwertung zugeführt werden,

Die WO 93/18868 beschreibt ein Verfahren zur inertisierung durch Verglasung, bei dem das Schmelzen In einem Induktiverwärmten Wannenofen erfolgt. Aufgrund der langen Verweildauer des Schmelzgutes im Ofen ist die Rückführung der schwermetalihaltigen Stäube ein anlagentechnisch aufwendiger Bestandteil

dieses Verfahrens,

Die CH 680656 AS zeigt beispielhaft, wie die induktive Erwärmung in vorteilhafter Weise bei der Inertisierung durch Verglasung eingesetzt werden kann, indem das Schmeizgut innerhalb kürzester Zeit im induktiv erhitzen Durchlaufofen verflüssigt und nach dem Austritt aus dem Ofen in einer Kühl oder Abschreckvorrichtung sehr rasch verfestigt wird, Dementsprechend weist der Tiegel aus elektrisch jeltendem Material eine sehr einfache, nicht näher spezifizierte Form auf, Um den Eintrag von Energie zu erhöhen, ist eine zusätzliche elektrische direkte oder indirekte Widerständsheizung und. in weiterer

Ausführung eine zusätzliche Gas-.oder Ölheizung vorgesehert,

In der Patentschrift WO 2019/094536 A1 wird ein Schmelzrofen zur Erzeugung einer Schmelze für die Herstellung von Mineralwolle beschrieben, welcher Mineralwolle-Abfäle und Schmelzperien verarbeiten kann, Der Schmeizofen wird mit Plasma, Erdgas oder elektrischem Strom geheizt, Zusätzliche Energie kann durch eine Indukfionsspule zugeführt werden, indem füssiges Metall, weiches in einer Warine, die den unteren Teil des Ofens bildet, erhitzt wird, Ein kontinujernlicher Schmeizbetrieh eines solchen Ofens mit ausschließlich induktiver Erwärmung ist. nicht möglich, weil der Wärmestrom von der Metallschmelrze zur 7

vorstellbar.

Die CN 106892550A beschreibt einen Iinduktionsofen zur Erzeugung einer Schmelze für die anschließende Zerfaserung; bei dem die Erwärmung des mineralischen Einsatzmaterials in einem metallischen Zylinder erfolgt, weicher von einem keramischen Tiegel umhaust ist. Die beiden Auslässe für das reduzierte Eisen und die mineralische Schmelze sind seitlich angeordnet, Die erforderliche Dimensionierung dieser Auslässe unter Berücksichtigung der großen Strahlungswärme führt dazu, dass die Windung der induktionsspule nur ungleichmäßig über die Höhe des metallischen Zylinders verteilt werden kann, Zudem ist eine Regulierung des Energiegeintrags dürch Höhenverstellung der Induktionsspule nicht möglich, Nicht

zuletzt sind die seitlichen Auslässe ein Hindernis beim Austausch des keramischen Tiegels,

Für eine störungsfreie Arbeit der Zerfaserungseinheit und eine möglichst geringe Verunreinigung des Mineralwolleproduktes mit Schmelzperien ist es wichtig, dass der Schmelzofen eine hinsichtlich der chemischen Zusammensetzung, der Viskosität und des Kristallisationsverhaltens eine homögene Schmelze bereitstellt. Dafür ist es erforderlich, die Schmelze im Ofen für eine gewisse. Dauer auf eine Temperatur von ca. 1700 - 1750 °C zu erhitzen, bei der die hochschmelzenden Phasen mit Sicherheit verfiüssigt werden. Nach Durchmischung und Homogenisierung: des komplett aufgeschmolzenen mineralischen‘ Einsatzmaterials. jst es vorteilhaft, die Temperatur der Schmelze. auf Temperaturen im Bereich 1420 — 1480 "C abzusenken, bei der die Ausbeute von an der Zerfaserungseinheit entstehenden Fasern am höchsten, der Anteil an langen Fasern am größten und der Anteil von Abfall in Form von

Schlacke und Schmelzperien am geringsten ist,

Während im Lichtbogenofen eine. solche gezielte Temperaturführung aufgrund der Bauweise nicht möglich ist, sind im Kupolofen Temperaturen von über 1600 °C auch mit Einblasen von Heißwind oder

reinem Sauerstoff nicht zu erreichen,

In der US 4174462 A wird aufgezeigt, wie In einem induktiv erhitzten Ofen gezielt ein Temperaturprofil der mineralischen Schmelze entlang des Pfades von der oberen Aufgabeöffnung zur unteren Auslaßöffnung eingestellt werden kann, In einem mit mehreren aufeinanderfolgenden Induktionsspulen erhitzten Hohlzylinder aus Graphit sind runde Graphitplatten angegrdnet, weiche mit Bohrungen, Kanälen und Aussparungen versehen sind, Durch die Anzahl und Anordnung dieser Platten, von denen jede eine eigene Ausgestaltung mit den Bohrungen, Kanälen und Aussparungen aufweist, karın die Verweildauer des aufgeschmolzenen Materials auf verschiedenen Höhenabschnitten gesteuert werden und damit auch 8

in der AT 516735 B1 wird ein induktiv beheizter Ofen für die Erzeugung einer Schmelze bei der Herstellung von Mineralwollefasern beschrieben, der aus zwei unabhängig voneinander beheizbaren Kammern besteht, welche durch mindestens einen Kanal miteinander verbunden sind, Der aus mechanisch bearbeiteten Teilen bestehende Graphit-Suszeptor gibt der Schmelze einen nichtgeradlinigen Pfad var,

womit der zeitliche Verlauf der Temperatur der Schmelze im Ofen beeinflußt werden kann.

Durch eine weitere Ausgestaltung des Suszeptors kann die durch reduzierende Reaktionen entstehende Eisenschmelze durch eine separate Auslaßöffnung am Boden des Ofens abtransportiert werden, wie In AT 519230 B1 beschrieben.

