Hochtemperaturwolle (HTW): Chancen nutzen – Risiken ... - dkfg.de

Hochtemperaturwolle (HTW):
Chancen nutzen – Risiken vermeiden
H. Wimmer
Kurzfassung Hochtemperaturwollen (HTW) gehören zur Gruppe der
Künstlichen Mineralwollen. Produkte aus HTW werden zur Wärme -
dämmung im Industrieofen- und Anlagenbau bei Temperaturen über
600 °C, im Brandschutz und in Abgasreinigungssystemen eingesetzt. Die
feuerfesten Eigenschaften der Produkte aus HTW und die hervorragende
Wärmedämmung im Vergleich zu traditionellen feuerfesten Steinen und
Massen tragen zur besseren Energieeffizienz von Industrieanlagen bei. Im
Zusammenhang mit weiteren Anlagenkomponenten können in Industrieöfen
Energieeinsparungen bis zu 60 % erreicht werden. Der Beitrag gibt
einen Überblick über die Anwendungsmöglichkeiten, den sicheren
Umgang, die involvierten Personengruppen sowie die energetischen Vorteile
von Produkten aus Hochtemperaturwolle. Bei Beachtung der
Umgangsvorschriften können eventuelle Risiken beim Umgang mit den
Produkten vermieden und gleichzeitig die Vorteile in Bezug auf den
Umweltschutz, die Wirtschaftlichkeit und Standortsicherung genutzt
werden.
High-temperature insulation wool (HTIW):
Exploiting opportunities – avoiding risks
Abstract High-temperature insulation wools (HTIW) are part of artificial
mineral wool. Products manufactured from HTIW are used for thermal
insulation in industrial furnaces and plant construction for application
temperatures above 600 °C, for fire protection, and in flue-gas scrubbing
systems. The fire protection properties of HTIW products and their outstanding
thermal insulation in comparison with traditional refractory
bricks and castables contribute to greater energy efficiency for industrial
furnaces and aggregates. In conjunction with other plant components,
they enable energy savings of up to 60% to be attained in industrial furnaces.
The article provides an overview of possible applications, safe use,
the groups of persons involved, and the energy benefits delivered by
products manufactured from HTIW. Provided the regulations for use are
observed, possible risks associated with the use of the products can be
avoided, and at the same time the benefits realized in terms of environmental
protection, economic efficiency, and safeguarding of workplaces
and industrial locations.
1 Einleitung
In feuerfesten Anwendungen werden bei hohen Temperaturen
seit Jahrtausenden die verschiedensten Werkstoffe und
Produkte eingesetzt. Neben den altbewährten feuerfesten
Massen und Betonen sowie Steinen und Feuerleichtsteinen
werden immer häufiger die bereits in den 1950er Jahren entwickelten
Produkte aus Hochtemperaturwolle (HTW) eingesetzt
(Bild 1).
Jeder dieser feuerfesten Werkstoffe hat – bezogen auf die jeweilige
Anwendung – spezielle technologische, ökonomische
und ökologische Vor- und Nachteile.
Dipl.-Ing. Heinz Wimmer,
Deutscher Verband der Hersteller und Verarbeiter von
Hochtemperaturwolle.
68 (2008) Nr. 11/12 - Nov./Dez.
Bild 1. Beispiele für Feuerfest-Produkte.
Hochtemperaturwolle
Hat man beispielsweise beim Einsatz von feuerfesten Werkstoffen
in Industrieöfen in der Vergangenheit mehr auf die
mechanische Belastbarkeit einer feuerfesten Auskleidung
geachtet, so wird seit den 1960er Jahren immer mehr das
Augenmerk auf andere Parameter der jeweiligen Anwendung
und die damit verbundene Möglichkeit der Produktivitätssteigerung
und Energieeinsparung gelegt.
Die enormen Vorteile von HTW-Produkten im Vergleich zu
anderen feuerfesten Werkstoffen, wie u. a. die geringe Speicherkapazität
und hohe Temperaturwechselbeständigkeit,
haben bereits nach der ersten Ölkrise im Jahr 1973 zu einem
sprunghaften Anstieg des Bedarfs geführt. Durch die Verpflichtungen
aus dem Kyoto-Protokoll und der daraus abgeleiteten
europäischen Richtlinie zur Reduzierung der Treibhausgase
hat sich dieser Trend weiter verstärkt. Die dramatische
Steigerung der Öl- und Gaspreise in den Jahren
2007/2008 hat die Prognose der Energieexperten aus früheren
Jahren bestätigt bzw. sogar übertroffen.
