Materialcharakterisierung gebrauchter Feuerfeststeine als Schlüssel für das effektive Training von Sensoren

Abstract

Zusammenfassung Feuerfeste Werkstoffe sind essenziell für Hochtemperaturprozesse verschiedener Industrien. Dazu zählen beispielsweise auch die Stahl- und Zementproduktion sowie die Müllverbrennung. Aufgrund der extremen Prozessbedingungen müssen feuerfeste Auskleidungen regelmäßig erneuert werden, wodurch erhebliche Mengen an gebrauchten Feuerfestmaterialien anfallen. Diese Materialien besitzen ein hohes Sekundärrohstoffpotenzial. Derzeit erfolgt das Recycling überwiegend durch eine manuelle Sortierung, basierend auf visuellen Kriterien. Wirtschaftliche Faktoren begrenzen dabei die maximale Partikelgröße, die bei der Sortierung berücksichtigt werden. Ein ganzheitliches, automatisiertes Verfahren, das in der Lage ist, die große Vielfalt feuerfester Materialien unabhängig von der Korngröße zu sortieren, existiert bislang nicht. Allerdings haben jüngste Fortschritte in Forschung und Technologie die Entwicklung effizienterer und automatisierter Recyclinglösungen für gebrauchte Feuerfestmaterialien ermöglicht. Ein Beispiel ist die mobile Sortieranlage, die im Rahmen des laufenden von der EU geförderten Projekts ReSoURCE (Refractory Sorting Using Revolutionizing Classification Equipment) konzipiert und umgesetzt wurde. Zur Sortierung werden dabei hyperspektrale Bildgebung (HSI) und laserinduzierte Plasmaspektroskopie (LIBS) mit künstlicher Intelligenz kombiniert. Zur Optimierung der Sortiergenauigkeit wird eine umfangreiche Datenbank erstellt, die Sensormessungen und Analyseergebnisse typischer Primär- und Sekundärmaterialien unterschiedlicher Zusammensetzung und Korngrößen umfasst. Der vorliegende Beitrag zeigt auf, wie wichtig eine gründliche Materialcharakterisierung für das Sensortraining ist, und beschreibt erste Testergebnisse mit vielversprechenden Ansätzen zur Differenzierung der untersuchten Materialien. Zukünftige Arbeiten konzentrieren sich auf die Erweiterung der Datenbank sowie die Definition chemisch und mineralogisch unterscheidbarer Sortierklassen.

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