Eine weitere Entwicklung besteht gemäß AT 5192385 A4 darin, dass der induktiv erwärmte Suszeptar zumindest zwei Kanäle aufweist, weiche die obere Aufgabeöffnung und die untere Ausiaßöffnung verbinden. Die entstehende Schmelze fließt durch mehrere vertikale Kanäle, weiche am unteren Ende eine Querschnittsverengung aufweisen. In diesem Bereich erwärmt sich die Schmelze bis auf.ca, 1500°C. im anschließenden Bereich, in denen horizantale Strukturen des Suszeptors eine radiale Bewegung der Schmelze erzwingen, wird diese auf Temperaturen zwischen 1700 und 1750 °C erhitzt, wodurch auch die schwerschmelzenden Bestandteile des EFinsatzmateriäls verflüssigt und mit dem Rest der Schmelze vermischt werden, wodurch eine homogene Phase entsteht, Anschließend sammelt sich die Schmelze in einer von den horizontalen Strukturen des Suszeptors umgebenen Kammer, Wo sie auf Tem peraturen von 1420 — 1480 "C abkühlen kann, weiche optimal für die Zerfaserung der Schmelze nach dem Austritt aus

dem Ofen sind.

Wird der vorzugsweise aus Graphit bestehende Suszeptor auf der der Ofenwand zugewandten Seite mit vertikalen Schlitzen versehen, wie in AT 521245 A4 beschrieben, kann der Bereich der induktiven Erwärmung nach innen, in einen von dem die Ofenwand umgebenden Induktor weiter entfernten Bereich verlagert. werden, mit dem das zu schmelzende Gut In Berührung steht. Mit der Anordnung und Abmessung der Schlitze kann der Energieeintrag über die Höhe des Ofens in der gewünschten Weise

beeinflußt werden,

Es ist offensichtlich, dass. einem induktiv beheiztemn Duürchlaufofen mit Suszeptär, weicher mit Kanälen versehen ist, mineralisches Einsatzmaterlal nur bis zu einer bestimmten Korngräße, typischerweise 12 mm aufgegeben werden kann. Diese Anforderung bedeutet, dass In einem sölchen Ofen nicht nur gebrochener Basalt und Dolomit, sondern auch Abfälle der Dämmstoffproduktion wie z.B. Schmeizperlen, Verschnitt, Fasern und Staub in beliebigen Anteilen geschmolzen werden können.

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Derzeit: ist es bei der Herstellung von Döämmstoffprodukten aus Mineralwolle mit. vertretbarem technischem Aufwand nicht möglich, die Entstehung von Abfall in Form von Schlacke, Schmelzberien, groben Fasern und Faserapggregaten bei der Zerfaserung der Schmelze In einer Zemirfuge oder mit dem Düsenblasverfahren zu verhindern. Weiterer Abfall sammelt sich in Form von losen Fasern, Zuschnitt,

Staub, gegebenfalls Aluminiumfofie und abgebunhdenem Bindemittel.

Mit den etablierten Verfahren zur Herstellung van Dämmastoffgrodukten aus Mineralwolle JäRßt sich die Entstehung beträchtlicher Mengen von Produktionsabfällen, typischerweise 15-25 % der eingesetzten

mineralischen Rohstoffe, auch im störungsfrelen Betrieb nicht vermeiden.

Die bekannten Verfahren zielen darauf ab, die Produktionsabfälle in dem Maße In den Stoffkreisiauf der. Produktion zurückzuführen, in dem sie die Stabilität des Schmelkprozesses und die Qualität des Endproduktes nicht beeinträchtigen. Auf diese Weise wird der Verlust ah eingesetzten. mineralischen

Rohstoffen begrenzt und werden die Kosten für die Verbringung der Abfälle auf Deponien verringert,

Anhand der aufgezählten Verfahren ist hinreichend dargelegt, dass es mit. dem bekannten Stand der Technik In den meisten Fällen nicht möglich ist, zum Zwecke einer abfallfreien Herstellung von Dämmstoffprodukten aus Mineralwolle die gesamte anfallende Menge der Abfälle in den Materialfiuß der Produktion zurückzuführen. Die dem Stand der Technik entsprechenden Schmeizaggregate, der Kupolofer und der Lichtbogenofen, können nur mit einer begrenzten Menge an faserigen Abfällen beschickt werden, weil diese die Abgasfilter und beim Kupolopfen auch den Schmeizschacht verstopfer. Ebenso begrenzt ist der Anteil von zementgebundenen Briketts und Scherben, welche aus separat aufgeschmolzenen Produktionsabfällen erzeugt werden und in den Kupolofen aufgegeben werden, Außerdem kann den neu erzeugten Fasern nur eine begrenzte Menge an zerkleinertem Produktionsabfall zugefügt werden, well dieser die Dämmeigenschaften und die mechanische Festigkeit des

Dämmstoffproduktes in nachteiihafter Weise verringert, B E

Die technische Literatur und die mit den relevanten Patenten aufgezeigten Trends deuten darauf hin, dass die führenden Hersteller von Dämmstoffen aus Mineralwolle den Schwerpunkt der Entwicklungsarbeit In der Verfeinerung bzw. Anpassung der bekannten Verfahren zur Rückführung der Produktionsabfälle in

den Schmelzofen oder zur Zugabe In den neu erzeugten Faserstrom sehen.

Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem es möglich ist, die Beschränkungen der bekannten und etablierten Verfahren zur 30

erzeugten Dämmstoffprodukte zurückzuführen,

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zur Herstellung von Dämmstoffprodukten gelöst, bei dem ein Produktionsbereich, in dem mMineralisches Einsatzmaterial In einem Kupolofen oder Lichtbogenofen oder gasbefeuerten Ofen geschmolzen wird, die aus dem Schmelzofen abgezogene Schmelze In einer Zerfaserungseinheit zerfasert und die erhaltenen Mineralfasern In mehreren Verarbeitungsschritten unter Entstehung von Produktionsabfällen zu einem Dämmstoffpradukt verarbeitet werden, durch einen weiteren Produktionsbereich ergänzt wird, in weichem in einem induktiv beheizten, Insbesondere ausschließlich induktiv beheizten Schmelzofen eine Schmelze erzeugt und mit den bekannten Verarbeitungsschritten zu einem Dämmetoffprodukt verarbeitet wird, wobei die zerkleinerten festen und faserigen Produktionsabfälle beider Produktionsbereiche als Bestandteil des

Aufgabematerials des induktiv beheizten Schmelzofens aufgegeben werden.

Die Produktionsabfälle schließen ein:

- kleinkörniges mineralisches Material, welches beim Lagern und Transpart der Rohstaffe anfällt und in einem Kupolofern nicht eingesetzt werden kann;

- Schmelzperien, Schlacke sowie groben Fasern und Fasergebilde, weiche im Bereich der Zerfaserungseinrichtung entstehen;

- bindemittelgetränkte Mineralfasern In wässriger Lösung, mit Bindemittel befeuchtete Mineralfasern und abgebundenes Bindemittel, weiches im Bereich des Fasersammelargans anfällt;

- Randabschnitt und Verschnitt, mit AlumMmnium kaschlertes Material eingeschlossen;

- Staub, insbesondere von den Sägen;

- fehlerhaftes Dämmstoffgrodukt:

- anhaftendes Papier und Pappe sowie Bestandteile von Verbackungsmaterlal aus Kunststoff, weiche

sich nicht rückstandsfrei aus dem Abfallstrom entfernen lassen.

Wesentliches Merkmal der Erfindung ist, dass dem induktiv beheizten Schmelzofen Aufgabematerial mit

belfebigen Anteilen der Produktionsabfälle aufgegeben werden kann.

Da das Aufgabematerial des Induktiv beheizten Schmelzofens eine Korngröße bzw. Ballengröße von typischerweise 12 mm nicht überschreiten soll, werden die verschiedenartigen Produktionsabfälle mit den geeigneten bekannten Verfahren und Vorrichtungen auf eine Korngröße bzw. Ballengröße kleiner 12 mm zerkleinert, In einem vorangehenden Verfahrensschritt muß den bindemittelgetränkten Fasern in wässriger Lösung das Wasser entzogen werden, wofür sich 2,8, eine Zentrifuge eignet. Dem Wesen der

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Anwendung von wenigstens einer nach dem Prinzip eines Mischsiloas arbeitenden Vorrichtung vor,

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht. vor, dass dem induktiv beheizten Schmelzofen zusätzlich mineralische Einsatzstoffe aufgegeben werden, wie zum Beispiel Basalt und Dolomit. Da Produktionsabfälle und mineralische. Einsatzstoffe in beliebigen Anteilen dem induktiv beheizten Schmelzofen aufgegeben werden können, ist es möglich, im Produktionsbereich mit dem induktiv beheizten Schmelzofen ein Dämmstoffpradukt unabhängig von der Menge der Produktionsabfälie beider Praduktionsbereiche herzustellen. Das schließt die Möglichkeit ein, veränderlich anfallende Mengen von

Produktionsabfällen auszugleichen und bei Bedarf die Produktion des Dämmstoffproduktes zu erhöhen.

Eine. weitere Anwendung sieht vor, dem iInduktiv beheizten Schmeizofen Mineralwolle-Abfälfe aufzugeben, welche ihren Ursprung In keinem der beiden Produktionsbereiche haben, Angesichts der stetig steigenden. Kosten für die Deponlierung von Abfällen aus Mineralwolle eröffnet das erfindungsgemäße Verfahren somit eine zusätzliche Einnahmequelle, wenn zugelieferte, externe Produktionsabfälle und/oder Mineralwollabfälle aus dem Bausektor als Einsatzmaterial zur Anwendung

kommen.

in einer vorteilhaften Anwendung des Verfahrens wird ein Dämmstoffprodukt bei alternierender Abfolge von Schmelzen mit hohem Anteil (z.B. mehr als 40 Gew.-%)} der zerkleinerten Produktionsabfälle am Aufgabematerlal und Schmelzen mit geringem Anteil (z.8. weniger als 20 Gew.-%) der zerkleinerten Produktionsabfälle am Aufgabematerial hergestellt, wobel mit der Festlegung der Dauer solcher Schmelzen und der Anteile der Produktionsabfälle die Anhäufung von Produktionsabfälien über das

vorgegebene Maß verhindert wird.

Die Erfindung ist besonders dann vorteilhaft, wenn die beiden Produktionsbereiche über eine zusammenhängende Produktionsplanung und -steuerung und eine gemeinsame Infrastruktur verfügen, inbegriffen, aber nicht ausschließlich die Strom- und Medienversorgung, die Automation, die LOgistik, die Rohstoffaufbereitung, die Aufbereitung: von Produktionsabfällen, die Bindemittelaufbereitung, die

Verpackung, die Kommissionierung, die Wartungs- und Reparatureinrichtungen.

Die Erfindung sieht. vor, dass der induktiv beheizte Schmelzofen über wenigstens eine Förder- und

Dosiereinrichtung beschickt wird.

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transportiert und auf diesem Weg erwärmt und aufgeschmolzen,

in bevorzugter Weise besteht der Suszeptor aus elektrisch leitendem und hachtemperaturbeständigem Material, welches seitlich und am. Boden von einer keramischen temperaturbeständigen Tiegelwand

eingehaust ist, wobel die Tiegelwand im Boden eine Auslaßöffnung für die erzeugte Schmelze aufweist.

in weiterer Ausgestaltung Ist vorgesehen, dass der Suszeptor aus mehreren mechanisch bearbeiteten

Teilen besteht, von denen wenigstens eines aus Graphit oder einem graphithaltigem Material besteht,

Es ist vorteilhaft, wenn der induktive beheizte Schmelzofen zumindest eine Induktionsspule mit jeweils

einer angepaßten Frequenz und/oder Stromstärke aufweist.