Der Bedarf an HTW-Produkten wird sich auch in Zukunft
durch innovativere Herstellungsprozesse bei den Anwendern
und insbesondere unter extremeren Bedingungen und
Temperaturen weiter erhöhen. In Hochtemperaturanwendungen
bei 600 bis 1 800 °C ist die Nutzung der Produkte aus
HTW in Bezug auf die Wirtschaftlichkeit, die Umweltbelastung
und den Arbeitsschutz unverzichtbar und damit auch
ein wichtiger Faktor zur Wettbewerbsfähigkeit und Standortsicherung
deutscher und europäischer Unternehmen.
Die Hersteller von HTW sind in der Regel auch Produzenten
von allen anderen feuerfesten Werkstoffen, wie z. B. feuerfeste
Steine und Betone. Somit kann von den Anbietern der
Gefahrstoffe - Reinhaltung der Luft
455

456
Hochtemperaturwolle
Feuerfest-Produkte (FF) für die jeweilige Anwendung das
beste FF-Konzept ausgearbeitet und geliefert werden, ohne
im direkten Produktwettbewerb zu stehen.
Hersteller und Betreiber von Industrieöfen und sonstigen
Anlagen im Hochtemperaturbereich betrachten heutzutage
ebenfalls zunächst einmal die besonderen Anforderungen
an die individuelle FF-Anwendung auf der Basis von rationalen
sachlichen Gesichtspunkten.
Ist mechanische Festigkeit gefordert oder Kontakt mit
Schmelzen gegeben, so wird in den meisten Fällen auf die
traditionellen schweren Feuerfest-Produkte zurückgegriffen.
Ist aber ein Einsatz von HTW-Produkten grundsätzlich
möglich, so wird sich der Anwender für diese Variante entscheiden.
Die bereits genannten Vorteile der HTW-Produkte
führen u. a. zu hohen Energieeinsparungen und einem
äußerst flexiblen Anlagenbetrieb, unabhängig von der Kapazitätsauslastung
eines Betriebes. Insbesondere kann eine
periodisch betriebene Hochtemperaturanlage ideal ausgelastet
und an die real benötigte Kapazität angepasst werden,
ohne die Nachteile des höheren Energiebedarfs der traditionellen
FF-Materialien in Kauf nehmen zu müssen.
Die Verwendung von HTW-Produkten führt im Zusammenhang
mit anderen technischen Weiterentwicklungen (z. B.
Regenerativbrenner) zu Energieeinsparungen von über
50 % und vielen weiteren produktionstechnischen, ökologischen
und ökonomischen Vorteilen für den Anwender, wie
z. B. bessere Kapazitätsauslastung, flexiblere Fertigungsmöglichkeiten,
geringere Umweltbelastung und bessere
Qualität des Endproduktes.
In vielen Fällen ist eine Kombination der verschiedenen FF-
Werkstoffe die beste Lösung für die jeweilige Anwendung.
Neben der richtigen Auswahl der FF-Werkstoffe sind eine
Konstruktion nach dem Stand der modernen Technik und
eine professionelle Montage notwendig, um die Investition
erfolgreich umzusetzen.
Was den sicheren Ungang mit den Produkten angeht, so sind
bei der Verarbeitung aller FF-Produkte die erforderlichen
Arbeitsschutzmaßnahmen zu treffen.
Bild 2. Übersicht über Hochtemperaturwolle.
2 Was ist eigentlich Hochtemperaturwolle?
Hochtemperaturwollen gehören zur Gruppe der künstlichen
Mineralwollen. In Europa werden jährlich ca. 3,5 Mio. t/a
künstliche Mineralwollen hergestellt. Die wesentlichen Produktarten
in dieser Gruppe sind Mineral- und Glaswollen für
den Baubereich sowie Glasfilamente (textile Gewebe). HTW
machen ca. 1 bis 2 % dieser Gruppe aus. Sie werden, wie der
Name sagt, bei Temperaturen über 600 °C und in bestimmten
Produktformen bis zu 1 800 °C eingesetzt. Sie sind definiert
über die Klassifikationstemperatur von > 1 000 °C und
werden damit technisch von Mineral- und Glaswolle unterschieden
[1].
