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Materialverarbeitung Keramikindustrie

Standardisierte technische Lösung zur Optimierung keramischer Fertigungsprozesse

Aktualisierung: 2026-01-12

Problemdefinition

Branchenherausforderungen

  • 01 Hoher Energieverbrauch bei Trocknungs- und Sinterprozessen
  • 02 Unzureichende Prozessstabilität durch schwankende Rohstoffqualität
  • 03 Materialverluste durch Rissbildung und Verformung während des Brandes

Spezifische Schwachstellen

  • Ineffiziente Ofentechnik mit ungenauer Temperaturführung
  • Mangelnde Automatisierung in der Formgebung und Trocknung
  • Unzureichende Abwärmenutzung aus Sinteröfen

Analyse des Ist-Zustands

"Bestehende Anlagen in der Keramikindustrie weisen häufig veraltete Ofensysteme mit manueller Steuerung auf, was zu hohen thermischen Verlusten (bis zu 40 % der eingesetzten Energie) und inkonsistenten Produktqualitäten führt. Die fehlende Integration von Feuchtemessung und automatisierter Trocknungssteuerung resultiert in erhöhten Ausschussraten (>8 %)."

Leistungsauswirkungen

Spezifischer Energieverbrauch
≤1,8 kWh/kg gebranntes Keramikprodukt
Ausschussrate Nach Implementierung
≤4 %
Temperaturhomogenität Im Sinterofen
±2 °C über gesamte Nutzlänge
Maximale Ofentemperatur 1300 °C
Trocknungsluft Volumenstrom 5000 m³/h bei 80–120 °C
Regelgenauigkeit Feuchtegehalt Grünling ±0,5 M% (Massenprozent)
Technische Verifizierung

Diese Lösung wurde von Atlamech Engineering nach folgenden Standards validiert:

Details anzeigen

Technischer Umfang

  • Modernisierung der Trocknungs- und Brenntechnik
  • Implementierung einer zentralen Prozessleittechnik (PLT) mit Echtzeit-Überwachung
  • Integration eines Abwärmeverwertungssystems für Vorwärmung der Trockenluft

Compliance-Standards

DIN EN ISO 13849-1 (Maschinensicherheit)
DIN EN 12952-15 (Abwärmenutzung in thermischen Anlagen)
VDE 0113-1 (Elektrische Ausrüstung von Maschinen)

Implementierungsstrategie

Woche 1–2: Standortbesichtigung und Bestandsaufnahme der bestehenden Ofen- und Trocknungstechnik. Woche 3–4: Auslegung des Abwärmesystems und Spezifikation der neuen Ofensteuerung. Woche 5–8: Installation der PLT-Hardware, Integration der Feuchtesensoren und Inbetriebnahme des Abwärmekreislaufs. Woche 9–10: Schulung des Bedienpersonals und Durchführung von Lasttests unter Serienbedingungen.
Wichtigste Liefergegenstände
Energieoptimiertes Ofensystem mit ±2 °C Temperaturtoleranz
Automatisierte Trocknungssteuerung basierend auf Feuchte- und Gewichtsdaten
Dokumentierte Reduktion des spezifischen Energieverbrauchs um ≥15 %

Beratungsnotizen

Die Abgasleitung vom Sinterofen sollte aus hitzebeständigem Edelstahl (1.4828) mit einer Mindestwandstärke von 2 mm ausgeführt werden. Der Volumenstrom des Abgases beträgt typischerweise 1200–1800 m³/h bei 300–500 °C. Zur effizienten Wärmerückgewinnung wird ein Plattenwärmetauscher mit ≥65 % Wirkungsgrad empfohlen. Wartungsintervalle: Reinigung der Feuchtesensoren alle 4 Wochen; Kalibrierung der Ofentemperaturmessstellen alle 6 Monate gemäß DAkkS-Richtlinien.

Infrastruktur-Taxonomie

75 kW FU-Schraubenkompressor mit Wärmerückgewinnung
Kontinuierlicher Rollenbrennofen mit Mehrzonen-Steuerung
Kapazitive Feuchtemesssonden für keramische Grünlinge
Typische Anwendungsmuster: Integration einer Gegenstrom-Trocknungsanlage mit Abwärme aus dem Ofenabgas Modulare Erweiterung bestehender Bandtrockner um sensorbasierte Regelung Nachrüstung älterer Kammeröfen mit moderner SPS-Steuerung und Datenerfassung

Wissensgebiete

Keramikherstellungsprozesse und Qualitätsstandards

Zusammenfassung der technischen Beziehungen

Verwendete technische Komponenten

Feuchtesensoren

Technische Einschränkungen

Maximale Ofentemperatur 1300 °C, Temperaturhomogenität ±2 °C

Kern-Optimierungslogik

Feuchte- und Gewichtsdaten, Automatisierte Trocknungssteuerung

Zusammenfassung der Implementierungsbeispiele

Projekt-Kurzbeschreibung

Implementierung einer technischen Lösung zur Optimierung der Keramikherstellung: Energieeffizienz und Prozessstabilität

Systemmaßstab
Drei kontinuierliche Tunnelöfen mit einer Gesamtkapazität von 15 Tonnen Keramik pro Tag.
Betriebsbedingungen
Brenntemperaturen bis 1200°C, kontinuierlicher Betrieb über 24 Stunden, Umgebungsbedingungen mit schwankender Luftfeuchtigkeit.
Implementierungsbeschränkungen
Einhaltung von DIN EN 1539, ISO 50001 und EU-Emissionsrichtlinie 2010/75/EU, minimale Produktionsunterbrechungen während der Installation.

Technisches Wissenscluster

Keramikherstellungsprozesse und Qualitätsstandards

Dieses Topic-Cluster behandelt die strukturelle Logik der Keramikherstellung, von Formgebung über Sinterung bis zur normkonformen Prüfung, mit Fokus auf ISO/IEC-Standards für Prozesskontrolle und Materialperformance.

Sinterverfahren und Gefügeentwicklung
Analyse von Temperatur-Zeit-Profilen und deren Einfluss auf Dichte (>95% theoretische Dichte) und Mikrostruktur nach ISO 18754.
Prüfmethoden für keramische Werkstoffeigenschaften
Anwendung von ISO 14704 für Biegefestigkeit, ISO 18755 für Härte und ASTM C1161 für Bruchzähigkeit zur Qualitätssicherung.
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