Eine weitere vorteilhafte Ausführung sieht vor, dass die Lage zumindest einer Induktionsspule gegenüber dem Suszeptor zum Zwecke einer gezielten Temperaturführüng des Aufgabematerlals entlang des Pfades von der oberen Aufgabeöffnung zur unteren Auslaßöffnung des Schmelzofens veränderlich und’ steuerbar ist, wobei die veränderliche und steuerbare Lage durch Höhenverstellung des den Suszeptor enthaltenden

Tiegels und/oder durch Höhenverstellung der Iinduktionsspüle erfolgt.

Ausführungsbeispiel

Das erfindungsgemäße Verfahren soll beispielhaft anhand der Verknüpfung der Produktionsbereiche {A} und (B), die in Fig, 1 jeweils als Blockschema dargestellt sind, beschrieben werden. Im Produktionsbereich {A} wird ein Dämmstoffprodukt (30) gemäß dem bekännten Stand der Technik hergestellt, bei dem die zu zerfasernde Schmelze (4) mit einem herkömmlichen Schmelzöfen {1}, der ein Kupolofen, ein Lichtbogenofen oder ein gasbefeüerter Ofen sein kann, erzeugt wird. Dem Schmelzofen {1} werden mineralisches Einsatzmaterial (2) und Zuschlagstoffe (3} aufgegeben, Im Falle eines Kupolofens ist Koks

der. dominante Zuschlagstoff,

Das wesentliche Merkmal des Produktionsbereiches (3) ist ein induktiv beheizter Schmelzofen (38) mit der Eigenschaft, mineralisches Aufgabematerial mit einer Körngröße kleiner 12 mm ohne Einschränkungen kontinulerlich schmelzen zu können, wobei die erzeugte Schmelze alle Anforderungen

für die Herstellung eines qualitativ hochwertigen DämmstoHogroduktes erfüllt, 5 d P

13

Nummer (41) zusammengefaßt,

Beim Lagern und Transport der grabstückigen mineralischen Einsatzstoffe {2} im Produktionsbereich {A} entsteht eine kleinstückige Fraktion {19), Da diese nicht in den Kupolofen aufgegeben werden darf, ist sie

als Produktionsahfall zu behandeln.

In der Zerfaserungseinheit (7} wird die Schmelze (A) zerfasert und mit einer Luftstrom (S} mitgerissen, wobei nicht zum Fasersammelorgan (8) gelangende Schmelzperlen {20}, Schlacke {21} sowie grobe Fasern

und Fasergebilde {22} als Produktionsabfall entstehen.

Im Fasersammelorgan {8}, in dem den erzeugten Fasern das füssige Bindemittel (6} zugegeben wird, entstehen Produktionsabfälle in Form von bindemittelgetränkten Mineralfasern in wässriger Lösung (17), mit Bindemittel befeuchtete Mineralfasern (24) und abgebundenem Bindemittel (25), weiches sich im

Laufe der Zeit ansammelt und fegeimäßig entfernt werden muß,

In einer Entwässerungsvorfichtung (15), die z.B. eine Zentrifuge sein kann, wird das bindemittelhaltige Wasser {18} abgetrennt. Anschließend können die entwässerten Produktionsabfälle (23) gemeinsam mit

den anderen Produktionsabfällen weiterverarbeitet werden.

Sofern in der Pendeleinheit {9}, in der Komprimiereinheit {10} und im Härteofen {11} gelegentlich geringe

Mengen an Produktionsabfällen anfallen, lassen sich diese einer aus den Kategorien {19} — (29) zuordnen.

in der Kaschiereinheit (12} wird der ausgehärtete Strang ein- oder beidseitig mit einer Folle beklebt,

vorzugsweise aus Alumintum, Als Produktionsabfall fallen kaschierte Stücke (76) an.

Das Besäumen des ausgehärteten Stranges und der Zuschnitt. auf die geforderten Maße erfolgt üblicherweise mit Sägen {13), Der Produktionsabfalf besteht aus Randabschnitt und Verschnitt {27} sowie

Staub (28), der mit einem Filter {16) aus dem Luftstrom abgeschieden wird,

In der abschließenden Quatitätskontrolle und beim Verpacken des Dämmstoffgroduktes {30} in der

Verpackungsstation {14} wird fehlerhaftes Dämmstoffprodukt {29} aussortiert. Zum Produktionsabfall

14

Kunststoff, weiche sich nicht rückstandsfrei entfernen lassen.

Alle festen und faserigen Produktionsabfälle aus {19} = (29) des Produktionsbereiches (A} und {41} des Produktionsbereiches (B) müssen zerkleinert werden, sofern sie eine Korngröße bzw. Ballengröße von 12 mm überschreiten. Vorzugsweise gelangen Mühlen und Schredder zum Einsatz, die mit den Nummern (31) und (42) aufgeführt sind, Die Anzahl und der Typ der Zerkleinerungsaggregate werden gemäß dern hinreichend bekannten Stand der Technik festgelegt, Die zerkleinerten Produktionsabfälle (33) und (34} werden gemischt und zwischengelagert. Dem Wesen. der Erfindung entsprechend bestehen die Mischungen der Produktionsabfälle (33) und {34} in beliebigen Anteilen aus den festen und faserigen

Produktionsabfällen, weiche jeweils in den Produktionsbereichen {A} und {8} anfallen.