Hersteller und Verarbeiter von HTW sind in Deutschland im
Deutschen Verband der Hersteller und Verarbeiter von
Hochtemperaturwolle (DKFG) und in Europa in der ECFIA –
Representing the European High Temperature Insulation
Wool (HTIW) Industry zusammengeschlossen. Aufgabe der
beiden Verbände ist es, mit den zuständigen Behörden in
Fragen des sicheren Umgangs, der Arbeitssicherheit und der
Umwelt zusammenzuarbeiten und Anwender effektiv zu
informieren [2; 3].
Man unterscheidet drei verschiedene Arten von HTW (Bild
2):
● Alkaline-Earth-Silicate-Wolle (AES) wurde bereits Anfang
der 1990er Jahre als Substitutions- bzw. Ergänzungsprodukt
zur Aluminiumsilikatwolle entwickelt.
● Aluminiumsilikatwolle (ASW), international auch unter
der Bezeichnung Refractory Ceramic Fibres (RCF) bekannt,
wird weltweit seit 1952, also seit über 50 Jahren hergestellt
und verwendet.
● Polykristalline Aluminiumoxidwolle (PCW) wird seit Anfang
der 1970er-Jahre hergestellt.
AES-Produkte werden in Hausgeräten, im Brandschutz und
im industriellen Ofenbau eingesetzt. AES-Wolle wird nach
dem gleichen technologischen Verfahren hergestellt wie
Aluminiumsilikatwolle. Die wesentlichen Anwendungsgebiete
für Produkte aus ASW sind der industrielle Anlagen-
und Ofenbau und spezielle Brandschutzanwendungen.
Produkte aus
PCW werden in industriellen Hochtemperaturanwendungen
unter extremen
Bedingungen (Temperaturen
bis 1 800 °C und korrosive Atmosphären)
eingesetzt.
Alle diese HTW-Typen werden je
nach den technischen Anforderungen
als Lagerungsmatte (zum Ausgleich
von verschiedenen Wärmeausdehnungen
von Blechgehäuse
und Keramikmonolith) bzw. als
Wärmedämmung in Abgasreinigungssystemen
von Kfz, also im
Katalysator und Dieselrußpartikelfilter
eingesetzt. Derzeit werden
mehr als 95 % der Abgasreinigungssysteme
mit Produkten aus HTW
ausgestattet und jeder HTW-Werkstoff
hat aufgrund der speziellen Anwendungsbedingungen
seine spezifische
Anwendung.
Einen Hinweis zu den Anwendungstemperaturen,
bei denen unter-
Gefahrstoffe - Reinhaltung der Luft 68 (2008) Nr. 11/12 - Nov./Dez.

Bild 3. Anwendungstemperaturen von künstlichen Mineralwollen.
schiedliche künstlichen Mineralwollen eingesetzt werden,
zeigt Bild 3.
3 Wo werden Produkte aus Hochtemperaturwolle
eingesetzt?
Aluminiumsilikatwollen wurden bereits Anfang der 1950er
Jahre entwickelt und werden seit den 1960er Jahren industriell
in Hochtemperaturanwendungen eingesetzt. Im Industrieofenbau
und in feuerfesten Anwendungen haben sie, wo
technisch möglich, die traditionellen Werkstoffe (feuerfeste
Steine und Massen) ersetzt. AES-Wollen wurden Anfang der
1990er Jahre u. a. aufgrund der Diskussionen um die mög -
liche kanzerogene Wirkung von ASW neu entwickelt. Erzeugnisse
aus PCW und ASW werden vorwiegend in industriellen
Anwendungen über 900 °C eingesetzt. In der Stahl-,
Nicht-Eisen-Metall-, Automobil-, Porzellan-, Chemischen
und Keramischen Industrie sowie in Laboröfen führt der
Einsatz der Produkte im Hochtemperaturbereich von 900 bis
1 800 °C zu erheblichen Verbesserungen von Produktionsabläufen,
Produktivität und Anlagenflexibilität, und zu deutlichen
Reduzierungen von Investitions- und Betriebskosten.
Dabei sind insbesondere die Einsparungen von Primärenergie
zu nennen. Die Folge der Energieeinsparung, in der Regel
ca. 50 %, ist eine erhebliche Reduzierung von CO 2-Emissionen
in gleichem Ausmaß.
Wegen ihrer Vorteile in Bezug auf Energieeffizienz und
CO 2-Minimierung werden überall dort, wo es anwendungsspezifisch
möglich ist, Erzeugnisse aus HTW eingesetzt.
Bereits bei der Herstellung von feuerfesten Erzeugnissen ergeben
sich Vorteile für HTW-Produkte in Bezug auf die Umweltbelastungen
und Wirtschaftlichkeit. Durch ihre geringe
Masse sind der Rohstoffbedarf und der Energieeinsatz zu ihrer
Herstellung geringer als z. B. bei traditionellen feuerfes-
68 (2008) Nr. 11/12 - Nov./Dez.
Hochtemperaturwolle
ten Steinen. Bei Schmelzen und mechanischer Belastung ist
aber der Einsatz von Steinen und Massen unverzichtbar.
4 Substitution für Produkte aus Aluminiumsilikatwolle
Nach den gesetzlichen Vorschriften ist bei einer Einstufung
eines Stoffes als krebserzeugend nach Kategorie 2, und in
dieser Gruppe befindet sich Aluminiumsilikatwolle derzeit,
eine Substitutionsprüfung gemäß Gefahrstoffverordnung [4]
vorzunehmen. Eine praxisorientierte Hilfe für die Sub -
stitu tionsprüfung und Dokumentation bietet hierbei die
TRGS 619 „Substitution für Produkte aus Aluminiumsilikatwolle“
[5]. Danach gilt: „Die Prüfung einer Substitution ist im
Rahmen einer Gesamtbetrachtung über den gesamten Lebenszyklus
der möglichen Produkte durchzuführen und ist erfolgreich,
wenn die Produkte:
– geringere gesundheitliche Risiken während des gesamten
Lebenszyklus aufweisen, und
– die technischen Eigenschaften gleichwertig sind (Anwendungstemperaturen,
Wärmedämmeigenschaften, Langzeitverhalten
und Standzeit),
– die Umweltschutzkriterien vergleichbar sind (Rohstoffbedarf,
Energieverbrauch, CO 2-Emissionen, und Abfallmenge)
– die Wirtschaftlichkeitskriterien (Anschaffungs- und Betriebskosten)
keine Nachteile ergeben.“
Weitere praktische Hilfe bei der Bewertung von Substitu -
tionsprodukten kann die VDI-Richtlinie 3469 [6] bieten, die
im Blatt 1 zu beachtende Kriterien bei der Substitution von
Gefahrstoffen beschreibt und im Blatt 5 spezifisch auf HTW
eingeht.
Erfahrungen aus der Praxis zeigen, dass es keinen generellen
Substitutionswerkstoff für Produkte aus Aluminiumsilikatwolle
(ASW) im Hochtemperaturbereich > 900 °C gibt [5].
Neben der Anwendungstemperatur und dem Betriebszyklus
sind auch weitere Bedingungen einer Anwendung, wie z. B.
Energieart (Gas, Öl, elektrische Beheizung) und chemische,
thermodynamische sowie physikalische Beanspruchungen
zu berücksichtigen. Jede Anwendung hat einzigartige Bedingungen,
die auch durch das Produkt, das wärmebehandelt
werden soll, beeinflusst werden. Deshalb gilt bei der
Auswahl von Feuerfest-Werkstoffen: Die technische Eignung
für die jeweilige Anwendung bestimmt, welche FF-
Produkte eingesetzt werden!
Viele industrielle Anforderungen, bei denen zur Erzeugung
neuer Produkte in der Anwendung ständig aufgeheizt und
abgekühlt wird, oder bei denen kurzzeitige Temperaturkurven
gefahren werden müssen, sind aus verfahrenstechnischen
Gründen und wegen der hervorragenden Temperaturwechselbeständigkeit
nur noch mit HTW-Produkten zu
lösen.
Geeignete Schutzmaßnahmen sind bei der Verarbeitung von
allen FF-Produkten anzuwenden. Eine Gefährdung für den
Betreiber der Hochtemperaturanlage ist nicht gegeben, da
während des Betriebs einer Anlage keine oder nur sehr geringe
Faserstaubexpositionen auftreten.
5 Wo können HTW-Faserstäube freigesetzt werden?
Welcher Personenkreis ist exponiert?
Bei der Be- und Verarbeitung von HTW-Produkten können
Faserstäube freigesetzt werden. ECFIA, der europäische
Verband der Hersteller von Hochtemperaturwolle, hat ein
Gefahrstoffe - Reinhaltung der Luft
457

458
Hochtemperaturwolle
Bild 4. Exponierter Personenkreis gegenüber HTW.