Die Speicher (32} und (43) können aus einem oder mehreren Silos und/ader Mischsilos bestehen, wobei jedem Silo und/oder Mischsiio eine oder mehrere der mit den Positionen (19) — {29} und (41)

bezeichneten Kategorien der Produktionsabfälle zugeordnet sein können,

Die Transport der mit den Positionen {19} - {29} und {41} bezeichneten Produktionsabfälle erfolgt mit den bekannten Fördereinrichtungen, wie zum Beispiel durch Förderschnecken, Transpartbänder, gneumatischen Transport sowie mit Behältern, welche mit innerbetrieblichen Transportmitteln bewegt

werden.

Wesentliches Merkmal des Produktionsbereiches {B} Ist der induktiv beheizte Schmelzofen (38), weichem über wenigstens eine Dosiereinrichtung (36) das Aufgabegut {37} aufgegeben wird. Das Aufgabegut (37) kann In beliebigen Anteilen die festen und faserigen Produktionsahfälle (19) — {29} des Produktionsbereiches {A} und die festen und faserigen Produktionsabfälle {41} des Produktionsbereiches (B) enthalten. Die abfallfreie Produktion entsteht, weil alle festen und faserigen Produktionsabfälle, welche in den Produktionsbereichen {A} und (B} anfallen, zu einem Dämmstoffprodukt {30} und {44}

verarbeitet werden können.

Um die Produktion des Dämmstoffproduktes (44) unabhängig von der Menge der anfallenden Produktionsabfälle (19) — {29} durchführen zu können, wird dem induktir erhitzten Schmelzofen (38) mineralisches Einsatzmaterial (35} aufgegeben, wie zum Beispiel! Basalt und Dolomit, Darnit. können veränderlich anfallende‘ Mengen von Pröduktionsabfällen ausgeglichen und die. Produktion des Dämmstoffproduktes {44} entsprechend der Auslegung des induktiv beheizten Schmelzofens (38)

konstant gehalten werden.

15

Dämmstoffpgradukten, weicher im Bausektor anfällt,

Aufgrund der begrenzten Möglichkeiten eines Kupalofens {1}, kleinkörniges Einsatzmaterial verarbeiten

u können, solt als Ausführungsbeispiel der Erfindung die Herstellung eines Dämmstoffproduktes (44} im Produktionsbereich (B} genannt werden, bei der das dem induktiv erhitzen Schmelzofen (38) aufgegebene Aufgabematerial (37} zu mehr als 40 Gew.-% aus den zerkleinerten Produktionsabfällen. {33} des

Produktionsbereiches (A} besteht.

Ein weiteres Beispiel für die Verknüpfung der Produktionsbereiche (A) und {B} besteht in der Herstellung des Dämmstoffproduktes (44} bei alternierender Abfolge von Schmelzen mit einem Anteil von mehr als 40 Gew.-% der zerkleinerten Produktionsabfälle {33) am Aufgabematerial {37} und Schmelzen mit weniger als. 20. Gew.-% der zerkleinerten Produktionsabfälle (33) am Aufgabematerial {37}, wobei mit der Festlegung der Dauer der Schmelzen und der Anteile der Produktionsabfälle die Anhäufung von

Produktionsabfällen (19) — {29) des Produktionsbereiches (A} überein vorgegebenes Maß verhindert wird.

Das Potential der Erfindung kann anhand eines Mnduktiv beheizten Schmelzefens {38} im Produktionsbereich {8} mit einer Jahresieistung von 25.000 t aufgezeigt werden. Bei einer angenommenen durchschnittlichen Abfallmenge von 25 % In beiden Produktionsbereichen (A} und {B} können 75.000 t/a an mineralischem Einsatzmaterial (2) in Dämmstoffpgrodukte aus Mineralwolle {30} und (44) transformiert werden, ohne dass die Produktionsabfälle brikettiert, zu den bereits erzeugten Fasern hinzugefügt oder auf eine Deponie verbracht werden müssen. Das Aufgabematerial des. induktiv beheizten Schmelzofens (38) besteht in diesem Fall aus 18:750 t/a zerkleinerten Produktionsabfäller (33) des Produktionsbereiches (Ä) und 6.250 t/a zerkleinerten Produktionsabfällen {24}. des eigenen

Produktionsbereiches {8},

Ergänzt man einen bestehenden Produktionsbereich (A), in dem der Ofen {1} mit einer bestimmten Schmetzleistung Instalfiert ist, um einen Produktionsbereich (8), der einen iInduktiv. beheizten Schmelzofen (38) mit derselben Schmelzleistung aufweist, so kann man die jährliche Produktion von Dämmstoffprodukten verdoppeln und gleichzeitig alle Produktionsabfälle verwerten, so dass eine Srikettierung entfällt und keine Abfälle deponiert werden müssen, Das heißt, eine salche Produktion ist abfallfrei und enthält keine der Verwertung van Produktionsabfällen dienenden Verfahrensschritte, mit

denen die Qualität des Dämmstoffproduktes aus Mineralwolle bekannterweise beeinträchtigt wird. 15

beträgt.

Das erfindungsgemäße Verfahren schließt nicht den Fall aus, dass Produktionsabfälle aus den Kategorien {19} — (29} des Produktionsbereiches {A} nach einem oder mehreren der bekannten Verfahren in den Materialfiuß der Produktion des Dämmstoffproduktes (30} zurückgeführt werden, Als Beispiele seien die Erzeugung von Briketts und deren Aufgabe in den Ofen {1} und die. Zugabe von zerkleinerten Produktionsabfällen zu den neu erzeugten Fasern im Bereich zwischen der Zentrifuge. (7) und dem Fasersammelorgan (8) genannt. Diese Verfahrensweise kann vorteilhaft sein, wenn. der Produktionsbereich {B} einem bereits bestehenden Prodüktionsbereich (A} hinzugefügt wird und möglichst geringe Investitionskosten der größtmöglichen Erweiterung der Produktionskapazität

VOrgeZagEenN werden,

Die unter {40) zusammengefaßten Verfahrensschritte schließen ein, aber nicht ausschließlich, die Zerfaserung der Schmelze in einer Zerfaserungseinheit und die Erzeugung eines Primärvlieses In einem Fasersammelorgan. In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist vorgesehen, dass zum Zwecke der Verringerung der Investitionskosten im Produktionsbereich (B}ein verkleinertes Sortiment an Dämmstoffprodukten (44) und/oder weniger aufwendig herzustellende Dämmestoffgrochlikte {44} mit weniger Verfahrensschritten als im Produktionsbereich (A} erzeugt werden, Dies können z.B. lose

Steinwalle für Stopfanwendungen und Drahtnetzmatten sein.