Programm (CARE, Controlled and Reduced Exposure) zur
Reduzierung von Faserstäuben bei der Verarbeitung der Produkte
eingeführt [2]. Im Rahmen von CARE werden seit 1996
Faserstaubmessungen bei Herstellern, Kunden und bei der
Montage bzw. Demontage durchgeführt.
Bei unterschiedlichen „Job-Kategorien“ werden Expositionen
ermittelt und anhand des Arbeitsablaufes geeignete
Maßnahmen zur Reduzierung der Exposition diskutiert und
ergriffen. Die Kommunikation der Maßnahmen und Schulung
von Mitarbeitern sind wesentliche Bestandteile des
Programms.
Vergleichsmessungen mit den gewerblichen Berufsgenossenschaften
bestätigen, dass die Verfahren zur Messung geeignet
sind und die Ergebnisse übereinstimmen. Nationale
Behörden (Berufsgenossenschaften und die Bundesanstalt
für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin) bezeichnen das
CARE-Programm als vorbildlich in Bezug auf den aktiven
Arbeitsschutz. Gleiches gilt für ein vergleichbares Programm
in den USA, wo die Behörden OSHA, NIOSH und
EPA 1) das Product-Stewardship-Programm (PSP) unterstützen.
Der Personenkreis, der mit HTW-Produkten umgeht und gegenüber
Faserstäuben exponiert werden kann, ist bedingt
durch den industriellen Einsatz der Produkte begrenzt. In
Deutschland liegt die Schätzung der DKFG bei 4 500 bis 5 500
Personen insgesamt, die deutsche Erfassungsstelle 2) hat
2 100 Personen gegenüber ASW-Faserstäuben exponierte
Personen registriert. In Europa arbeiten etwa 25 000 bis
30 000 Personen mit HTW-Produkten.
Bei der Herstellung und Weiterverarbeitung wird meist an
stationären Arbeitsplätzen gearbeitet, an denen lufttechnische
Maßnahmen sehr gut umgesetzt werden können.
Bei der Montage und Demontage von HTW-Produkten können
lufttechnische Maßnahmen wegen der wechselnden Ar-
1) OSHA = Occupational Safety and Health Administration, NIOSH = National
Institute for Occupational Safety and Health, EPA = Environmental Protection
Agency
2) Gesundheitsvorsorge (GVS) der Berufsgenossenschaften, ehemals ZAS
beitsorte aber meist nicht eingesetzt werden, deshalb sind
an diesen Arbeitsplätzen Persönliche Schutzausrüstungen
(PSA) zu tragen. Auch bei größeren Wartungs- und Reparaturarbeiten
sollten grundsätzlich PSA getragen werden.
Bei Hochtemperaturanlagen und Industrieöfen im Betrieb
ist eine Exposition des Bedienpersonals sehr gering bzw.
messtechnisch nicht nachweisbar.
Bei der Betrachtung eines möglichen Risikos durch ASW ist
die kumulative Faserstaubbelastung (Expositionshöhe und
Expositionszeit) ein wesentlicher Aspekt. Eine Schätzung
von Expositionshöhe und Expositionszeit für die jeweiligen
Personengruppen und Tätigkeiten ist in Bild 4 dargestellt.
6 Professioneller Umgang mit Feuerfestprodukten
Bereits bei der Planung einer Anlage mit feuerfesten Werkstoffen
sollten unbedingt vorgefertigte Produkte (z. B. Formsteine,
HTW-Module und -Formteile etc.) in die Konstruk -
tion einbezogen und bevorzugt werden. Neben einer schnelleren
Montage vermeidet man unnötige Bearbeitungsvorgänge
und damit eine Freisetzung von Stäuben auf der Baustelle.
Bei der Be- und Verarbeitung von allen feuerfesten Produkten
können Stäube freigesetzt werden, die unter Umständen
gesundheitsgefährlich wirken können. Insbesondere auch
bei quarzhaltigen Produkten, die kristalline Kieselsäure
(SiO 2) enthalten bzw. bei denen in der Anwendung SiO 2 entstehen
kann (mit Ausnahme von polykristalliner Wolle), ist
auf die Einhaltung bestimmter Arbeitsverfahren zu achten.
Bei höheren Expositionen ist in jedem Fall eine Atemschutzmaske
zu tragen, z. B. beim Bearbeiten von Steinen durch
Schneiden/Sägen/Schleifen und beim Ausbruch von ASW-
und AES-Produkten nach Temperaturbeaufschlagung
> 900 °C.
Bei der Verarbeitung von Steinen und Betonen gilt im
Wesentlichen die BGI 5047 „Mineralischer Staub“ [7]. Für
den Umgang mit HTW ist derzeit die „alte“ Technische Regel
für Gefahrstoffe (TRGS) 521 „Abbruch-, Sanierungs- und
Gefahrstoffe - Reinhaltung der Luft 68 (2008) Nr. 11/12 - Nov./Dez.

Kostenvergleich von FF-Auskleidungen im Schmiedeofen.
Periodischer Ofenbetrieb, Aufheizen: 48-mal pro Jahr, 4 700 Betriebsstunden pro Jahr, Brenntemperatur: 1 300 °C.
Ofenzustellung Schwer
Stein/Masse
Instandsetzungsarbeiten mit alter Mineralwolle“ [8] in Überarbeitung.
Die neue TRGS 558 „Tätigkeiten mit Hochtemperaturwolle“
wurde anlässlich des Kolloquiums in Hennef
am 26. April 2008 (siehe Beitrag auf Seite 461) von den An -
wesenden als notwendig erachtet, um den Arbeitsschutz bei
der Verarbeitung von HTW zu unterstützen. Die TRGS 558 ist
dann wie die neue TRGS 521, die sich mit „alter“ Mineralwolle
befasst, als Maßstab für den sicheren und professionellen
Umgang mit Produkten aus Künstlichen Mineralwollen
anzusehen.
DKFG und ECFIA (deutsche und europäische Hersteller und
Verarbeiter von HTW) sowie deren Mitglieder informieren
Kunden und Anwender bereits seit den frühen 1980er Jahren
mit entsprechenden EG-Sicherheitsdatenblättern, Publikationen
und Warnhinweisen auf den Verpackungen über
den professionellen Umgang mit Aluminiumsilikatwolle.
Die Informations- und Aufklärungspolitik der DKFG sowie
Warn- und Handhabungshinweise gelten, nach Bestätigung
durch Vertreter des Bundesarbeitsministeriums für Arbeit
und Soziales, als vorbildlich in der Industrie.
7 Vorteile von HTW in Bezug auf Kosten, Umwelt und
Standortsicherung
Die einzigartigen Wärmedämmeigenschaften der HTW-Produkte,
zu denen sowohl polykristalline Aluminiumoxid- als
auch glasige Aluminiumsilikat- und AES-Wolle gehören, ermöglichen
bei hohen Temperaturen verglichen mit konventionellen
feuerfesten Werkstoffen (z. B. Steine und Massen),
wie bereits erwähnt, bedeutende Energie- und damit
CO 2-Emissionseinsparungen.
Angesichts des steigenden Drucks auf einzelne Länder, Regierungen
und die Industrie, die Treibhausgasemissionen zu
reduzieren, ist der Beitrag, den HTW-Produkte zur Energieeinsparung
leisten, von großer Bedeutung [9]. Der reduzierte
Energieverbrauch entsprach 1998 in Europa einer Einsparung
an CO 2-Emissionen von über 10 Mio. t/a. Bedingt
durch die umgesetzten Investitionen ermittelten Experten
im Jahr 2007 eine Einsparung von nunmehr ca. 100 Mio. t/a,
das entspricht etwa dem Energieverbrauch von 475 000
Haushalten in Deutschland.
Insbesondere im periodischen Industrieofenbetrieb sind die
Vorteile der Zustellungen aus HTW nicht mehr wegzudenken
[5; 10; 11] und tragen in erheblichem Maße zur Standortsicherung
der betroffenen Anwenderindustrien bei. Der
Handel mit CO 2-Emissionszertifikaten hat eine weitere Steigerung
von Anwendungen mit HTW-Produkten nach sich
gezogen.
Kosten und Emissionen für verschiedene feuerfeste Auskleidungen
eines Schmiedeofens sind in der Tabelle als ein Beispiel
gegenübergestellt.
Bedingt durch die geringere Masse der ultraleichten HTW-
68 (2008) Nr. 11/12 - Nov./Dez.