Die in Fig, 1 dargestellten Verarbeitungsschritte zur Erzeugung einer Schmelze (4} und (39) sowie (7) {24} und {40} zur Herstellung der Dämmstoffprodukte (30) und {44} setzen gemäß dem bekannten Stand der Technik ein Mindestmaß an Produktionsplanung und Steuerungs- und Autormmatisierungstechnik voraus, Die Erfindung schließt eine zusammenhängende Produktionsplanung und «steuerung sowie eine gemeinsame Infrastruktur ein, inbegriffen, aber nicht ausschließlich, die Sträm- und Medienversorgung, die Automation, die Logistik, die Rohstoffaufbereitung, die Aufbereitung von Produktionsabfällen, die Bindemittelaufbereitung, die Verpackung, die Kömmissionierung, die Wartungs- und Reparatureinrichtungen, 17

diesem Weg erwärmt und aufgeschmolzen wird.

Der Suszeptor besteht aus elektrisch leitendem und hochteriperaturbeständigem Material und ist seitlich und am Boden von einer keramischen temperaturbeständigen Tiegelwand eingehaust, weiche im Boden eine Auslaßöffnung für die erzeugte Schmelze aufweist. Vorzugsweise besteht der Suszeptor aus mehreren mechanisch bearbeiteten Tellen, von denen wenigstens eines aus Graphit oder einem

graphithaltigem Material gefertigt ist,

Der induktiv beheizte Schmeizofen (38) weist zumindest eine Induktionssoule Vorzugsweise mit jeweils $ }

einer angepaßten Frequenz und/oder Stromstärke auf,

Zum Zwecke einer gezielten Temperaturführung des Aufgabematerials entlang des Pfades von der oberen Aufgabeöffnung zur unteren Auslaßöffnung des induktiv beheizten Schmeizofens {38) ist die Lage zumindest einer Induktionsspule gegenüber dem Süuszeptor veränderlich und steuerbar, wobet die veränderliche und steuerbare Lage durch Höhenverstellung des den Suszeptor enthaltenden Tiegels

und/oder durch Hähenverstellung der Induktionsspule erfolgt,

Eine Produktionsanlage mit mehreren Schmelzöfen zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann unterschiedliche Ausgestaltungen in Bezug auf die Anzahl der Schmeilzöfen und deren Verknüpfung aufweisen, Alle diese Ausgestaltungen weisen ‚erfindungsgemäß wenigstens einen Indukfiv beheizten, insbesondere ausschließlich induktiv beheizten Schmelzofen auf, mit dem aus festem und faserigen mineralischem Aufgabemateriaf mit einer Korn- bzw. Ballengröße kleiner 12. mm ein zur Zerfaserung

gelangender kontinulerlicher Schmelzstrahl erzeugt wird.

In der erfindungsgemäßen Produktionsanlage ist jedem Schmelzofen ein Produktionsberaich zugeordnet,

in welchem unabhängig von den anderen Schmelzöfen ein Mineralwolleprodukt erzeugt werden kann.

18

Claims

2. Verfahren zur abfallfreien Herstellung von Dämmstoffprodukten aus Mineralwolle, bei dem in einem Produktionsbereich (A) mineralisches: Einsatzmaterial {2} und Zuschlagstoffe (3) einem Kupolofen oder einem Lichtbogenesfen oder einem gasbefeuerten Ofen (1) aufgegeben werden, das Aufgsbematerial im Schmelzofen (1} geschmolzen wird, die aus dem Schmeizofen {1} abgezogene Schmelze {4} in einer Zerfaserungseinheit (7} zerfasert. und die erhaltenen. Mineralfasern in mehreren Verarbeitungsschritten {8} — [14) zu einem Dämmstoffprodukt (301 verarbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die festen und faserigen Produktionsabfälle (19} — {29), weiche beim Lagern und Transport des minerafischen Einsatzmaterials (2) und nach dem Austreten der Schmelze (4) aus dem Schmeizofen (1}, insbesondere bei der Zerfaserung (7) und in den nachfolgenden Verarbeitungsschritten {8} = (14) anfallen, zerkleinert, vermischt und in einem Produktionsbereich {B} einem Induktiv beheizten, insbesondere ausschließlich induktiv beheizten Schmelzofen {38) als Bestandteil! (33) des Aufgabematerials aufgegeben werden, die abgezogene Schmelze (29) mit den bekannten Verarbeitungsschritten (40) zu einem DämmstoHorodukt (d4} verarbeitet wird, wobei die im Produktionsbereich (B} in den Verarbeitungsschritten (40} anfallenden festen und faserigen Produktionsabfälle dem induktiv beheizten Schmelzofen (38) als Bestandteil (34) des

Aufgabematerials aufgegeben werden,

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Produkflonsbereich {A) mehr als einen Schmelzofen (1) aufweist und/oder der Produktionsbereich (8) mehr als einen induktiv

beheizten Schmeizofen (38) aufweist.

Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Produktionsbereiche {A} und (B) über eine zusammenhängende Produktionsplanung und -steuerung und eine gemeinsame Infrastruktur verfügen, inbegriffen, aber nicht ausschließlich, die Strom- und Medienversorgung, die Automation, die Logistik, die Rohstoffaufbereitung, die Aufbereitung von Produktionsabfällen, die Bindemittelaufbereitung, die Verpackung, die Kommissionlerung, die Wartungs- und

Reparatureinrichtungen,

Verfahren nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass kleinkörniges minerafisches. Material, welches beim Lagern und Transport der grobstückigen Rohstoffe {2} entsteht und in einem Kupolofen {1} nicht eingesetzt werden kann, als

Praduktionsabfall (29) gesammelt und dem induktiv beheizten Schmelzofen (38} aufgegeben wird.

20

Verfahren nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zerfasern der Schmelze (4) in der Zerfaserungsvorrichtung (7} mit einem Luftstrom (S} die Erzeugung eines Luft-Faser-Stroms umfaßt, der in Richtung eines Fasersammelorgans (8) gerichtet ist, auf oder in weichem die Mineralfasern gesammelt werden, wobel nicht zum Fasersammelorgan {8) gelangende Schmeizperlen {20}, Schlacke {21}, grobe Fasern und Fasergebilde {22} als Produktionsabfall gesondert von den Mineralfasern gesammelt und dem Induktiv beheizten

Schmelzofen (38) aufgegeben werden.

Verfahren nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsschritte zur Verarbeitung der Mineralfasern zu dem Dämmstoffgradukt (30} das Besprühen der Mineralfasern mit einem Bindemitte! {6} und das Sammeln der bindemitteigetränkten. Mineralfasern auf einem Fasersammelorgan {8} zur Erzeugung eines Primärvlieses umfassen, wobel bindemittelgetränkte Mineralfasern in wässriger Lösung {17} und mit Bindemittel! befeuchtete Mineralfasern (24} als Produktionsabfall mit einer Abluft des Fasersammelörgans {5} mitgerissen, aus der Abluft abgeschieden, gesammelt und dem induktiv

beheizten Schrmelzofen (38) aufgegeben werden.

Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass den Produktionsabfällen in wässriger Lösung (17) das bindemittelhaltige Wasser {18) in einer Entwässerungsvorrichtung {15} durch ein mechanisches Verfahren bis auf eine Restfeuchte von weniger als 20 % entzogen wird und die entwässerten Produktionsabfälle {23) gesammelt und dem induktiv beheizten Schmelzofen (38)

aufgegeben werden.

Verfahren nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsschritte zur Verarbeitung der Mineralfasern zu dem Dämmstoffprodukt (20) das Besprühen der Mineralfasern mit einem Bindemittel (6) und das Sammeln der bindemitteigetränkten Mineralfasern auf einem Fasersammelorgan {8} zur Erzeugung eines Primärvlieses umfassen, wobei in dem Fasersammelorgan (8) abgelagertes ausgehärtetes Bindemittel (25) entfernt, gesammelt und dem induktiv beheizten Schmelzofen (38) aufgegeben

Wird.

Verfahren nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsschritte zur Verarbeitung der Mineralfasern zu dem Dämmstoffgrodukt (30} das Aufeinanderschichten mehrerer Lagen des Primärvlieses zur Erzeugung eines Sekundärviieses In einer Pendeteinheit (9), ggf, das Komprimieren des Sekündärvlieses In einer Komprimiereinheit (10), das Durchlaufen eines Härteofens {11} zur Erzeugung eines gehärteten Stranges und Egf. das 2%

11,

42.

13.

14,

Kaschieren mit Aluminiumfolie des gehärteten Stranges in einer Kaschiermaschine (12) .sawie das Sesäumen des Ränder des Stranges und das Zusägen auf die gewünschten Abmessungen mit Sägen (13} umfassen, wobei kaschierter Verschnitt {26}, Randabschnitt und Verschnitt (27) sowie Staub {28} als Produktionsabfalt anfällt, der gesammelt und dem induktiv beheizten Schmelzofen (38)

aufgegeben wird.

Verfahren nach Anspruch Lund einem der Ansprüche 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Staub (28), weicher insbesondere, aber nicht ausschließlich, beim Sägen des gehärteten Stranges anfällt, mit wenigstens einem Filter (16} aufgefangen, gesammelt und dem Induktiv beheizten

Schmelzofen (38) aufgegeben wird.

Verfahren nach Anspruch % und einem der Ansprüche Z und 3, dadurch gekennzeichnet; dass die Verarbeitungsschritte zur Verarbeitung der Mineralfasern zu dem Dämmstoffprodukt {30} die Qualitätskontroffe und das Verpacken des Dämmstoffgroduktes (30) in der Verpackungsstation (14) umfassen, wobei fehlerhaftes Dämrmstoffprodukt (29) anfällt, weiches gesammelt und dem

induktiv beheizten Schmelzofen (38) aufgegeben wird.

Verfahren nach den Ansprüchen 1 und einem der Ansprüche 2 bis 11, dadürch gekennzeichnet, dass die Praduktionsabfälle {19} — {29} Im beliebigen Anteilen ausgewählt sind, aber nicht ausschließlich, aus kleinkärnigem mineralischem Einsatzmaterial (19), Schmeifzperien (20), Schläcke (21), groben Fasern und Fasergebilden {22}, entwässerten Fasern {23}, mit Bindemittel befeuchteten Fasern (24), ausgehärtetem Bindemittel {25}, kaäschiertem Verschnitt (26),

Randabschnitt und Verschnittresten (27), Staub (28) und fehlerhaften Endprodukt {29}.

Verfahren nach Anspruch 1. und einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Produktionsabfälle (19) {29}, deren Korngröße bzw. Ballendurchmesser 12 mm überschreiten, vor der Aufgabe In den induktiv beheizten Schmelzofen {38} in wenlastens einem Zerkleinerungsaggregat (31} auf eine. Korngröße bzw. einen Ballendurchmesser von weniger als 12

mm zerkleinert werden,

Verfahren nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Produktionsabfälle. (19) — (29) vor der Aufgabe in den Induktiv beheizten Schmeizofen (38) in wenigstens einer nach dem Prinzip eines Mischsilos arbeitenden Vorrichtung [32) vermischt und als

Mischung zerkleinerter Produktionsabfälie {33} zwischengelagert werden.