Leicht
FL-Stein
Spezifi sche Speicher wärme in MJ/m² 818 330 46
Betriebskosten (Energie) in €/m²/a 414 214 121
Gesamtkosten in €/m²/a 503 293 180
Einsparung: Energie und CO 2 -Emissionen Basis 42 % 65 %
Hochtemperaturwolle
Auskleidung und der damit verbundenen geringeren
Speicherwärme sind bei diesem Industrieofen Energieeinsparungen
von bis zu 65 % im Vergleich zur traditionellen
Schwerzustellung erzielt worden. Bei der Auslegung eines
Industrieofens ist die partnerschaftliche Zusammenarbeit
zwischen Betreiber, Ofenbauer und Feuerfestlieferant der
Garant für eine erfolgreiche Investi tion.
Neben den physikalisch-chemischen Ofenbedingungen
müssen auch andere Einflüsse (Vibrationen, Umgebungstemperatur,
Feuchte durch Kondensat etc.) zur Auswahl des
FF-Werkstoffes bekannt sein, um dessen anwendungsbezogene
Auswahl zu realisieren [5]. Meist kommen in einer Anlage
mehrere FF-Produkte in Kombination (HTW, FF-Steine
und Massen) zur Anwendung. Eine präventive offene Kommunikation
der beteiligten Fachleute kann Fehler und Schäden
an Industrieöfen und anderen Hochtemperaturanlagen
bereits bei der Planung vermeiden und Arbeitsabläufe optimieren.
Falls bei Anwendungen > 1 250 °C kritische Betriebsbedingungen,
z. B. Gießpulver oder Alkalien in der Ofenatmosphäre,
vorher bekannt sind, setzt man als konstruktive Maßnahme
in der Regel Kombinationsmodule aus PCW und ASW
ein. Die Betriebssicherheit und längere Verfügbarkeit einer
Anlage bringt hier das Payback für die höheren Investitionskosten.
Nebenbei sind dann auch Reparaturarbeiten an der
Auskleidung in den meisten Fällen nicht mehr notwendig –
eine professionelle Montage vorausgesetzt; d. h. es gibt auch
keine zusätzlichen Faserstaubbelastungen für Mitarbeiter.
8 Fazit
Ultraleicht
HTW-Module
Produkte aus HTW sind High-Tech-Produkte, mit denen
unter Berücksichtigung der Vorschriften und Regelungen
auch in Zukunft sicher umgangen werden kann. Beim Einsatz
der verschiedenen FF-Werkstoffe müssen die Gefahrstoffverordnung,
die Einstufung der Stoffe nach TRGS 905,
die Substitutionsmöglichkeiten nach TRGS 619 und die Umgangsvorschriften
nach TRGS 558 „Tätigkeiten mit Hochtemperaturwolle“
(in Bearbeitung) sowie die BGI 5047
„Mineralischer Staub“ berücksichtigt werden.
Wirkungsvoller und effizienter Arbeitsschutz und insbesondere
die Aufklärung und Schulung der Mitarbeiter, die direkten
Umgang mit Aluminiumsilikatwolle und anderen Feuerfestprodukten
haben, sind der wesentlichste Beitrag zur Reduzierung
eines möglichen Restrisikos.
Vorgefertigte Produkte, wie Formsteine und HTW-Module,
können die Montage vereinfachen und die Expositionen
gegenüber Stäuben durch die Bearbeitung auf der Baustelle
reduzieren.
Produkte aus AES-Wolle haben in der Hochtemperaturanwendung
> 900 °C im periodischen Ofenbetrieb Grenzen
in der physikalischen Belastbarkeit sowie der chemischen
Gefahrstoffe - Reinhaltung der Luft
459

460
Hochtemperaturwolle
Beständigkeit und können bei technischer Eignung in einigen
Fällen als Ergänzung zur vorhandenen Aluminiumsilikatwolle
angesehen werden [5; 11].
Die Erfahrungen haben gezeigt, dass es derzeit und in absehbarer
Zeit keine Alternativen zu Produkten aus Aluminiumsilikatwolle,
insbesondere im Hochtemperaturbereich
über 900 °C, geben wird.
Bei einer ganzheitlichen Betrachtung, insbesondere unter
wirtschaftlichen sowie umwelt- und sozioökonomischen
Gesichtspunkten, sind Erzeugnisse aus Aluminiumsilikatwolle
aus einem fortschrittlichen Betrieb mit Wärmedämm -
anforderungen über 900 °C nicht mehr wegzudenken.
Die vielen Vorteile der Erzeugnisse in Bezug auf den Verbrauch
und die Einsparung von Primärenergie, Investitionsvolumen,
Betriebssicherheit etc. helfen dabei, die Produk -
tionsstandorte der Anwenderindustrie zu stärken bzw. zu
sichern (z. B. Stahl-, keramische und chemische Industrie)
[12].
Der Erdgas-Jahresbedarf eines Wärmebehandlungsofens
(z. B. Schmiedeofen, Glühofen) in der Stahlindustrie entspricht
dem Energiebedarf einer Kleinstadt mit 40 000 Einwohnern.
Wenn man bedenkt, dass noch einige Tausend Industrieöfen
in Deutschland betrieben werden, zeigt dies,
welches enorme Verbesserungspotenzial in vielen Bereichen
der Industrie auch heute noch vorhanden ist. Moderner
Industrieofenbau ohne Erzeugnisse aus HTW ist nach
dem Stand der Technik in vielen Anwendungen heutzutage
undenkbar.
Die Wichtigkeit der Energieversorgung und -effizienz wird
auch von Bundeskanzlerin Angela Merkel unterstrichen:
„Energieversorgungssicherheit ist die Voraussetzung dafür,
dass Deutschland ein Industriestandort bleiben kann“ [13].
HTW-Produkte sind unter ökonomischen und ökologischen
Gesichtspunkten gesehen ein Mosaikstein, um die Klimaschutzziele
der Industrie, die mit hohen Temperaturen umgehen
muss, zu erreichen.
Literatur
[1] DIN EN 1094-1: Feuerfeste Erzeugnisse zu Wärmedämm -
zwecken – Teil 1: Terminologie, Klassifizierung und Prüfverfahren
für Erzeugnisse aus Hochtemperaturwolle zur Wärmedämmung.
Berlin: Beuth 2008.
[2] Das CARE-Programm der ECFIA.
www.dkfg.de/umgang/umgang_care.htm
[3] Class, P.; Brown, R. C.: Exposition gegenüber künstlichen
Mineralfasern. Gefahrstoffe – Reinhalt. Luft 62 (2002) Nr. 5,
S. 197-201.
[4] Verordnung zur Anpassung der Gefahrstoffverordnung an die
EG-Richtlinie 98/24/EG und andere EG-Richtlinien. BGBl. I
(2004), S. 3758; zul. geänd. BGBl. I (2007), S. 2382.
[5] Technische Regel für Gefahrstoffe: Substitution für Produkte
aus Aluminiumsilikatwolle (TRGS 619). Ausg. 2/2007. GMBI.
(2007) Nr. 22, S. 454-471.
[6] VDI 3469: Emissionsminderung – Herstellung und Verarbeitung
von faserhaltigen Materialien. Blatt 1: Faserförmige Stäube
– Grundlagen, Überblick. Blatt 5: Hochtemperaturwollen.
Berlin: Beuth 2007.
[7] Berufsgenossenschaftliche Information: Mineralischer Staub
(BGI 5047). Hrsg.: Hauptverband der gewerblichen Berufsgenossenschaften
(HVBG), Sankt Augustin 2006.
[8] Technische Regel für Gefahrstoffe: Abbruch-, Sanierungs- und
Instandhaltungsarbeiten mit alter Mineralwolle (TRGS 521).
Ausg. 2/2008. GMBl. (2008) Nr. 14, S. 279-286.
[9] High Temperature Insulation Wool reduces industries impact
on the environment. Hrsg.: Deutscher Verband der Hersteller
und Verarbeiter von Hochtemperaturwollen (DKFG), 2002.
[10] Mendheim, J.: Refractory materials in ceramic kiln construc -
tion: Past, present, and Future. CN Refractories 5 (2001).
[11] Sonnenschein, G.: Werkstoffe zur Wärmedämmung unter Berücksichtigung
des Einsatzes von Keramikfasern. Gefahrstoffe
– Reinhalt. Luft 63 (2003) Nr. 5, S. 181-185.
[12] BGIA-Fachkolloquium „Hochtemperaturwollen (HTW) –
Chancen nutzen – Risiken vermeiden“. Berufsgenossenschaftliche
Akademie Hennef, 16. April 2008.
www.dkfg.de/literatur/literatur _kolloquien.htm
[13] Kompakt (2008) Nr. 10. Hrsg.: Industriegewerkschaft Bergbau,
Chemie, Energie (IG BCE), Hannover.
Gefahrstoffe - Reinhaltung der Luft 68 (2008) Nr. 11/12 - Nov./Dez.