ZR

16,

17

18,

19,

20,

22.

*

Verfahren nach den Ansprüchen 1 und einem der Ansprüche 2 bis 14, bei dem In einem Produktionsbereich {8} in einem Induktiv beheizten Schmelzofen (38) eine Schmelze {39} erzeugt und mit den bekannten Verfahrensschritten (40) zu einem Dämmsteprodukt (441 verarbeitet wird, wobei in den Verfahrensschritten (40} die entsprechenden festen. und faserigen Produktionsabfälle (41) anfallen, dadurch gekennzeichnet, dass festen und faserigen Produktionsabfälle (41) gesammelt, mit wenigstens einer Zerkleinerungsvorrichtung (42) zerkleinert, in wenigstens einem Speicher {43} zwischengelagert und dem induktiv beheizten Schmelzofen (38) als zerkleinertes

Aufgabematerial (34) aufgegeben werden.

Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte (40), zumindest die Zerfaserung der Schmelze {39} mit einer Zerfaserungseinrichtung und das Sammeln der

erzeugten Fasern mit einer Fasersammelvorrichtung einschließen,

Verfahren nach Anspruch 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte (40) auf solche beschränkt sind, die für die Erzeugung eines einfachen. DämmstoHnroduktes. wie. lose

Mineralwolle erforderlich sind,

Verfahren nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das dem induktiv beheizten Schmelzofen (38) aufgegebene Aufgabemateria! (37} in beliebigen Anteilen ausgewählt ist aus den Produktionsabfällen {33) des Produktionsbereiches (A), den

Produktionsabfällen des (34) Produktionsbereiches (B} und mineralischen Einsatzstoffen (35).

Verfahren nach Anspruch 1. und einem der Ansprüche 2 bis. 18, dadurch gekennzeichnet, dass die mineralischen Einsatzstoffstoffe (35} ausgewählt sind, aber nicht ausschließlich, aus Basalt, Dolomit, Diabas und Mineralwolle-Abfällen, welche {ihren Ursprung in keinem der beiden

Produktionsbereiche (A} und (B) haben.

Verfahren nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das dem induktiv beheizten Schmelzofen (38) aufgegebene Aufgabematerlal (37) zu mehr als 40 Gew.-

% aus den zerkleinerten Produktionsabfällen {33} des Praduktionsbereiches (A) besteht.

Verfahren nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung des Dämmstoffproduktes {44} bei alternierender Abfolge von Schmelzen mit einem Anteil von mehr als 40 Gew.-% der zerkleinerten Produktionsabfälle (33) am Aufgabernaterial {37} und Schmelzen mit weniger als 20 Gew.-% der zerkleinerten Produktionsabfälle (33) am Aufgabematerlal {37} erfolgt, wobei mit der Festlegung der Dauer der Schmelzen und der Anteile 23

23.

ZA,

25.

26.

27

28.

der Produktionsabfälle die Anhäufung vom Produktionsabfällen {19] — (29) des

Produktionsbereiches {A} über ein vorgegebenes Maß verhindert wird.

Verfahren nach Anspruch 2 und einem der Ansprüche 2 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass dem induktiv beheizten Schmelzofen (38} mineralische. Einsatzstoffe {35} und Praoduktlonsabfälle (34)

mit einer Korngröße kleiner L2 mm aufgegeben werden.

Verfahren nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufgabematerial (37) über wenigstens eine Dosiereinrichtung (36) dem iInduktiv beheizten

Schmelzofen {38} aufgegeben wird.

Verfahren nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 und 23, dadurch gekennzeichnet, dass das dem induktiv beheizten Schmelzofen (38) aufgegebene Aufgabematerial {37} durch die Schwerkraft von der oberen Aufgabeöffnung zu einer unteren Auslaßäffnung des Schmelzofens (38} durch mindestens zwei Kartäle eines induktiv erwärmten Suszeptors transportiert wird und auf diesem

Weg erwärmt und aufgeschmolzen wird,

Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass der Suszeptor aus elektrisch leitendem und hochtemperaturbeständigem Material besteht und seitlich und am Boden vön einer keramischen temperaturbeständigen Tiegelwand eingehaust ist, weiche im Boden eine

AuslaßSöf#nung für die erzeugte Schmelze aufweist.

Verfahren nach dem Anspruch 24 und 25, dadurch. gekennzeichnet, dass der Suszeptor aus mehreren mechanisch bearbeiteten Teilen besteht, von denen wenigstens eines aus Graphit oder

einem graphithaltigem Material besteht.

Verfahren nach den Ansprüchen 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der induktiv heheizte Schmelzofen {38} zumindest eine Induktionsspule vorzugsweise mit jeweils einer angepaßten

Frequenz und/oder Stromstärke aufweist.

Verfahren nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage zumindest einer Induktionsspule gegenüber dem Süuszeptor zum Zwecke einer gezielten. Temperaturführung des Aufgabematerials entlang des Pfades von der oberen Aufgabeöffnung zur unteren AuslaBöffnung des induktiv beheizten Schmeizofens {38} veränderlich und steuerbar ist, wobei die veränderliche und steuerbare Lage durch Höhenverstellung des den Suszeptor enthaltenden Tiegels und/oder durch Höhenverstellung der Induktionsspule erfolgt.

24

mm ein zur Zerfaserung gelangender kontinulerlicher Schmelzstrahl erzeugt wird.

30. Produktionsanlage nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Schmelzofen ein Produktionsbereich zugeordnet ist, in weichem unabhängig von den anderen Schmeilzöfen ein

Mineralwolleprodukt erzeugt werden kann,

Wien, am 16,08,2021 IBE Anlagentechnik GmbH

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Häupl & Ellmeyer KG

Patentanwaltkanzlei

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